4.2: Розслідування

Last updated
Save as PDF

Page ID: 33936

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Діяльність A - Дослідження температури поверхні

Запустіть Створіть власну Землю < http://www.buildyourownearth.com/ >. Коли з'явиться титульний екран для моделі натисніть на «Початок роботи». Це повинно дати вам екран, який виглядає як рис. 4.2.1.

Скріншот 2020-07-02 о 23.32.16 png — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Стартовий екран для Build Your Own Earth.

Принциповими панелями управління у моделі є дві панелі з лівого боку екрану. Права сторона показує енергію на квадратний метр, отриману сонцем у верхній частині атмосфери (сонячна константа), фактори, що контролюють сонячну постійну (конусність та ексцентриситет), і принципові парникові гази, які впливають на енергетичний баланс клімату, отже, температура повітря на поверхні..

Почніть з того, щоб переконатися, що вкладка «Земля 1» в панелах управління праворуч виділена синім кольором і що випадаюче меню у верхній панелі (Земля) встановлено на «Поточний день 2015». На нижній панелі (Властивість клімату) переконайтеся, що кнопка «Атмосфера» темно-сіра, а меню, що випадає під кнопкою, читає «Середня температура» та «Поверхня». Потім натисніть на «переглянути кліматичну модель» у верхній панелі. З'явився екран повинен виглядати як рис. 4.2.2.

Скріншот 2020-07-02 о 23.35.31 png — Малюнок\(\PageIndex{2}\): Екран із середньомісячною температурою поверхневого повітря для всієї планети.

Як і на попередньому екрані, принципові елементи керування для моделі знаходяться на двох панелах в лівій частині екрана. Додаткові елементи керування включають часову шкалу під легендою карти, яка контролює місяць, який представляє карта. Глобус ліворуч від часової шкали змінює проекцію карти.

Коли карта вперше з'явиться, вона автоматично почне прокручувати всі місяці року. Натисніть кнопку паузи в лівому кінці часової шкали, а потім виберіть Січень. Використовуючи цю карту, дайте відповідь на наступні питання...

Питання

Який діапазон температур показаний на карті?
Де температура найвища, а де найнижча? Які цінності в кожному місці?
Що ви помічаєте про температуру надр материків північної півкулі в порівнянні з температурою океанів на тій же широті? Яка частина малюнка 4.1.1 пояснює спостережувану різницю?

Тепер встановіть часову шкалу на липень, щоб відповісти на адресу наступних трьох питань...

Питання

Де найвищі температури і де вони найнижчі? Які цінності в кожному місці?
Як змінюється розподіл високих і низьких температур з січня по липень?
Як порівнюється температура Північної Африки з температурою Атлантичного океану на тій же широті? Як те, що ви уклали в питанні 3, пояснити, що ви бачите тут.

Діяльність B — Бюджет атмосферної енергії та температура поверхні

Тепер встановіть властивість клімату в лівій панелі управління на «Верх атмосфери». Якщо ви перебуваєте в режимі кліматичної моделі, у вас повинен бути екран, схожий на рис. 4.2.3.

Скріншот 2020-07-02 о 23,39.50 pn — Малюнок\(\PageIndex{3}\): Екран, що показує сонячну інсоляцію у верхній частині атмосфери для всієї планети.

Якщо карта прокручується місяцями, призупиніть її і встановіть місяць на березень. Використовуючи цю карту, дайте відповідь на наступні питання.

Питання

Який діапазон значень показаний на карті?
Де інсоляція найінтенсивніша і де найменше? Які цінності в кожному місці?
Що контролює інтенсивність інсоляції в кожному місці? Пам'ятайте, що інсоляція представлена при енергії на одиницю площі (ват на квадратний метр). Ще один натяк полягає в тому, що 21 березня - весняне рівнодення, а це означає, що сонце знаходиться прямо над головою на екваторі опівдні.

Тепер поміняйте дату на часовій шкалі на січень.

Питання

Де мінімальні і максимальні інсоляції? Які цінності в кожному місці?
Переключіть дату на липень. Де зараз мінімальна і максимальна інсоляція? Які цінності в кожному місці?
Чим карти на січень та липень відрізняються від карт березня?
На що припадає ці відмінності?

