Исследовательская работа на тему "Снег -природный теплоизолятор"

Образовательное учреждение МБОУ «Алгаевская начальная школа-детский сад»

Класс 2__

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Тема: Снег –природный теплоизолятор

Учащийся: Бекматова Аделина

Руководитель: Шамсутдинова Диляра Нургалиевна,

учитель начальных классов

2017 г.

Содержание

I.Введение

II. Основная часть.

1. Холодный снег-хороший теплоизолятор. Действительно ли это так?

2. Мой первый неудачный опыт. Снежный покров не смог защитить воду в сосуде от замерзания. В чем причина?

3. Малоснежные морозные зимы опасны для растений.

4. Мои наблюдения- теплоизолирующая роль снега тем больше, чем он рыхлее и чем выше снеговой покров.

5. Мой второй, но уже удачный опыт-вода в сосуде под снегом не замерзла.

6. Снег- хороший теплоизолятор для живой природы.

7. Устройства для снегоудержания своими руками.

III. Заключение

Введение

Я очень

В этом году конец осени, начало зимы выдался бесснежным. Наши односельчане были взволнованы с этим явлением. Немаловажное значение имело место и информационная сеть. В новостях часто выступали ученые о положении озимых зерновых культур. А садоводы, имеющие в садах многолетние насаждения были также обеспокоены о своих многолетних культурах. Все свои переживания они связывали с отсутствующим снежным покровом.

Вот именно тогда, я задумалась: «Как снег, такой холодный, является защитой от холода?»

Цель, которую я перед собой поставила – найти ответ на вопрос «Каким образом и насколько холодный снег защищает живую природу от холода?»

Для этого мне нужно решить следующие задачи:

- поискать ответ на вопрос в дополнительных источниках информации;

- провести опыты и наблюдения;

Методы исследования: опыты и наблюдения

Объект исследования: теплоизоляционные свойства снега.

Основная часть

[1] Сотрудники агрометеорологической обсерватории изучили теплоизоляционные свойства снежного покрова, измерив температуру в разных слоях почвы, покрытой и непокрытой снегом. Измерения подтвердили тот факт, что снег является отличным теплоизолятором. Слой снега толщиной в 16 см так надежно защищает почву от промерзания, что после 5 дней при 1,4° мороза понижение температуры проникло только на 2 см. В то же самое время почва, не защищенная слоем снега, промерзла на 30 см. Благодаря защитному действию снега сильно сглаживаются и колебания температуры в почве. Например, за 12 часов температура над снегом изменилась на /,3^СС, а под ним — только на 2,3° С.

Я решила проверить эти факты своими исследованиями. Для этого взяла две стеклянные бутылки, наполнила их теплой водой, закрыла крышки. Это было в субботу, после занятий в школе.

[1]- http://zhurnalko.net/=nauka-i-tehnika/tehnika-molodezhi/1962-06--num38

Посмотрела термометр (в субботу)- на улице -26 градусов.

Одну бутылку поставила на крыльцо, а другую бутылку и термометр установили под снегом.

На следующий день я продолжила свои исследования. Первая бутылка , которая стояла на крыльце, разбилась, потому что в ней вся вода превратилась в лед. Начала вторую выкапывать из-под снега. Смотрю, эта бутылка тоже разбилась, но термометр под снегом показывал -8 градусов , когда на улице было -12 градусов. Я сделала вывод, все-таки под снегом теплее, чем в открытом воздухе .

Но почему же, вторая бутылка с водой тоже замерзла. Значит, снежный покров не настолько защитил его от холода. Почему?

Я опять обращаюсь к дополнительным источникам информации. [2]Снежный покров сам оказывает огромное влияние на климат. Он отражает большую долю солнечных лучей и, обладая большой излучительной способностью, содействует выхолаживанию поверхности. Высота снега менее 5 см способствует большему охлаждению почвы, чем даже его полное отсутствие. Обусловлено это тем, что такая высота снега не препятствует потерям тепла из почвы на излучение, и в то же время полностью отражает солнечные лучи . 
Малоснежные морозные зимы опасны для растений. Возможна гибель ряда плодовых, кустарниковых и ягодных растений из-за промерзания корней при полной сохранности надземной части. Кроме того, в результате сжатия от охлаждения почва растрескивается, что приводит к разрыву корней. 
Отсутствие снега в саду опасно не только повреждением корней, но еще и тем, что почва глубоко промерзает, медленно прогревается весной и плохо поглощает талые воды. При отсутствии снега почва промерзает до двух и более метров. .

