Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр



Скачать 119.58 Kb.
Дата27.11.2012
Размер119.58 Kb.
ТипРеферат





Световые явления в атмосфере

Челябинской области


Автор:

Шубин Александр,

МБОУ СОШ №65, класс 8, г.Челябинск,

Россия

Научный руководитель:

Шкерина Светлана Вениаминовна,

учитель географии и краеведения

МБОУ СОШ № 65


Челябинск, Россия - 2012
Содержание

Введение______________________________________________________3

Радуга_________________________________________________________4

Венцы_________________________________________________________5

Гало___________________________________________________________5

Гало в Челябинской области______________________________________7

Практическая часть. Наблюдения за световыми явлениями в атмосфере г. Челябинска_____________________________________________________7


Полярное сияние________________________________________________8

Заключение_____________________________________________________9

Список литературы_____________________________________________10

Приложение

Введение

Световые явления в атмосфере Челябинской области происходят довольно часто: радуга, гало, венцы и даже было северное сияние. Петр Симон Паллас, естествоиспытатель, географ и путешественник, член Cанкт-Петербургской Академии наук /см. приложение А, Б / был руководителем Оренбургской экспедиции, организованной Академией наук. Во время исследований "челябинского периода" (8 июня 1770 –16 апреля 1771) наблюдал сильное северное сияние 6 сентября 1770 г. в небе над Челябинском. [3]

Цель работы: собрать материал о световых явлениях в атмосфере, наблюдаемых над территорией Челябинской области

Задачи:

  1. Изучить световые явления: радуга, гало, венцы, полярное сияние, причину их происхождения.

  2. Из литературных источников собрать материал о наиболее интересных световых явлениях в атмосфере, наблюдаемых над территорией Челябинской области.

  3. Провести наблюдения световых явлениях в атмосфере над городом Челябинском.

В современное время я нашёл только один источник литературы, где собрана информация в качестве перечисления, в каком году в Челябинской области наблюдались данные явления /В.Калишев. У природы нет плохой погоды. Челябинск, издательство ЧП «А.Рейх»,1998./ Я решил более детально рассмотреть данные явления /причины их происхождения/, дополнить собственными наблюдениями, народными приметами. Составить текст для школьного курса краеведения 6 класса.

Методы исследования: работа с литературными источниками, Интернет-ресурсами, анализ.

Работа актуальна. Я собираю материал о световых явлениях в атмосфере, наблюдаемых над территорией Челябинской области, т.к.
в учебниках географии такой информации нет, и даже в новом курсе краеведения 6-9 касса эти вопросы просто не рассматриваются. Материал имеет большую ценность в качестве дополнения в курс краеведения 6 класса, для уроков физики.

Радуга

В религиозных представлениях народов древности радуге приписывалась роль моста между землей и небом. В греко-римской мифологии известна даже особая богиня радуги – Ирида. Греческие ученые Анаксимен и Анаксагор считали, что радуга возникает за счет отражения Солнца в темном облаке. Аристотель изложил представления о радуге в специальном разделе своей «Метеорологии». Он считал, что радуга возникает благодаря отражению света, но не просто от всего облака, а от его капель.

В 1637 году французский философ и ученый Декарт дал математическую теорию радуги, основанную на преломлении света.

Точную теорию радуги на основе представлений о дифракции* света дал в 1836 году английский астроном Д. Эри. * Дифракция – отклонение световых волн в область геометрической тени при прохождении их через узкие отверстия или вблизи небольших препятствий (размеры отверстий и препятствий должны быть сравнимы с длиной волны).

Радуга – это оптическое явление, возникающее в атмосфере и имеющее вид разноцветной дуги на небесном своде. /см. приложение В/ Наблюдается она в тех случаях, когда солнечные лучи освещают завесу дождя, расположенную на противоположной Солнцу стороне неба. Центр дуги радуги находится в направлении прямой, проходящей через солнечный диск (хотя бы и скрытый от наблюдения тучами) и глаз наблюдателя, т.е. в точке, противоположной Солнцу.

