Дистанционные методы изучения земной поверхности урок 6 класс: Открытый урок на тему:строение земного шара» 6 класс

Содержание

Открытый урок на тему:строение земного шара» 6 класс

Конспект открытого урока по теме «Строение земного шара».

Тема

Строение земного шара

Класс

6

Автор УМК

Домогацких Е.М.

Цель

Формирование представлений о внутреннем строении Земли и способах изучения земной коры

Задачи

1. Рассмотреть строение земного шара.

2. Охарактеризовать оболочки земного шара.

3. Выявить различия материковой и океанической земной коры.

4. Сформировать представление об изучении земных недр.

5. Воспитывать уважение к профессиям геолога и шахтера.

6. Развивать устную речь обучающихся, формировать умение давать развернутые ответы на вопросы, грамотно и ясно формулировать свою мысль, формировать умение сравнивать объекты.

7. Способствовать повышению уровня познавательного интереса к предмету, развитию кругозора, воспитывать чувство товарищества.

Тип урока

Урок изучения нового материала

Технология проведения урока

изучение новой темы, с элементами самостоятельности, (поиск коллективного исследования — путешествия).

Краткое содержание

урока

1. Внутреннее строение Земли: ядро, мантия, земная кора.

2. Материковая и океаническая земная кора.

3. Изучение недр Земли.

4. Что такое литосфера.

Опорные знания

1. Добыча полезных ископаемых

2. Минералы и горные породы.

Понятия и термины

Ядро, мантия, земная кора, океаническая земная кора, материковая земная кора, литосфера, геология, недра, шахта, карьер, скважина, обнажение горных пород, геофизика.

Географическая номенклатура

Кольская сверхглубокая скважина (Россия), самая глубокая шахта в мире «Тау-Тона» (ЮАР)

Средства обучения

Электронная презентация «Строение земного шара», раздаточный материал (бортовые журналы), физическая карта мира, учебники, контурная карта, атлас, арбуз и конфеты.

Планируемые результаты

Предметные умения

УУД

Метапредметные

Личностные

Давать определения терминов по тематике урока, описывать внутреннее строение Земли.

Сопоставлять и выделять особенности внутренних слоев Земли, составлять описание процесса изучения человеком земных недр, обосновывать роль науки в изучении недр Земли.

Показывать на картах расположение самой глубокой скважины и самой глубокой шахты в мире.

Моделировать географические объекты.

Находить достоверные сведения в источниках географической информации. Формулировать выводы, определять понятия, строить логически обоснованные рассуждения.

Определять цель и проблему в процессе деятельности, выдвигать гипотезы. Оценивать степень достижения цели, самостоятельно исправлять ошибки.

Излагать свое мнение, аргументируя его, подтверждая фактами.

Осознание целостности мира и многообразия взглядов на него.

Сформированность учебно-познавательного интереса к изучению географии, собственных мировоззренческих позиций.

Понимание специфики внутреннего строения Земли.

Структура урока

1. Организационный момент.

Учитель:

— Здравствуйте, ребята.

Прозвенел для нас звонок — начинается урок.

Ровно встали, подтянулись и друг другу улыбнулись.

2. Актуализация и мотивация.

-Сегодня на уроке мы с вами совершим необычное путешествие, но не в космическое пространство и не по поверхности Земли, а в ее недра. Совершить путешествие вглубь земли нам поможет современный сверхкорабль «Недроход». Ребята, так как мы отправляемся на корабле, мы будем вести бортовые журналы, в которые вы будете заносить свои исследования и наблюдения

(Бортовой журнал выдается учителем каждому ученику).

У Жюля Верна есть роман «Путешествие к центру Земли», в котором профессор Отто Лиденброк утверждает, что

«… путешествие к центру Земли возможно! Через кратер потухшего вулкана можно спуститься в земные недра!»

— А вы согласны с утверждением профессора?

Постановка проблемного вопроса:

Возможно ли путешествие к центру Земли?

– Что мы должны узнать, чтобы ответить на этот вопрос?

— Как вы думаете, какова тема нашего урока? Высказывают свои предположения. Предполагаемый ответ: Мы должны узнать, что у Земли внутри. Формулируют тему урока. Верно, ТЕМА НАШЕГО УРОКА: «Строение Земного шара». Запишите дату и тему нашего урока в своих бортовых журналах. При совершении путешествия мы с вами познакомимся; с внутренним строением Земли, узнаем из каких оболочек она состоит, изучим новые термины и понятия.

Определите для себя цель урока и запишите в свои бортовые журналы.

4. Изучение новой темы.

– Давайте представим земной шар в виде арбуза. Арбуз разрежем пополам. Что же мы увидим? Из каких слоев состоит арбуз? Имеет слои: зеленая полосатая кожица, белая корка и красная мякоть. Наша планета тоже состоит из трех слоев. Каких? Обратимся к учебнику, с. 79, рисунок 62. Рассмотрите рисунок, назовите слои.

