Польза ветра для человека и природы

Наш природный волшебник без рук, без ног ворота отворяет, силен, могуч, гоняет стаи туч. И это только «цветочки»! Потоку воздуха, который постоянно движется параллельно земной поверхности, под силу всё и даже больше. Очень важно, что он представляет собой неиссякаемый источник энергии. Как человек использует ветер? Все уже наверняка догадались, что речь идет именно о нем.

Приносит то прохладу, то тепло

Человек ценит силу ветра с незапамятных времен. Еще до наступления нашей эры природный помощник «гнал» по рекам и морям лодки, качал воду для орошения полей, перемалывал зерна. В итоге совершались географические открытия, колосились угодья, наполнялись мукой закрома.

Однажды человек разумный придумал, как превратить ветер в электрическую энергию, кардинально изменив условия своего существования. Ниже мы подробно поговорим о том, как человек использует ветер, но для начала отдадим должные почести самому «летучему голландцу».

Не будь движения воздуха, жаркие страны превратились бы в адскую сковороду, холодные – заледенели окончательно и бесповоротно. Но наш славный помощник «разбавляет» крайности, принося прохладу и тепло туда, где о них мечтают, как о манне небесной. Ветер, как непослушных барашков, гоняет по небу вечные облака. Так по земному шару распределяются осадки – дождь, снег.

Двусторонняя связь

Как возникает ветер? Земной шар окружает атмосфера – мощный живительный газовый слой (воздух), который имеет вес и давит на поверхность планеты и на все предметы на ней. Это давление распределяется неравномерно, в зависимости от степени прогрева земли солнечными лучами.

«Батарея» литосферы чем-то напоминает квартирную (поймет почти каждый: вверху горячая, внизу холодная, в середине – «так себе»). В глобальном варианте все гораздо сложнее: важен угол наклона потоков тепла от светила (падают ли они прямо или касаются земной поверхности вскользь), а также характер подстилающей поверхности (суша, море, лес, поле, равнина, горы).

Под влиянием двусторонней взаимосвязи «давление-нагрев» воздух обретает знакомые людям черты непостоянства: теплый движется вверх, холодный – вниз. Одновременно «летучий чертенок» шарахается вправо и влево (из области повышенного давления в область пониженного, чем больше разница, тем сильнее ветер). Обсудим, как человек использует ветер, движение воздуха.

Скачок в развитии цивилизации

Говоря научным языком, на Земле непрерывно идут процессы вертикального и горизонтального перемещения воздушных масс. Муссоны, пассаты, бризы (виды ветров) таят много возможностей. Человек понял: грех ими не воспользоваться. И приступил к обузданию непокорного подарка природы – изобрел парус.

Вот пример того, как человек использует ветер, точнее использовал. Древние египтяне вели активную торговлю с соседними государствами. Нил бороздили парусные суда, загруженные товарами и трофеями, к числу которых относились рабы. Можно представить тоскливые взгляды невольников, устремленные в небо. Наполненные ветром огромные плотные куски светлой ткани на мачте казались им черными.

Пользовались парусом жители восточного побережья Средиземного моря финикийцы. «С ветерком» добравшись до места впадения Нила в межматериковую водную жемчужину, они открыли для себя «египетский рынок сбыта» товаров, нашли, что купить у партнеров. Позже могучий «гоняльщик туч» помог представителям Финикии обогнуть Африку. Так постепенно расширялись горизонты развития цивилизации.

Все перемелется

Моря и океаны – главные просторы обитания ветра: «гуляке» есть где разогнаться, куда свернуть. На суше ему тесновато. Но человека разумного этим не напугать: за тысячелетия до наступления новой эры существовали ветряные колеса (главная деталь мельницы). На земном шаре найдутся аэродинамические механизмы для измельчения зерна возрастом в 3000 лет (Александрия).

О том, как люди используют силу ветра, рассказывает богатая мукомольная история человечества. За две сотни лет до н. э. в Персии работали ветряные мельницы с вертикальной осью вращения (в Китае они появились еще раньше). Мы привыкли к изображениям мельницы с крыльями в виде огромного осевого вентилятора. Движение вертикальных лопастей напоминало кружение юлы.