Наблюдатель иногда может одновременно увидеть несколько радуг – главную, побочную и вторичные. При наблюдении с высокой горы или с самолета радуга может иметь вид полной окружности. Интересно расположение цветов в радуге. Оно всегда постоянно. Красный цвет главной радуги расположен на ее верхнем крае, фиолетовый – на нижнем. Между этими крайними цветами следуют друг за другом остальные цвета в такой же последовательности, как в солнечном спектре. Над главной радугой располагается побочная с чередованием цветов, обратным главной. При искусственном воспроизведении явления в лаборатории удавалось получать до 19 радуг. Над водоемом могут наблюдаться дополнительные радуги. Для одной из них источником света является Солнце, для другой – его отражение от водной поверхности. В этих условиях могут встречаться и радуги, расположенные «вверх ногами».

Ночью при лунном освещении и туманной погоде в горах и на берегах морей можно наблюдать белую радугу. Если радуга образована действием лунного света на капли дождя, то она выглядит белой. Радуга наблюдается не только на пелене дождя. Ее можно увидеть на каплях воды у водопадов, фонтанов и в морском прибое. При этом в качестве источника света могут служить не только Солнце и Луна, но и прожектор. [2]

В книге «У природы нет плохой погоды» говорится, что двойная радуга- -это довольно редкое явление, и оно наблюдалось 28 июля 1968 г. над городом Челябинском.

Но я сам лично наблюдал двойную радугу над озером Смолино в мае 2007 года, которую вы видите на фотографии/см. приложение Г/, летом 2009 года видел двойную радугу повторно.

Летом я проводил опыты по получению искусственной радуги. В саду, при помощи распрыскивания капель воды из ведра с водой из пуливизатора, я наблюдал это удивительное явление.

Венцы

Кроме радуги, в атмосфере наблюдается еще несколько дифракционных явлений. Среди них чаще можно видеть венцы. Венцами называются цветные кольца, непосредственно прилегающие к небесным светилам (Солнцу, Луне, планете).

Венцы наблюдаются в тех случаях, когда источник света перекрывается тонким слоем водяного или ледяного облака. Лучше они образуются на облаке, состоящем из частиц примерно одинакового размера. В водяных облаках с каплями разнообразных размеров венцы не имеют полного развития и обычно сводятся к одному ореолу.

С увеличением размеров капель венцы уменьшаются в размерах и при достаточно больших каплях исчезают совсем. Такая эволюция венцов указывает на ухудшение погоды. На ледяных облаках с большим количеством примерно одинаковых по размерам кристаллов венцы имеют чистые насыщенные цвета и достигают наиболее полного развития. Красивую картину венцов дают перистые облака. На облаках нижнего яруса венцы чаще состоят из одного ореола, причем, если плотность капель в различных направлениях неодинакова, они могут иметь и несимметричный вид. [2]
Гало

В романе писателя Костылева «Иван Грозный» есть такое место. [2]:
«Дрожащей рукой царь Иван отодвинул занавес.
Испуганными глазами взглянул на небо.
Лицо его перекосилось от ужаса: на небе, в темной вышине, застыло крестообразное небесное знамение… и вдруг, зашатавшись от слабости… прошептал:
– Вот знамение моей смерти. Вот оно…»
Описание этого интересного явления природы довольно часто встречается в старинных русских летописях. Суеверные люди видели в этом явлении религиозный смысл. На небе появляются кресты, светящиеся столбы, круги, дуги, ложные солнца и их различные сочетания. В науке они называются гало.
В энциклопедии Кирилла и Мефодия [6] даётся следующее определение гало: «Гало (от греч. halos — круг, диск), светлые круги, дуги, столбы, пятна, наблюдаемые вокруг или вблизи дисков Солнца и Луны. Вызываются преломлением и отражением света ледяными кристаллами, взвешенными в воздухе» /см. приложение Д/.

Сложное и редкое по своей форме гало наблюдали весной 1928 года Смоленской области - на небе было видно несколько светящихся дуг, как огненные мечи, висящие в небе. Как же могут получаться такие необыкновенные изображения в воздухе? Каковы причины этого интересного природного явления? Изучая появление гало на небе, ученые уже давно заметили, что они бывают тогда, когда Солнце затянуто белой, блестящей дымкой – тонкой пеленой высоких перистых и перисто-слоистых облаков. Такие облака формируются на высоте 6-10 км над землей и состоят из мельчайших кристалликов льда, которые имеют чаще всего форму шестигранных столбиков или пластинок. Ледяные кристаллики, подобно призме, преломляют солнечные лучи. При этом от некоторых кристалликов отраженные лучи могут попадать в наши глаза. Тогда мы и наблюдаем различные формы гало.

