Презентация по океанологии Океан

Почему океан волнуется?  III Саратовский региональный тур Всероссийского конкурса юношеских исследовательских работ м. В. И. Вернадского (2013-2014 учебный год) Естественнонаучное направление: «Океанология». Работу выполнил :Учащийся 3 «В» класса МАОУ «Лицей№62» Фетисов Денис  Научный руководитель: Качковецкая Наталья Витальевна МАОУ «Лицей№62»

Карта исследования

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Цель исследования: Получить знания и ответить на вопрос «Почему океан волнуется?» Объект исследования: волны в океане. Задачи: 1. Найти и изучить научную информацию: определение волн и их классификация. 2. Выявить причины возникновения волн на практических опытах. 3. Выяснить особенности различных видов волн. 4. Ответить на вопрос: «Почему океан волнуется?» 5. Изобрести в лабораторных условиях способ защиты, позволяющий управлять «опасными волнами», предотвращать последствия появления таких волн. План исследования: Изучение научных источников. Изучение фото и видеоматериалов. Проведение экспериментов. Наблюдение. Фиксация данных. Анализ полученных данных. Изобретение способа защиты, позволяющего управлять «опасными волнами», предотвращать негативные последствия появления таких волн.

Введение Всем нам приходилось наблюдать волны на поверхности какого-либо водоема- реки, моря, озера или океана. Океана без волн не бывает, его поверхность всегда колеблется. Иногда это лишь легкая рябь на воде, иногда ряды гребней с веселыми белыми барашками, иногда грозные валы, несущие тучи брызг. Даже самый спокойный залив океана «дышит». Его поверхность кажется совершенно ровной и блестит как зеркало, но берег лижут тихие, едва заметные волны. Это океанская зыбь, вестник далеких штормов. Каковы же основные причины возникновения этого природного явления? Меня заинтересовал вопрос: а откуда волны берутся…? Почему иногда и ветра нет, а океан волнуется. Да тут еще по телевизору сообщили последние новости, что шторм в Тихом океане угрожает перевернуть лодку путешественника Фёдора Конюхова, который в одиночку переплывает Тихий океан из Чили в Австралию. Я задался вопросом: ведь не всегда дует ветер, а волны бывают почти всегда, или почему бывают такие волны, которые сносят целые города? По этой причине я и выбрал тему для своего исследования: «Почему океан волнуется?». Актуальность темы моего исследования определяется двумя факторами. Во-первых, в работе исследуется очень важная и огромная составляющая природы , влияющая на погодные и природные условия для проживания всего живого на планете Земля. Во-вторых тем серьезным значением, которое сейчас придается в нашей стране и ряде других стран по изучению изменения климата, глобального потепления и выяснения причин этих явлений. Изучение этого природного явления поможет понять причину кораблекрушений, наводнений, цунами и предотвращать его негативные последствия, ведь эти страшные природные катаклизмы происходят в разных уголках мира все чаще и чаще, унося с собой тысячи жизней. Думаю, что именно поэтому данная тема актуальна в настоящее время. Человек вмешивается в природные процессы, не задумываясь о последствиях, а они, как правило, бывают очень опасными.

Постановка и выдвижение гипотез Совершенно очевидно, что изучив волны и причины их возникновения, можно определить в какой момент и отчего волнуется океан. Возможно, одна из причин появления волн – это ветер. Но какой силы должен быть ветер, чтобы заставить волноваться океан? А что заставляет волноваться океан в тихую безветренную погоду? Такое волнение наблюдалось не раз. Следовательно, есть и другая причина. Предположим, что это некие подводные течения либо движение рельефа дна. Но может быть, волны появляются спонтанно, без какого- либо природного воздействия на них, независимо от движения земной коры и ветра? Таким образом, мне необходимо проверить четыре гипотезы: 1. Причина появления волн - это ветер, 2. Причина появления волн - это движение земной коры, 3. Причина появления волн - это подводные течения, 4. Причина появления волн - это спонтанное движение воды, независимое от какого- либо воздействия.