На нашем корабле мы с вами будем постепенно углубляться в недра Земли и делать короткие остановки – станции для изучения ее строения.

Работа в группах. Итак, путешествие начинается!

Первая группа исследователей изучает «Земную кору», вторая – «Мантию», третья — «Ядро». Используя материал учебника (§9), заполняем таблицу №1 «Внутреннее строение Земли» в своих бортовых журналах. Давайте, сделаем отчет, чтобы все могли заполнить пустые ячейки в своих таблицах. Пожалуйста, представитель от первой группы.

Внутренние

Оболочки Земли в % соотношении

Характеристика оболочек Земли

Состояние

Температура

Давление

Задание № 1

Земная кора 1%

Твердая

t с глубиной повышается в среднем на 3 на каждые 100 м.

Давление с глубиной повышается

Задание № 3

Мантия 83%

Расплавленное

Свойства твердого вещества и жидкости)

t= 2000 С

повышается

Задание №4

Ядро 16%

Поверхность ядра жидкая а внутренняя область твердая

6000 С на поверхности а в центре = 10.000.С

Высокое

Станция №1. «Земная кора». Земная кора в масштабе всей земли представляет тончайшую пленку и достигает максимальной толщины 75 км, над горными вершинами Памира, Тибета, Гималаев.

Слайд.

Далее мы опускаемся с вами все глубже и глубже в недра нашей планеты и чувствуем, что обшивка нашего корабля начинает ___________(правильно, раскаляться). Это говорит о том, что мы приближаемся к следующей станции нашего путешествия. Станция № 2 «Мантия». Отчет представит вторая группа. Мантия… Никто никогда не видел ее. Ученые предполагают, что состоит она из магния, железа и свинца. Ученые установили, что температура горных пород с глубиной возрастает: в среднем на каждые 3 м глубины Земли становится теплее на 1 °С. А на глубине 50 км во многих районах Земли температура пород превышает 1000 °С!

Мы внедряемся на нашем «Недраходе» все глубже и глубже в недра Земли и чувствуем, что наш супер-корабль совсем раскалился. Мы приблизились к последней станции нашего путешествия к ________? Станция №3 «Ядро». Верно. Но, а теперь ребята свои исследования по ядру занесите в бортовой журнал.

Ядро – центральная часть земного шара. В нем очень высокое давление и температура более 10 000° С. Состоит оно из самого плотного и тяжелого вещества, предположительно железа. Очевидно, вещество внешнего ядра включает относительно легкий элемент, скорее всего серу. Внутренняя твердая часть ядра как бы плавает во внешнем, жидком слое. Благодаря такому движению вокруг Земли возникает магнитное поле. Оно защищает жизнь на нашей планете от вредных космических лучей. На магнитное поле реагирует стрелка компаса.

Путешествие у нас необычное и система оценивания тоже будет необычной. Кто все сделал без ошибокпоставьте себе плюс. Есть такие? Кто сделал 1 ошибку – галочку, а кто затруднился сделать задание минус. Проверяет заполнение пропусков.

5. Работа в парах.

Как вы думаете, какой слой Земли изучен лучше всех? Почему?

Одинакова ли земная кора на всем протяжении? Давайте, обратимся к учебнику на с. 80, рис.62.

Ребята в бортовом журнале имеется таблица №2 строения Земной коры. Давайте ее заполним. Поменяйтесь с соседом бортовыми журналами. – Чем океаническая кора отличается от материковой коры? Оцените друг друга.

6. Физкультминутка. Проводя исследования, мы немного устали. Давайте отдохнем.

А теперь, ребята, встали.

Быстро руки вверх подняли,

В стороны, вперед, назад.

Повернулись вправо, влево,

Тихо сели, вновь за дело.

7. Беседа с учащимися.

– Итак, мы совершили виртуальное путешествие к центру Земли.

Возвращаемся обратно.

Земля устроена хитро,
Сложней любой игрушки:
Внутри находится ядро,
Но не ядро от пушки.

Затем, представьте, мантия
Лежит внутри Земли,
Но не такая мантия,
Что носят короли.

Последний наш слой – земная кора.
Выбрались мы на поверхность – Ура!

Итак, мы подошли к тому, чтобы ответить на проблемный вопрос:

Возможно ли реальное путешествие к центру Земли? Формулируют ответ на вопрос. Предполагаемый ответ:

Нет. Очень высокие температуры, огненно-жидкое состояние недр планеты, огромное давление.

Существуют специалисты, которые изучают земную кору. Как их называют?

Попробуйте определить, о ком идет речь.

Этот человек для нас
Найдёт в земле и нефть, и газ.
Укажет глубину буренья,
Объём всего месторожденья.
Исследованьем и разведкой
Он минерал откроет редкий.