А не приходилось ли вам видеть светлый радужный круг, окружающий Солнце? Это тоже одна из форм гало. Установлено, что это гало образуется в тех случаях, когда в воздухе находится много шестигранных ледяных кристалликов, преломляющих солнечные лучи, подобно стеклянной призме. Большинство таких преломленных лучей мы не видим, они рассеиваются в воздухе. Но от некоторых кристалликов в наши глаза попадают и направленные лучи. Такие кристаллики располагаются на небе по окружности вокруг Солнца. Все они кажутся нам освещенными, и в этом месте мы видим светлый круг, слегка окрашенный в радужные тона.
Не всегда мы ту или иную форум гало полностью. Например, зимой, при больших морозах, по обе стороны Солнца появляются два световых пятна. Это части гало-круга. В других случаях бывает видна только верхняя часть такого круга – над Солнцем. В прошлом ее нередко принимали за светящуюся корону. Так же бывает и с горизонтальным кругом, проходящим через Солнце. Чаще всего видна только та его часть, которая примыкает к Солнцу; тогда мы наблюдаем на небе как бы два светлых хвоста, тянущихся вправо и влево от Солнца.
Как возникают в воздухе светящиеся кресты. От Солнца, которое находится низко над горизонтом или ушло за горизонт, тянется вверх длинный светящийся столб. Этот столб пересекается с видимой над Солнцем частью гало-круга, и в небе возникает большой светящийся крест.

Могут появляться также два креста. Это бывает тогда, когда на небе видны вертикальные части гало-круга и части горизонтального круга, примыкающие к Солнцу; пересекаясь, они дают два креста по обе стороны от Солнца.
В других случаях здесь вместо крестов видны лишь светящиеся пятна, по своим размерам близкие к Солнцу. Их называют ложными солнцами. Обычно этот вид гало наблюдается, когда Солнце стоит невысоко над горизонтом. Специально проведенные опыты показывают, что в образовании ложных солнц также участвуют шестигранные кристаллики, которые плавают в воздухе не беспорядочно, а так, что их оси располагаются преимущественно вертикально. [5,2]

Гало в Челябинской области

В книге «У природы нет плохой погоды» говорится, что солнечное гало в виде трёх солнц наблюдалось в Челябинске 28 января 1952 г., 22 ноября 1957 г., 6 декабря 1959 г. в 13 ч. 30 м.

По наблюдениям учёных в России гало бывает не бо­лее девяти дней в году, максимум дней в январе, феврале и марте.

Лунное гало в виде трёх лун наблюдалось 10 апреля 1960 г. , июне 1965, ноябре 1968 года. [4]

Практическая часть.

Наблюдения за световыми явлениями в атмосфере г. Челябинска

С ноября 2008 года я вёл наблюдения за световыми явлениями в атмосфере г. Челябинска.

Лунное гало простой формы я наблюдал 17, 18 ноября 2008, 15, 16 декабря, 12 января, 9 февраля, которые вы видите на фотографии/см. приложение Е/. В 2009-2010 учебном году я продолжил наблюдения. 1 и 7 сентября, 17.09, 4.12, 5.12, 7.12, 8.12, 24.01 и 25.01, 31.01, 1.02.2010 я видел данные явления, как правило, в не очень пасмурную погоду, когда луна закрывает слабая дымка облаков.


Солнечное гало над г. Челябинском (над озером Смолино) было 9.02.09. в 9 - 40 утра. Т= - 25.

21.01.10 в 12-00 (над озером Смолино) я видел солнечное гало в виде ложных солнц. Т= - 25. Во все наблюдаемые дни была слабо-облачная погода с перистыми облаками.

