Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследовательская работа

Сам себе синоптик

Введение

Мы очень любим море, особенно район Имеретинской бухты в Адлере, там очень красиво много интересного: Олимпийский парк, лучший парк аттракционов в России «Сочи парк», Орнитологический заповедник, совсем недалеко горный курорт Роза хутор и Абхазия. Вот мы и стараемся оказаться на побережье, как можно раньше - в самом начале июня, пока не так жарко и влажно.

Но мало увидеть все интересное, что есть в округе, главное накупаться вдоволь. А это возможно, только, если море достаточно прогреется к нашему приезду. Самая хорошая температура для купания, как считают врачи, 20-23 градуса. Уже не холодно и не настолько тепло, чтобы размножались вредные микробы.

Принять решение о поездке нужно уже в начале мая, когда пора бронировать номер. Но можем ли мы заранее, за месяц узнать, хотя бы приблизительно, какой температуры будет море к 1 июня? На этот вопрос я попыталась найти ответ.

Цель:

Попытаться уже в начале мая определить температуру воды в море, в районе Имеретинской бухты, к 1 июня.

Задачи:

· Узнать от каких факторов зависит температура воды в море.

· Выяснить, есть ли способы заранее прогнозировать температуру воды в море в любимом нами месте отдыха.

· Найти доступные данные о температуре воды в море за прошедшие годы.

· Найти закономерности изменения температуры воды в этот период.

· Составить прогноз изменения температуры воды.

· Сравнить прогноз с реальной ситуацией.

Гипотеза:

Вероятно, есть способ самостоятельно прогнозировать изменение температуры воды в мае, в Черном море, в районе Имеретинской бухты Адлера.

1. Теоретическая часть

прогнозирование температура море синоптик

Свое исследование я начала с изучения энциклопедической литературы, справочников. Я выяснила, что температура воды в море может зависеть от:

• географического положения

• речных стоков

• рельефа местности

• ветра

• рельефа дна

• поверхностных и подводных течений

• температуры воздуха

Стоки рек и рельеф местности

Итак, по порядку. На речных стоках не будем акцентировать большое внимание, потому что влияние рек Мзымта и Псоу, которыми с двух сторон омывается Имеретинка на температуру воды в бухте в мае - минимальное. Основной снег в горах уже растаял к началу месяца. Да и объем воды не так велик, в сравнении, например с Днепром, у которого за год в Черное море попадает 53,4 куб. км воды. А у Мзымты - 1,4 куб. км. У Псоу еще меньше - 0,65 куб км.

А вот географическое положение Имеретинской бухты - особенное. Имеретинская низменность, которая и образует бухту - это широкая приморская равнина, как мы уже говорили, которая находится между реками Мзымта и Псоу. Здесь находится самая южная точка Краснодарского края. Протяжённость низменности составляет около 7,5 км в длину и более двух километров в ширину. А далее начинают возвышаться красивейшие горы, которые также определяют климат в этой местности.

Благодаря горам северный ветер не выдувает тепло из этого места. А значит здесь нет такого явления, как сгон. Это когда ветер с материка отгоняет теплую воду от берега, а на ее место приходит вода из более холодных слоев.

Рельеф дна

Подводный рельеф не менее разнообразен, чем рельеф материков. Здесь имеются хребты, расселины и долины. Основные части дна - шельф, материковый склон, ложе океана, глубоководные желоба, срединно-океанические хребты, подводные котловины, океанические плато.

Рельеф дна у Имеретинской бухты очень необычный. Дно Черного моря от прибоя и до глубины 120-200 метров представляет собой, за небольшим исключением, пологий склон - шельф, который уходит в море. Вот Имеретинский курорт и является этим исключением.

В чем оно состоит мы попросили объяснить Евгения Анатольевича Глазырина, главного геолога инженерно-геологической экспедиции «Южморинжгео», исследующего многие годы воздействие природы и деятельности человека на изменение береговой линии Имеретинской бухты. «Минимальная ширина шельфа Черноморского побережья присутствует в районе Имеретинской низменности (между устьями рек Мзымта - Псоу). Бровка шельфа расположена здесь на глубине преимущественно 15-40 м. Средняя ширина шельфа здесь составляет 475 м, сужаясь местами до 17 м». Обычно шельф имеет протяженность около 2000 м, то есть 2 км. Получается, что в Имеретинской бухте шельф практически отсутствует! А это значит, что в Имеретинке гораздо ближе, чем в других курортных местах России к берегу подходит, если можно так выразится, глубокая вода. А, по словам ученых, чем глубже дно, тем медленнее вдольбереговые течения, тем стабильнее температура воды, которая не знает резких перепадов. Это очень важно для прогнозирования температуры воды.

Течения

Какие же течения могут оказывать влияние на температуру моря в районе бухты. Главное течение в Черном море называется Основным Черноморским течением (ОЧТ).

Течение идет вдоль всех берегов против часовой стрелки и из-за формы Черного моря и под воздействием вращения Земли сворачивается в два вихревых потока, которые похожи на огромные очки. Эти «очки» даже названы «Очками Книповича» в честь ученого, впервые заметившего и описавшего это явление. Но в районе нашей бухты, ближе к берегу проходит, отделившийся от основного потока небольшой вихрь, который течет в противоположную сторону.