Обзор понятий и классификация Причиной появления волн может быть ветер, землетрясения и какие-либо воздействия различных природных объектов. Волна состоит из: - гребня (наивысшая точка волны), - подошвы (самая низкая часть волны), У волны можно определить: - высоту (расстояние от подошвы до гребня), - длину волны (расстояние между гребнями). Классификация волн по их происхождению: 1.Ветровые волны. 2.Цунами. 3.Глубинные волны.

Рассмотрим главную силу, вызывающую волнения,— это ветер. Даже слабый ветер вызывает на поверхности воды волны. Эксперимент о результатах воздействия движения воздуха на поверхность воды. Для подтверждения этого утверждения проведем эксперимент: нальем в емкость воды и направим воздух феном. Емкость без ветра. Вода в спокойствии. Емкость, на которую направлена струя воздуха из фена. Здесь мы видим волны, которые идут от источника потока воздуха и движутся в противоположном направлении от него. Чем интенсивнее скорость подачи воздуха, тем сильнее волны. На «глубине» нашего «океана» волн нет, они есть только на поверхности.

Такие волны в океанологии называются «Ветровые волны». Они возникают в результате трения на границе воздуха и воды. Высота таких волн не превышает 4 метров, но при сильных и затяжных штормах она может возрастать до 10-15 метрах и выше. Вода в волнах опускается и поднимается под силой действия потока воздуха. Если сила ветра небольшая, то вода почти не перемещается в горизонтальном направлении. Это движение воды по вертикали, то есть колебательное. Оно воспринимается нами как движение волн по поверхности воды. На самом же деле водная поверхность из-за ветра совершает колебания вверх-вниз. ВЫВОД: Основной и наиболее распространенной причиной возникновения волн в океане является ветер.

ЦУНАМИ. Вторая причина появления волн в океане – подводные движения земной коры. Волны, вызываемые землетрясением и извержениями подводных вулканов, называются цунами или сейсмические волны. Причиной большинства цунами являются подводные землетрясения, во время которых происходит резкое смещение (поднятие или опускание) участка морского дна». Эти волны самые мощные и смертоносные.

Эксперимент о результатах воздействия на дно в емкости с водой. Вода и емкость находятся в неподвижном состоянии. Приводим емкость в движение, имитируя колебания земной коры. На поверхности появляются волны. Причем волны отличаются от тех, которые мы видели в первом эксперименте. Их гораздо больше, они возникают не на поверхности воды, а в глубине.

ВЫВОД: Самые опасные волны в океане возникают из-за движения земной коры. Таким образом, наш эксперимент доказывает, что цунами образуются при землетрясении любой силы, но большой силы достигают те, которые возникают из-за сильных землетрясений. В результате землетрясения распространяется несколько волн. В научных работах известного океанолога Юрия Федоровича Безрукова указано, что более 80% цунами возникают на периферии Тихого океана. Это очень длинные и невысокие в открытом океане волны, но сила их распространения достаточно велика. Они движутся с очень большой скоростью. У побережий их длина сокращается, а высота резко возрастает (в среднем от 10 до 50 м). Их появление влечет за собой человеческие жертвы. Сначала море отступает на несколько километров от берега, набирая силу для толчка, а потом волны с огромной скоростью выплескиваются на берег с интервалом 15-20 минут.

Глубинные волны. Третья категория волн, подлежащая изучению – это глубинные или внутренние волны. Вот характеристика этих волн из книги «Общая океанология» автор - Жуков Л.А.: «Глубинные волны возникают на границе двух слоев воды с разными свойствами. Они часто возникают в проливах, с двумя этажами течения, близ устьев рек, у кромки таящих льдов. Эти волны перемешивают морскую воду и являются очень опасными для моряков». Мне, конечно, трудно понять - как вода может быть разная, но мой руководитель мне посоветовал сделать опыт, который поможет разобраться в этом вопросе.