Корни растений, находясь в охлажденной почве, медленно поглощают влагу, что угнетает их развитие. Кроме того, в такой почве ослаблены микробиологические процессы. Их усиленное развитие передвигается на вторую половину лета. В целом это ухудшает подготовку растений к следующей зимовке. На почвах, глубоко промерзающих, восстановление поврежденных растений идет плохо. Корни не в состоянии подать надземным органам нужное количество питательных веществ и воды.

[2]- https://www.forumhouse.ru

Растения с частично поврежденными корнями развиваются слабо.

Они не могут полностью использовать весенние запасы влаги. Кроме того, нарушается интенсивность поступления питательных веществ, особенно азота и фосфора. Низкие температуры почвы способствуют затягиванию вегетации растений.

[3] Но с другой стороны, из-за малой теплопроводности он смягчает губительное действие очень низких температур и предохраняет почву от глубокого промерзания, а озимые хлеба, садовые и другие культуры — от вымерзания. Это объясняется тем, что в снегу между отдельными снежинками имеются большие промежутки воздуха, он плохо проводит тепло.

Я решила проверить зависит ли температура под снегом от его толщины. Для этого провела такой опыт: собрала снег в одну кучу, взяла термометр, установила в разных толщинах снежного покрова и у меня получились такие результаты:

[3]- https://www.forumhouse.ru

Теплоизолирующая роль снега тем больше, чем он рыхлее и чем выше снеговой покров.

Я продолжила свои исследования. Это был –вторник. На улице -18 градусов. Опять взяла две банки, наполнила их водой, закрыла крышки.

Одну положила на землю, а другую установила под глубоким снегом.

На следующий день продолжила исследования. Первая банка разбилась, а во второй банке даже вода не замерзла .

Так в чем тут секрет, у людей-то от снега руки зябнут, а растениям тепло, почему растения под снегом не замерзают? А все просто. Снег, особенно свежевыпавший, хороший теплоизолятор. Он не пропускает тепло с поверхности почвы, создавая своеобразный естественный парник. Такое замечательное свойство снега обусловлено строением снежинок. Они легкие и рыхлые, потому что лишь на 5% состоят из воды, а остальные 95% в них составляет воздух (кислород), а воздух, как известно, обладает плохой теплопроводностью. Благодаря этому, растениям, покрытым снегом, не страшны суточные перепады температур . 
На покрытых снегом участках, температура в верхних слоях почвы в среднем на шесть градусов выше, чем под оголенной землей. Слой снега всего лишь в один – два сантиметра значительно уменьшает расход тепла из почвы, снежный покров в пять сантиметров защищает посевы от кратковременных морозов, а посевам, покрытым снегом на 15 – 20 сантиметров, не страшны даже сильные и длительные морозы. Причем, лучшую теплоизоляцию обеспечивает свежевыпавший снег, потому что он не плотный, а рыхлый. Именно в пустотах между снежинками находится воздух, который не выпускает тепло из почвы. А плотность выпавшего снега находится в прямой зависимости от температуры воздуха во время снегопада: чем выше температура воздуха, тем плотнее снег. Поэтому в течение зимы теплопроводность снега меняется в зависимости от плотности снежного покрова . 
Кстати, в сельском хозяйстве для увеличения на посевных полях запасов влаги и утепления зимующих озимых культур и многолетних растений, проводят специальные мероприятия по снегозадержанию и снегонакоплению.
Таким образом, снежный покров, в силу своих высоких термоизоляционных свойств, уменьшает охлаждение почвы, можно сказать, утепляет её, уменьшает глубину промерзания почвы, защищая зимующие растения от вымерзания и недостатка влаги. Следовательно, растения под снегом не только не замерзают, а наоборот, снеговое покрывало защищает их от ветра и лютого мороза, зимовать под снегом не так опасно, как на открытом воздухе, безо всякой защиты . 
[4] А большинство растений, например, многолетние растения и озимые культуры не просто спят под снегом, они там растут и развиваются. А вспомните пролески и подснежники! Стоит только появиться первым весенним лучам, как из-под снега появляются их голубые и белые головки, возвещающие о приходе весны .

Полезное значение снежного покрова в любительском садоводстве сложно переоценить. Снег имеет гораздо меньшую теплопроводность, чем садовый грунт и поэтому не дает почве глубоко промерзнуть.

[4]- http://zhurnalko.net/=nauka-i-tehnika/tehnika-molodezhi/

Температурная разница между подснежным слоем и воздушно-поверхностным довольно

существенна и отличается на десятки градусов. К примеру, при высоте снежного покрова в 5 см и минусовой температуре воздуха в 10...12`C, почва под снеговой шапкой промерзнет всего до 0...1`C. Снег создает объемные запасы воды, составляющие около трети годовых осадков в большинстве регионов, которые при весеннем таянии пополняют почвенно-грунтовую структуру. Продолжительность и высота его залегания формируют условия перезимовки садовых культур и более того, в большинстве регионов определяет возможность возделывания данных культур, включая их виды и сортовые формы.