Почніть цю наступну частину з перемикання дати назад на березень і переконайтеся, що ви вибрали «Верх атмосфери» у випадаючому меню на панелі управління. Створіть другу карту, натиснувши на вкладку «Додати Землю 2» в лівій панелі управління. У новій панелі Earth 2 виберіть «Середня температура» в панелі управління. Після того, як ви це зробили, у вас повинен з'явитися екран, який виглядає як малюнок 4.2.4.

Знімок екрана 2020-07-02 о 23.44.55, png — Малюнок\(\PageIndex{4}\): Екран, що показує як сонячну інсоляцію у верхній частині атмосфери (ліва сторона), так і середню температуру поверхні (права сторона) за березень для всієї планети.

Синю пунктирну лінію посередині карти можна переміщати вліво і вправо, щоб приховати, показати і порівняти карти. Натисніть, утримуючи вказівник на синю смугу над верхньою частиною карти, щоб зробити це.

Використовуючи ці дві карти, вирішуйте наступні питання:

Питання

Якими способами дві карти схожі?
Якими способами вони відрізняються, крім того, що вони відображають дві абсолютно різні змінні?
Як карта інсоляції пояснює те, що ви бачите на карті температур?
Як щодо температурної карти не пояснює карта інсоляції?

Які ще фактори потрібно враховувати, щоб пояснити, чого не пояснює карта інсоляції? Пропозиція перейдіть на вкладку Земля 1 і спробуйте деякі інші параметри на панелі «Властивість клімату».

Оскільки модель все ще знаходиться в режимі подвійної карти, настав час дослідити енергетичну частину бюджету атмосферної енергії. Щоб налаштувати його для цієї частини діяльності, встановіть Землю 1 на «Поточний день 2015»/«Атмосфера»/«Вершина атмосферної інсоляції» і встановіть Землю 2 на «Поточний день 2015»/«Атмосфера»/«Чисте довгохвильове випромінювання»/«Вершина атмосфери». Призупиніть часову шкалу та встановіть її на березень.

Питання

Які максимальні та мінімальні значення на картах інсоляції та довгохвильового випромінювання? Де вони?

Способи дві карти схожі? Чим вони відрізняються?

Які фактори потрібно враховувати, щоб пояснити відмінності?

Діяльність C — Бюджет атмосферної енергії та мінливий глобальний клімат

Починаючи з тієї ж конфігурації подвійного заземлення, яку ви використовували в кінці частини B, встановіть Earth 1 на «Поточний день 2015» та «Середня температура»/«Поверхня». Встановіть для Землі 2 значення «Без парникових газів» та «Середня температура»/«Поверхня». Призупиніть часову шкалу та встановіть її на березень.

Питання

Як температурна карта Землі 1 (2015) порівнюється з Землею 2 (без ПГ)?

Скільки Землі 2 придатна для життя?

Тепер встановіть кліматичну властивість обох Землі на «Вершину атмосферної сонячної інсоляції». Як порівнюють дві Землі?

Далі встановіть властивість клімату обох Землі на «Чисте довгохвильове випромінювання»/«Вершина атмосфери». Як порівнюють дві Землі?

Тепер встановіть Землю 1 на «CO2»/«Низький» та «Земля 2» на «CO2»/«Сценарій IPCC A1F1 CO2, рік 2010». Потім встановіть властивості клімату для обох Землі на «Середня температура»/«Поверхня».

Який рівень CO2 в проміле (частин на мільйон) для сценаріїв Low та A1F1? Щоб дізнатися це, натисніть на «меню властивостей перегляду» і перемикатися вперед і назад між Землею 1 і 2.

Як січневі та червневі температури поверхні низького сценарію порівнюються зі сценарієм A1F1? Щоб дізнатися це, вам потрібно буде натиснути кнопку «переглянути кліматичну модель», якщо ви цього вже не зробили. Також у відповіді на питання поговоримо про те, які частини світу показують найбільш істотні зміни і оцінюють, що таке підвищення або зниження температури.

Діяльність D — Синтез

У моделі BYOE які фактори контролюють температуру поверхні?

У деяких куточках суспільства CO2 називають забруднювачем, коли говорять про зміни клімату, в інших підвищений CO2 пропагується як користь для суспільства. Як результати діяльності С підтримують і оскаржують обидва аргументи?