А через мелководный пролив Босфор в Черное море попадают солёные и относительно тёплые (примерно 15 градусов Цельсия) воды Мраморного моря. Так как эта вода более соленая, а значит и более тяжелая (мы дома провели эксперимент, показывающий это свойство), она сразу опускается на дно. И расходится тремя потоками вглубь Черного моря.

Но еще нужно понять, как влияют на температуру воды в бухте течения Черного моря. Без специалистов это сделать невозможно. Ученые изучают черноморские течения уже более 100 лет и то, многие их выводы предположительные. Вот мы и решили попросить помощи у человека, который исследует эту проблему уже много лет. Мы обратились к известному океанологу (океанолог - специалист изучающий моря и океаны, а также взаимодействие океана с атмосферой и материками), доктору географических наук, ведущему научному сотруднику Института водных проблем Российской Академии наук (РАН), автору огромного количества научных публикаций на эту тему Альберту Леонидовичу Бондаренко. Хотя некоторые определения не очень просты для понимания, в скобках мы попытались их расшифровать. Однако главная мысль подтверждает наши догадки, какие именно, скажем чуть позже.

«Основное Черноморское течение (ОЧТ) проходит на расстоянии приблизительно 50 км от берега. Течение волновое, а волны не переносят массу воды (то есть, течение есть, а движения масс воды в них нет). Справа от направления движения волн и течений, частицы воды в волне движутся антициклонически (то есть в противоположную сторону). Эта область, расположенная между берегом и ОЧТ, область схождения поверхностных вод, летом тёплых и их опускания на глубину в центре этой области. У берега вода в волнах отходит от берега в центр области, а со дна поднимается глубинная, летом - холодная вода. Это явление называется апвеллинг».

Однако наша любимая Имеретинская бухта, оказалась и здесь с особенностями. Чуть забежим вперед и скажем, что в отличие, например, от бухт Анапы, Геленджика, Джубги в Имеретинке температура воды растет более равномерно, она более стабильна. И мы опять не могли не воспользоваться знаниями Альберта Леонидовича и не спросить, почему возникает такое различие.

«Апвеллинг происходит у открытых побережий, типа Анапа, Геленджик, Джубга. Процесс апвеллинга происходит быстро, соответственно и температура воды меняется быстро. Буквально за 5-10 часов может изменится на 10 градусов. Имеретинская бухта не подвергается апвеллингу. Есть бухты, в которых связь с морем осуществляется через сравнительно небольшие проходы, такие бухты называются закрытыми. В них гидрологические события развиваются несколько иначе, чем в море. Мне кажется, Имеретинская бухта именно такая. Поэтому изменение её температуры происходит за счёт поступления тепла из атмосферы, а это процесс медленный и равномерный», - подытожил доктор Бондаренко.

Последняя надежда, что может быть вода Мраморного моря оказывает влияние на воды бухты… «Нет, не может, вода из Мраморного моря, если и проникает в Имеретинскую бухту, то в микроскопических количествах, практически не влияющих на температуру воды бухты», - сказал Альберт Леонидович.

Итак, как заверил нас ученый, повторим его цитату: «Изменение её температуры (воды) происходит за счёт поступления тепла из атмосферы». Замечательно! Ведь именно об этом мы стали уже догадываться по ходу нашего исследования.

Однако, точно прогнозировать температуру воздуха на месяц вперёд, просто невозможно, тем более, не имея специальных знаний, сложных приборов и огромного объема необходимых данных.

По словам автора книги «Сам себе синоптик» Алексея Рощина: «Погода - очень сложная природная совокупность явлений, возникающих в результате взаимодействия атмосферы и поверхности континентов, океанов, льдов. Физические процессы, происходящие в атмосфере, необычайно сложны. Многое остается тайной и сегодня. Глобальные атмосферные процессы и их связь с тепловым состоянием морей и океанов, солнечной деятельностью и другими погодными факторами изучены слабо - это первое. Вторая трудность состоит в изменчивости поведения атмосферы: не бывает двух дней, месяцев, лет, когда бы погодные условия были одинаковы. Пока не всегда удается установить первопричину возникновения больших аномалий в погоде».

И поэтому, совсем уж фантастически выглядит перспектива спрогнозировать температуру воды на месяц вперед, которая будет нагреваться от крайне нестабильного воздуха.

Наука, которая занимается изучением взаимосвязи процессов в водной и воздушной среды называется - гидрометеорологией. А люди, которые изучают эти связи - гидрометеорологами. Но для составления наиболее точных прогнозов сегодня им не обойтись без программистов (специалисты, которые пишут специальные программы для компьютеров) и математиков.

Сейчас в мире несколькими крупнейшими гидрометеорологическими центрами создается глобальная информационная система, которая поможет строить совместные модели атмосферы и океана. А это даст возможность составлять максимально точный прогноз на несколько дней вперед. Только для этого потребуется внедрение сложнейшей программы, с которой способен работать только суперкомпьютер.