Их делали из камыша, который закрепляли на раме. Мельницу обносили стеной: атмосферный «бродяга» ударялся об нее и «отскакивал» в нужном направлении. При помощи ветряных колес вавилоняне осушали болота (откачивали воду). История хранит сведения о существовании маслобоен, лесопилен, бумагоделен, работающих при помощи ветра. При изучении фактов, как человек использует ветер (движение воздуха), мельница оказывается далеко не «одинокой».

На большом воздушном шаре

Мы уже упоминали, что нагретый воздух устремляется вверх. Осознав это, люди решили использовать это свойство в своих целях: из плотной ткани сшили огромный воздушный шар с отверстием внизу, через которое наполнили его горячим воздухом.

Экспериментаторы братья Монгольфье проделали это в 1783 году. В привязанную к шару корзину посадили домашнюю живность. Первые «шаронавты» – уточка, петушок-золотой гребешок и барашек, некоторое время парили в небесной синеве, после чего благополучно приземлились. Вскоре на шаре стали поднимать в воздух человека. Говоря о том, как человек использует ветер (движение воздуха), воздушный шар обойти вниманием невозможно.

В помощь наблюдателям

Необычные летательные аппараты послужили людям во многих отраслях деятельности. Благодаря им они смогли осматривать окружающие территории с высоты птичьего полета (в военных целях это особенно важно), составлять планы местности. Появились первые воздушные путешественники.

В августе 1887 года русский ученый-химик Дмитрий Менделеев, занимавшийся изучением свойств газов и жидкостей, а также верхних слоев атмосферы, на аэростате, наполненном водородом, поднялся вверх, чтобы наблюдать за солнечным затмением. Дело было в 18 верстах от Клина. Полет шара вызвал огромный интерес у современников.

Летал 53-летний светила науки один. Шар не смог подняться на нужную высоту, но почти на 4 километра (3,8) взмывал. Облака заслоняли солнце, однако Менделеев умудрился частично изучить солнечную корону.

Можно ли управлять ветром?

Воздушный шар управлению человеком не подчиняется, зато полностью послушен ветру. Ученые согласиться с таким положением дел не могли. Они изобрели рычаги управления (руль и гребной винт). Так появились аэростаты. Только воздух свои позиции сдает неохотно. Вот и Менделеева через 100 километров атмосферный «шалун» приземлил там, где Дмитрий Иванович «сесть» и не гадал: в имении писателя Салтыкова–Щедрина, между Калязином и Переславлем-Залесским.

В ходе изучения вопроса, как человек использует ветер (движение воздуха), вентилятор упоминается в таком контексте: будет ли двигаться лодка, если парус наполнить мощным искусственным воздушным потоком? Одни высказывают такое предположение: если вентилятор установлен внизу (т. е. наполняет парус снизу), импульс потока воздуха направляется под углом к горизонту и, отражаясь от паруса, тоже горизонтален, то поплывет. Другие говорят: для однозначного ответа на вопрос нужен эксперимент в идеальных условиях.

Природному «братцу» идеальные условия ни к чему. Он живет себе на просторе, служит людям, время от времени проявляя свой непокорный нрав. Полемизируя на тему «Как человек использует ветер?», люди все чаще говорят о том, что этот дар природы используется недостаточно широко, спектр применения будет расширяться.

Слайд 1

МБОУ СОШ № 1 п. Новозавидовский Конаковского района Тверской области Исследовательская работа «Моё открытие» Этот удивительный мир природы «Ветер, ветер! Ты могуч, Ты гоняешь стаи туч…» (А.С.Пушкин «Сказка о мёртвой царевне и семи богатырях») Автор презентации: Пучкова Екатерина , ученица 4 класса Руководитель: Михайлова С.С.

Слайд 2

Введение «Ветер, ветер! Ты могуч, Ты гоняешь стаи туч, Ты волнуешь сине море, Всюду веешь на просторе.» Эти строчки А.С.Пушкина все с детства знают наизусть. Перечитывая их, я задумалась: что такое ВЕТЕР? Каким он бывает? Откуда берёт энергию? Может ли ветер приносить пользу? Как люди используют силу ветра?

Слайд 3

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: получить новые знания о свойствах ветра и их использовании человеком. ЗАДАЧИ: Изучить теоретический материал по данным вопросам. Ознакомиться со способами измерения силы ветра. Провести опыты: по определению направления и скорости ветра; по определению силы ветра; использование ветра человеком.

Слайд 4

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ : явление природы – ветер. ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ: использование свойств ветра . ГИПОТЕЗА: движение воздушных масс является ветром, который можно использовать для нужд человека .