В литературе я нашёл народные приметы, связанные с гало:
- Вокруг Солнца или Луны видно гало (признак ухудшения погоды).
- Зимой - белые венцы большого диаметра вокруг Солнца или Луны, а также столбы около Солнца, или так называемые ложные солнца (признак сохранения морозной погоды).
- Кольцо вокруг Луны - к ветру (ухудшение погоды). [4]
В результате наблюдений за погодой я сделал выводы, что не всегда эти приметы верны.

При солнечном гало 9.02.09 Т -25, на следующий день пришло потепление до -10, выпал снег. После лунного гало оставалась морозная погода -10-15

Как правило, гало наблюдается перед приходом на данную территорию циклона, который несёт осадки и потепление.
Полярное сияние

Полярное сияние/см. приложение Ж,З/, быстро меняющееся свечение отдельных участков ночного неба, наблюдаемое временами преимущественно в высоких широтах. Происходит в результате свечения разреженных слоев воздуха на высотах 90-1000 км под действием протонов и электронов, проникающих в атмосферу из космоса. [6]

Долгое время полярные сияния рассматривали как предвестники катастроф - эпидемий, голода и войн. Например, это явление связали с падением Иерусалима и смертью Юлия Цезаря. Во всяком случае в этом видели проявление гнева богов или других сверхъестественных сил. Люди, проживающие в местах, где полярное сияние не редкость, старались объяснить его появление естественным путем. Например, высказывались предположения о том, что это отражение солнечного света от морской поверхности или излучение солнечных лучей, накопленных за день в толще льда.

На русском Севере полярные сияния называли пазорями или сполохами. Первое из этих слов указывает на сходство рассматриваемого явления с зорями, а второе происходит от слова "полошить", то есть тревожить, беспокоить, поднимать тревогу. Действительно, во время полярных сияний небо может стать красным, как на пожаре. Известны случаи, когда полярное сияние красного цвета принимали за зарево пожара и пожарные команды выезжали к огромному зареву в северной части горизонта.

Высотное и широтное распространение. Расчеты, выполненные на основе множества фотонаблюдений на Аляске, в Канаде и особенно в Норвегии, показывают, что около 94% полярных сияний приурочено к высотам от 90 до 130 км над земной поверхностью, хотя для разных форм полярных сияний характерно свое собственное высотное положение. Максимальная до сих пор зарегистрированная высота появления полярного сияния – около 1130 км, минимальная – 60 км /см. приложение И/.

Как возникают полярные сияния


Землю можно рассматривать как большой магнит, южный полюс которого располагается вблизи северного географического полюса, а северный - вблизи южного[1]. Силовые линии магнитного полюса Земли (так называемые геомагнитные линии) выходят из области северного магнитного полюса Земли, охватывают нашу планету и входят в нее в области южного магнитного полюса Земли/см. приложение К/.

Электроны и протоны, попавшие из солнечного ветра в магнитное поле Земли, стекают в область полюсов, где достигают плотных слоев атмосферы и производят ионизацию и возбуждение атомов и молекул газов. Возбужденные атомы испускают энергию в виде света.

Полярные сияния в Челябинской области


В некоторые годы увеличения солнечной активности на территории Челябин­ской области удавалось наблюдать небольшой силы полярные сия­ния. Так в 1770, 1942, 1946, 1948, 1950, 1957 и 1958, 1990 гг. в некоторых районах Уфалея, Кыштыма, Чебаркуля, Миасса, Челя­бинска можно было наблюдать это явление в виде слабого све­чения ночного неба в северной части, в виде красноватых стол­бов-лучей, перемещающихся с запада на восток. Южнее Челя­бинска полярное сияние не наблюдалось. Вот краткое описание полярного сияния 25—26.111-1946 г., наблюдаемого в г. Миассе B.C. Гребенниковым. Началось оно в 21 ч. 30 м. в виде трех вер­тикальных световых полос над горизонтом под углом 25°, затем полосы стали расширяться и вскоре исчезли. Все полосы радиально расходились. Было несколько периодов ослабления и уси­ления этого явления, а затем уже в 4 часа оно прекратилось. В ночь на 28—29 марта наблюдалось вновь свечение неба на гори­зонте. Для широт Челябинской обл. такой сияние — это доволь­но редкое явление.