У нас, к сожалению, нет ни суперкомпьютера, ни всего объема данных, которые в той или иной степени могут влиять на температуру воды. Однако, у нас есть большое желание, узнать, какой же она будет к началу июня 2018 года!

К счастью, есть еще один способ попытаться составить прогноз. Так как вода в бухте благодаря рельефу местности и дна бухты равномерно нагревается и остывает, для прогнозирования подойдет метод статистического моделирования. Смысл его в том, что берутся данные за прошлые годы о температуре воды в конкретном регионе и в нужный нам период, находятся закономерности и на их основе составляется прогноз.

2. Практическая часть

Прогнозирование

Мы тоже собрали данные о температуре моря, правда, только за два года и попробовали найти закономерности.

На основе таблицы составили графики. Графики наглядно показали, что температура в оба этих года росла ровно, без скачков. Этот факт полностью подтвердил слова ученых, о том, что температура воды в Имеретинской бухте не подвержена резким скачкам.

Еще мы заметили, что разница в начале и конце месяца и в 2016 и в 2017 году равна примерно 5 градусам.

Мы предположили, что и в 2018 году температура будет вести себя так же, то есть будет повышаться равномерно и рост за месяц составит примерно 5 градусов.

Мы даже составили формулу. Она получилась такой - Т2=Т1+5, где Т2 - температура воды в Имеретинской бухте, в конце мая, Т1-температура воды в Имеретинской бухте, в начале мая.

Остается сделать прогноз. Прогнозы о температуре воды, воздуха, силе ветра делают ученые - синоптики. Они обобщают данные, которые для них собрали другие специалисты, находят закономерности и делают прогнозы. Я тоже попробовала стать синоптиком на некоторое время. Итак, делаем прогноз.

Температура моря на 1 мая 2018 года в районе Имеретинской бухты в Адлере была 16,4С ?. Согласно нашему предположению, через месяц она должна подняться примерно на 5 градусов. 16,4+5=21,4С ?. Значит, мы прогнозируем, что к 31.05 вода в море будет даже выше, чем ожидаемые нами 20 С ?, то есть 21,4 С ?.

Проверим!

Мы записывали данные о температуре воды в мае 2018 года и вот, что у нас получилось. Удивительно, но растет температура также равномерно, как и в предыдущие годы и притом за месяц она поднялась ровно на 5 градусов!

Таким образом, моя гипотеза о возможности самостоятельного прогнозирования изменения температуры воды в Черном море, в районе Имеретинской бухты подтвердилась.

Заключение

В результате своего исследования я узнала, кто такие синоптики, как они работают, и даже сама попыталась стать синоптиком - составить свой прогноз и проверить его.

Мне удалось пообщаться с учеными - геологами и океанологами, изучающими рельеф морского дна, влияние течений на температуру воды и многое другое.

Я узнала, что такое морские течения, рельеф морского дна, шельф. Познакомилась с такими понятиями как «сгон», «апвеллинг. Узнала, что Имеретинская бухта уникальна. От холодных ветров с материка ее защищают горы, от поднятия холодной воды со дна - расположение бухты, ее глубокое дно, почти полное отсутствие шельфа. Также на собственном опыте я убедилась, что более соленая вода тяжелее, менее соленой.

Еще научилась считать не только целые числа и строить графики, но и увидела, как удобно использовать графики и как много они показывают.

Теперь я знаю, что, как ни странно, но прогнозировать будущее вполне возможно с помощью математики и опыта наблюдений за прошлые годы. Кстати, этим методом часто пользуются и профессиональные синоптики.

Выводы

прогнозирование температура море синоптик

* Проведенные нами исследования подтвердили нашу гипотезу. Действительно, можно в начале мая с достаточно большой точностью самостоятельно определить температуру морской воды в конце этого же месяца в Имеретинской бухте.

* Мы нашли математические закономерности роста температуры воды в море на основе данных прошлых лет. На основании расчётов нами составлена формула: Т2=Т1+5, где Т2 - температура воды на конец мая, Т1-температура воды на 1 мая.

* Итак, если не происходит никаких аварий, природных катастроф можно довольно точно определить вероятную температуру воды в море, в мае, только лишь, используя данные за прошлые годы.

Литература

1. Толковый словарь Ефремовой. Т.Ф. Ефремова.

2. Книга для детей «Сам себе синоптик». А. Рощин.

3. Научно-популярный журнал «Земля и люди» Времена года в океане. С. Панфилова.

4. «Крупномасштабная динамика и долгопериодные волны Мирового океана и атмосферы». А.Л. Бондаренко.

5. «Как устроена метеорология» Саратовский научно исследовательский университет имени Чернышевского. А Сурков.

6. Данные ФГБУ «Специализированный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Черного и Азовского морей»

7. «Литодинамические процессы на дне Черного моря в районе Имеретинской низменности». Государственный Научный Центр «Южморгеология». Е.А. Глазырин.

8. «Имеретинская низменность. Природно-геологические условия, проблемы освоения» И.П. Балабанов, С.П. Никифоров, И.С. Пашковский

9. Blacksea-education.ru

10. Blacksea-map.ru

11. Pogoda.turtella.ru

Размещено на Allbest.ru