Успешное развитие любительского и аграрного садоводства в зонах холодного и умеренного климата зависит от наличия устойчивого, крепкого снежного покрова. Достаточным защитным укрытием культурных насаждений является 30 см высота снега, но за минувшее десятилетие она удерживалась ближе к северным регионам, систематически подтаивая в европейской и центральной части страны.

Садоводам рекомендуется проводить несложные агротехнические приемы по снегозадержанию, позволяющие искусственно увеличивать высоту снегового покрова многократно. Снегозадержание препятствует губительному воздействию пониженных температур на садовые растения и не дает весенним заморозкам повреждать посадки. Сохранить снег и нарастить его массу помогают садовые оградки, заборы, плодовые деревья, живые изгороди из полезных и декоративных культур, разложенные по периметру участка срезанные ветки, хворост или связанные пучки соломы. Сложенные стопками рейки, прикопанные куски шифера, земляные валы и борозды, накатанные сугробы – любой, имеющийся в хозяйстве материал можно использовать в качестве щитов для снегозадержания на освоенных земельных участках.

Мы в школьном огороде тоже сделали устройства для снегозадержания . Весной и летом мы с учителями сделали разные поделки из ненужных материалов. Тогда мы это придумали, чтобы наш школьный сад был красивым и сказочным. Но вот зимой они являются отличными снегозадержателями. Оказывается, мы дали ненужным вещам две жизни- красивую и полезную жизнь .

Зимой в саду должен лежать снег – это природный гарант сохранности растений, защищающий их корни, штамбы и вегетативные части.

[5] Ежегодно заполняя участок новыми кустарниками и деревьями, садовод должен с лета позаботиться о мерах по снегозадержанию. Один день физического труда, потраченный на возведение земляного вала или реечного ограждения – нетрудоемкий процесс, в сравнении с многолетним восстановлением вымерзшего и погибшего сада.

Также с помощью снега можно сохранить тепло дома и при этом даже можно сэкономить средства на обогрев жилища. Теплоизоляционные свойства снега используют эскимосы, строя из него себе жилище –иглу.

Снег толстым слоем лежит на земле, но между ними –свободное пространство: солнечный день здесь светло, и случайно оказавшаяся там ягодка костяники на высоком стебельке вдруг вспыхнет, заиграет летним светом… Надежно такое убежище от любой непогоды и врагов, забьётся в него заяц-русак, или тетерев, или сама хитрая лисица, или иная какая-нибудь живность- замрет, затаится, затем задремлет под вой и грохот лесной метели.[5]- cайт «Золотая лилия» О пользе снега для зимующих растений, о мерах и способах по искусственному снегозадержанию.

Заключение.

В результате проведенных опытов и наблюдений я нашла ответ на мой вопрос «Каким образом и насколько холодный снег защищает живую природу от холода?». Также подтвердили первоначальную гипотезу, согласно которой снег является хорошим теплоизолятором. Снег является хорошим теплоизолятором тогда, когда он рыхлый и глубокий. Тонкий и слишком мокрый снег может принести вред , чем пользу. Снег имеет огромное значение в жизни живой природы и человека. Снег нужен для защиты посевов, растений от холода. В суровые морозные дни в снег прячутся многие птицы: тетерева, рябчики, куропатки, глухари. Прячутся мыши под снегом, залегают в спячку медведь и барсук. В снегу укрываются в непогоду заяц. Даже люди , в этом современном мире , где придумано разных утеплителей, пользуются этим свойством снега. Утепляют свои дома снегом. Без снежного покрова невозможно достичь хороших результатов в сельском хозяйстве и садоводстве. Снег – это утеплитель земли и живущих на ней в зимние холодные дни.

Использованная литература и интернет ресурсы.

1. Детская энциклопедия «Я познаю мир».-М.: ООО «Издательство АСТ» 2001.-557с.:В.А.Маркин

2. Плешаков А.А. Зелёные страницы:Кн. Для учащихся нач. классов.-2-е изд.-М.: Просвещение, 1995.-224с..

3. http://zhurnalko.net/=nauka-i-tehnika/tehnika-molodezhi.

4. https://www.forumhouse.ru/entries/

5. «Золотая лилия»- сайт о садоводстве, огородничестве и здоровом образе жизни.