Другой вид полярного сияния наблюдался в г. Чебаркуле 19.111—1950 г. В 21 час четвертая часть неба над горизонтом пред­ставляла собой атмосферу, светящуюся белесоватым, довольно интенсивным светом, то возрастающим, то затухающим. Явление это длилось всю ночь — до утра. В январе 1958 г. полярное сияние в виде красного свечения северной части неба наблюдалось ночью несколько часов в Челябинске. [4]

Заключение


Световые явления в атмосфере очень интересны. Наблюдения в Челябинской области велись и материал собирался многими географами, метеорологами. Наиболее интересным явлением считается полярное сияние Выводы. В своей работе я:
  1. Изучил световые явления: радуга, гало, венцы, полярное сияние, причину их происхождения. Из литературных источников собрал материал о наиболее интересных световых явлениях в атмосфере, наблюдаемых над территорией Челябинской области.

  2. С ноября 2008 г вёл наблюдения световых явлениях в атмосфере над городом Челябинском. За это время я наблюдал 17 лунных гало простой формы, а 9 февраля 2009 года и 21 января 2010 года солнечное гало сложной формы.

  3. Проанализировав народные приметы про гало, я пришёл к выводу, что они не всегда верны.

  4. Составил текст учебного материала к курсу краеведения для 6 класса.



Список литературы

1. Н.Л.Александров, МФТИ "Соросовский образовательный журнал", т.7, N 5, 2001


2. В. И. Арабаджи. Загадки простой воды. М.: «Знание», 1973

3. И. С. Егурная. П. С. Паллас на Южном Урале /230 лет экспедиции 1771/ http://unilib.chel.su:81/el_izdan/kalendar2000/htm/pal.htm

4. В.Калишев. У природы нет плохой погоды. Челябинск, издательство ЧП «А.Рейх»,1998

5. О. Малахов. Световые явления в облаках: гало, венцы. http://meteoweb.ru/

  1. DVD: Энциклопедия Кирилла и Мефодия, 2007




Похожие:

Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconКонспект урока физики в 9 классе «Световые явления» «Всю природу и созданья Мы лишь в свете познаем» Из ариозо Водемона, из оперы «Иоланта», муз. П и чайковского
Цель: обобщить знания по теме: «Световые явления», на примерах оптических явлений в природе
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconЗаконом Челябинской области «Об установлении величины прожиточного минимума в Челябинской области» иЗаконом Челябинской области «О величине прожиточного минимума пенсионера в Челябинской области и потребительской корзине в Челябинской области на 2010

Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconВсе автошколы Челябинской области По данным министерства образования Челябинской области на 05. 10. 2009 год Красным выделены учреждения с истекшей лицензией
Байбородин Александр Васильевич (нач.) 791-29-44; Рябиничев Александ Владимирович 790-83-18
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconМетодические рекомендации по организации автоматизированных рабочих мест системы исполнения регламентов предоставления государственных
Челябинской области, органах местного самоуправления Челябинской области, а также государственных учреждениях Челябинской области...
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconО приобретении имущества в государственную собственность Челябинской области
В соответствии с Законом Челябинской области "О порядке управления государственной собственностью Челябинской области и приватизации...
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconПродукция сельского хозяйства на 30,2 процента
Заслушав и обсудив доклад об итогах социально-экономического развития Челябинской области в 2011 году и Плане первоочередных мероприятий...
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconЗакон челябинской области об административно-территориальном устройстве Челябинской области
Челябинской области, представляющая собой систему административно-территориальных единиц, выступающая организационно-правовой основой...
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconУставный суд Челябинской области сообщает о проведении 28 мая 2012 года второго этапа конкурса на замещение вакантных должностей государственной гражданской службы Челябинской области в аппарате Уставного суда Челябинской области
В 10 часов 00 минут состоится конкурс на замещение вакантных должностей государственной гражданской службы Челябинской области в...
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconО введении ограничительных мероприятий (карантина) по бешенству животных на территории Челябинской области
Етствии с Законом Российской Федерации «О ветеринарии», на основании представления Министра сельского хозяйства Челябинской области...
Световые явления в атмосфере Челябинской области Автор: Шубин Александр iconПравительство Челябинской области постановляет
Челябинске, а также участием спортсменов Челябинской области в чемпионатах и иных спортивных мероприятиях по дзюдо в целях подготовки...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org