Слайд 5

Основная часть Происхождение ветра Из-за неодинакового нагрева воздуха над земной поверхностью возникают области высокого давления с более плотным и тяжёлым воздухом и области низкого давления с менее плотным воздухом. Однако природа всегда старается сгладить эту границу. Поэтому воздух из области высокого давления стремится в область низкого давления. Таким образом, ВЕТЕР – это горизонтальное перемещение потока воздуха .

Слайд 6

Основная часть Способы определения силы ветра Сила ветра измеряется в баллах. 1 балл ≈ 2 м/сек (Рис.1) Ветровой мешок — простейшее устройство для определения скорости и направления ветра, использующееся на аэродромах (Рис. 2 ) Направление ветра – это направление, откуда он дует. Принято различать 8 основных румбов горизонта. Ветер называют по той стороне горизонта, откуда он дует. Измерение скорости ветра производят прибором – анемометром. Направление ветра определяют с помощью флюгера, шаров – пилотов , а так же по развевающемуся флажку, по направлению дыма, идущего из труб, но более точно это можно сделать с помощью флюгера.

Слайд 7

Способы определения силы ветра Шкала Бофорта (Рис.1) Ветровой мешок (Рис.2)

Слайд 8

Основная часть В иды ветров В метеорологии ветры классифицируют по их силе, продолжительности и направлению. Порывы – кратковременные и сильные перемещения воздуха. Продолжительностью более 1 минуты – шквал . Названия более продолжительных ветров зависят от силы, например, бриз, буря, шторм, ураган, тайфун . бриз шторм ураган

Слайд 9

Основная часть Виды ветров Глобальные ветры, вызванные сезонными изменениями температуры — муссоны — имеют продолжительность несколько месяцев, несут большую влажность, дующие зимой с суши на океан, летом — с океана на сушу. Муссоны наблюдаются главным образом в тропическом поясе. (Рис. 3) Глобальные ветры, вызванные разницей в температуре на разных широтах, дуют постоянно и называются пассаты . Муссоны и пассаты являются ветрами, из которых слагается общая и местная циркуляция атмосферы. (Рис. 4) Рис.4 Рис.3

Слайд 10

Основная часть Откуда у ветра энергия Энергия ветра – это преобразованная энергия Солнца. Примерно 1-2 % солнечной радиации, достигшей Земли, преобразуется в энергию ветра. Часть энергии Солнца поглощается непосредственно воздухом, но большая её часть сначала поглощается поверхностью Земли.

Слайд 11

Основная часть Значение ветра в природе и жизни человека Если бы в природе не происходило движение воздуха, то в жарких странах , где нестерпимо печёт солнце, стало бы ещё жарче. В холодных странах стало бы ещё холоднее. Ветер перегоняет облака с места на место, разносит влагу по всей Земле. Если бы не ветер, в засушливых районах пересохли бы ручьи, реки, озёра. Ветер формирует климат, развеивает загрязняющие вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями и транспортом. Ветры могут влиять и на формирование рельефа поверхности Земли, различных видов грунта или эрозию. Они могут пере- носить пески и пыль из пустынь на большие расстояния.

Слайд 12

Основная часть Значение ветра в природе и жизни человека Ветер обладает большой силой. Многие столетия люди приручают его. Он приводит в движение ветряные мельницы, двигает на море парусники. Первыми летательными аппаратами, использующими энергию ветра, были воздушные змеи. Воздушные шары, которые тоже двигались с помощью ветра, впервые позволили отправляться в воздушные путешествия, а современные летательные аппараты используют ветер для увеличения подъемной силы и экономии топлива. Однако, ветры могут быть и небезопасными. Так колебания ветра могут вызвать потерю контро – ля над самолетом. Быстрые ветры, а также вызван- ные ими большие волны, приводят к разрушению построек. Ветры способны увеличивать масштабы пожара.