Эксперимент о результатах смешивания жидкостей разной плотности Для этого я наполнил пластиковую бутылку примерно на 2/3 водой. Добавил в воду красителя и взболтал. Заполнил оставшуюся часть бутылки маслом. Положив бутылку горизонтально, я увидел слой масла поверх слоя подкрашенной воды. Потом медленно покачал бутылку с боку на бок и наблюдал образование волны! Попробовал поднять один конец кверху, прежде чем волна достигнет его, и увидел, как волна разбивается о «берег», то есть стенку бутылки и меняет направление. масло и вода не смешиваются, и поскольку масло имеет меньшую плотность, чем вода, оно оседает на поверхности. Однако, при покачивании бутылки жидкости продолжают перетекать, не смешиваясь, поскольку их частицы не образуют новых соединений между собой. Вот почему я постоянно получаю свои мерные океанские волны в бутылке. Они бурлят, ударяются о стенки и возвращаются с прежней силой, располагаются и на поверхности, и на глубине воды.

ВЫВОД: Причиной появления волн в океане могут быть подводные течения. Из изученной литературы я узнал, что глубинные волны очень опасны для подводных лодок, так как слой воды, являющийся средним между более плотной водой (тяжелой) и менее плотной (легкой) водой сначала медленно, часами поднимается, а затем неожиданно падает почти на 100 метров (высота 33 этажного дома)! Представьте, что лодка падает на глубину, где давление воды может раздавить ее корпус. Такой случай с субмариной «Трешер» в 1963 году описан американскими океанологами.

Эксперимент о результатах отсутствия воздействия на воду Изучив эти виды волн, я задумался: а могут ли без какого-либо воздействия на воду появляться волны. Я провел еще один эксперимент: налил воды в бутылку оставил ее в покое, вода не колебалась и не волновалась.

ВЫВОД: Следовательно, без воздействия вода не совершает движение. Этот вывод, на мой взгляд, доказывает и вид заболоченного пруда или озера, расположенного в низине или в лесу. Я видел такое озеро в лесу. Течений, ветра и движения рельефа там нет. Если отсутствуют заросли, то вода напоминает зеркало.

Заключение. Выводы. На основании изученной научной информации о волнах и проведенных экспериментах я узнал об основных причинах возникновения волн, их различии. Теперь я знаю, что океан «волнуется» по причине ветра, движения земной коры и внутренних течений. При исследовании этой темы я понял, что в мире существует еще много интересного, неизведанного и не изученного. Я узнал о жизни океана и понял: чтобы справляться с жизненными трудностями, даже с такими, как волны, нужно знать историю и причину их возникновения. Полученные знания смогу применить на уроках «Географии» и в жизни, если поеду на океан.

Практическое применение полученных знаний Большую часть времени моего исследования заняли поиски способов защиты от опасных волн. В мире еще не придуманы меры борьбы с цунами или глубинными волнами, да и с ветровыми тоже, кроме волнорезов на берегу.

Эксперимент о результатах защиты от волн Для борьбы с самыми опасными волнами – цунами, я бы предложил осуществлять мощный взрыв, что бы волны от него встретились и ослабили силу цунами, но это убьет и все живое в той части океана, где будет взрыв. Я думал и о громадных волнорезах, расположенных далеко от берега, и даже изготовил его макет из пластилина. Опыт показал, что при направлении струи воздуха на поверхности возникают волны, который разбиваются о дамбу. Вода за дамбами находится в спокойном состоянии. Но идея строительства 30-и метровых (над уровнем моря) защитных дамб, очень сложна в изготовлении и стоимость таких работ огромна.

Мои предложения Я бы предложил подойти к этому вопросу с другой стороны. Если это явление природы, обладающей такой силой, то бороться против него было бы неправильно. А вот избегать встречи с ними можно. Поэтому я предлагаю наиболее разумный, а значит - современный, гуманный метод: с помощью космических спутников опознавать и предупреждать об опасности. Эти меры, по-моему мнению, смогут предупредить, а значит обезопасить человечество от опасных и разрушительных волн. Новизна моего предложения выражается в задействовании космических спутников для этих целей.