Слайд 13

Экспериментальная часть Опыт № 1 Для его проведения нужны две свечи. Проводить исследование лучше в холодную погоду. Приоткройте дверь на улицу. Зажгите свечи. Держите одну свечу внизу, а другую вверху образовавшейся щели. Определите, куда наклоняется пламя свечей. Рис. 5 Вывод: пламя нижней свечи будет направлено внутрь комнаты, верхней – наружу. Получается, что один воздух, тёплый, движется вверху, а навстречу ему, внизу, ползёт “другой”, холодный. Там, где двигаются и встречаются тёплый и холодный воздух, появляется ветер. Ветер – это движение воздуха. (Рис.5)

Слайд 14

Экспериментальная часть Опыт № 2 Для проведения опыта нужно изготовить флюгер: вырезать из фанеры детали, собрать их, скрепить клеем, уравновесить флюгер на шляпке гвоздя, затем укрепить на шесте так, чтобы он мог свободно вращаться. (Рис. 6) Ниже стрелки прикрепить 8 указателей основных и промежуточных сторон. С помощью флюгера определим направление ветра. Данные занесём в таблицу, построим «розу ветров». (Рис. 7) Рис. 6

Слайд 15

Экспериментальная часть Данные по Тверской области : Климат области умеренно континентальный, переходный от континентального на востоке, к более влажному в северо-западных районах. Область лежит в зоне комфортных для жизни и отдыха климатических условий. Среднесуточные температуры летом — + 15-20°С, зимой — -5-15°С. Среднегодовое количество осадков от 560 до 720 мм. Устойчивый снежный покров устанавливается в конце ноября — начале декабря, продолжительность периода со снежным покровом 140—150 дней, мощность 40-60 см, при максимальной глубине 80 см. Преобладают северные ветры (С, С-В, С-З). Направление ветра Количество дней Северный 2 Северо-восточный 1 Восточный 1 Юго-восточный 0 Южный 0 Юго-западный 0 Западный 1 Северо-западный 2 Рис. 7

Слайд 16

Экспериментальная часть Опыт № 3 Для определения скорости ветра используем прибор – анемометр . Чашечный анемометр можно сделать самостоятельно, используя три белых чашки и одну цветную. К концам планок нужно приклеить чашки, чтобы они были направлены в одну сторону, затем планки прикрепить к шесту (как флюгер). (Рис. 8) Чтобы измерить скорость ветра, достаточно подсчитать количество оборотов цветной чашки за одну минуту. Полученные данные могут быть использованы при обслуживании авиации, морского флота, для прогноза погоды. Рис.8

Слайд 17

Экспериментальная часть Опыт № 4 Для измерения силы ветра используем «ложечный» анемометр. Его так же можно сделать самостоятельно: к листу фанеры прикрепить ложку, обмотанную проволокой (свободно), с помощью линейки нанести шкалу делений, укрепить анемометр на заборе или шесте. (Рис. 9) Чем выше отклоняется ложка, тем сильнее ветер. Силу ветра (давление) очень важно знать для многих целей практической жизни, особенно для вычисления устойчивости зданий, мостов. Рис.9

Слайд 18

Экспериментальная часть Опыт № 5 Для проведения опыта потребуется три мокрых кусочка ткани, бельевая верёвка, прищепки, фен (для имитации ветра), часы. Для получения более точных показателей, опыты будем проводить в помещении. Мокрый кусочек ткани при комнатной температуре высыхает за 45 минут. Использую искусственный ветер (фен включен на низкую скорость). Время высыхания – 10 минут. Включаю фен на высокую скорость, направляю на ткань. Время высыхания – 5 минут. Вывод: наглядный пример использования силы ветра людьми можно наблюдать при сушке белья. На улице в сухую, ветреную погоду бельё высыхает намного быстрее.

Слайд 19

Заключение В ходе исследовательской работы, при ознакомлении с информационными источниками и проведении опытов, я узнала: что собой представляет ветер; какие бывают ветра; способы измерения силы ветра; о значении ветра в природе и жизни человека. Моя гипотеза о том, что движение воздуха вокруг нас является ветром, который можно использовать для нужд людей, полностью подтвердилась. В своей работе я ознакомилась только с некоторыми понятиями по теме, но на этом я не заканчиваю свою исследовательскую работу и хочу продолжить изучение ветра и его характеристик.

Слайд 20

Список литературы и источников Кармилин А.В. «Ветер и его использование» Прох Л.З. «Словарь ветров» «Мои первые научные опыты», изд. « Контэнт », 2003 Энциклопедический словарь серии «Детям – обо всём на свете» (ред. Н Ярошенко), Ридерз Дайджест, 2005 https://www.moi-detsad.ru/ https://ru.wikipedia.org/wiki/ https://meteoinfo.ru/bofort https://meteoweb.ru/ Спасибо за внимание!