Проберется с молотком

К неизвестным скалам.

С каждым камешком знаком,

С каждым минералом.

Путь его тяжёл и долог,

Ищет залежи…   (Геолог)

Как называется наука, изучающая земную кору?

Как ученые узнали о составе и строении земной коры?

Демонстрирует слайды, на которых содержится подсказка:

Слайд № – обнажение на обрывистом берегу реки и скальных пород.

– С каким новым понятием мы должны познакомиться?

Знакомит с определением обнажения.

Геологическое обнажение. Давайте отметим определение у себя в журналах. Записывают определение.

Обнажение в геологии – выход на поверхность Земли пластов коренных горной породы.

Такие обнажения обычно встречаются по берегам рек, склонам оврагов, на гребнях хребтов.

— Как называются глубины, где сосредоточены полезные ископаемые? (недра)

Где ведется добыча полезных ископаемых? (в шахтах, карьерах)

Как вы думаете, представитель какой профессии ближе всего к центру Земли?

Подсказка – загадка:

Он отбойным молотком,
Как огромным долотом,
Уголь крошит под землей.
Отвечайте, кто такой? (Шахтер)

Создание шахт и карьеров тоже помогает «заглянуть» в глубины земных недр. Земную кору изучают с помощью сверхглубоких скважин. В мире действует несколько десятков скважин. Из этих скважин с большой глубины извлекают образцы горных пород и по ним делают выводы о строении земной коры. Самая глубокая в мире скважина находится в России на Кольском полуострове. Показываю на карте. Подробнее о ней нам расскажет _________________________.

Слайд № – Самой глубокой шахтой в мире является шахта Тау-Тона (ЮАР, Йоханнесбург). Глубина – более 4500 м. Ее название переводится с языка (африканского) как «Великий лев». Достигает в глубину 3900 метров ниже уровня моря. Хотя все подъемные машины этой шахты работают со скоростью 16 метров в секунду (58 км/ч), время, которое нужно для того чтобы добраться до разработки, может достигать целого часа. Само время спусков равно 35 минутам, но еще 25 нужно для пересадок с основного ствола шахты на слепые. Показываю на карте.

Слайд № – Открытый способ добычи полезных ископаемых – один из самых широко используемых в мире. Кимберлитовая трубка «Мир» (Россия, Якутия)- самый большой карьер в мире, выкопанный без использования взрывчатки. Его диаметр – 1,2 километра, а глубина – 525 метров. Закурили трубку мира, табак отличный. Авдеенко, Елагина, Хабардин. — Радиограмма об открытии алмазной трубки «Мир». 13 июня 1955 г.

  • 23 декабря 1980 года в карьере «Мир» был добыт крупный ювелирный алмаз весом 342,5 карата, названный в 1981 году в честь предстоящего ХХVI съезда КПСС[16].

  • В марте 2002 года в карьере трубки «Интернациональная» добыт алмаз «Президент» весом 79,9 карат [17].

  • Карьер «Мир» вопреки всеобщему представлению не является крупнейшим. Он имеет глубину 525 метров и диаметр 1,2 км, по этим параметрам он значительно уступает карьеру «Удачная», который по поверхности имеет размер 1600 х 2000 метров, а в глубину — 640 метров. Показываю на карте.

8. Закрепление нового материала. Самооценка.

Обратимся к бортовым журналам- задание №3. Вам необходимо определить правильность или ошибочность утверждения.

Вам необходимо определить правильность или ошибочность утверждения.

1. Мантия – это верхняя оболочка Земли.

2. Ядро состоит в основном из железа и никеля.

3. Земная кора находится в центре нашей планеты.

4. Земная кора состоит из горных пород и минералов.

5. Земная кора и верхняя мантия образуют – литосферу.

6. Под материками земная кора тоньше, чем под океанами.

Выполняют задания

(нет)

(да)

(нет)

(да)

(да)

(нет)

Самопроверка. Проверьте себя, оцените. У кого нет ошибок?

9. Оценивание. Слушают и оценивают свою деятельность на уроке (выставляют оценку в оценочный лист). Поднимите руки у кого в бортовых журналах одни плюсы? Молодцы, вы получаете сегодня пятерки. У кого есть галочки? Вы четверки. А есть у кого минус? С вами мы доработаем тему, прочитав параграф дома. Давайте запишем домашнее задание.

10. Домашнее задание: § 9, ответить устно на вопросы после параграфа, контурная карта. Вам необходимо отметить на контурной карте объекты по указанным географическим координатам:

1) трубка «Мир» – 63º с.ш. 114º в.д.

2) шахта «Тау-Тона» – 26º ю.ш. 28º в.д.

3) Кольская СГС – 69º с.ш. 31º в.д.

И творческое задание. На выбор — либо изготовить модель, отражающую внутреннее строение Земли, либо составить кроссворд на тему «внутреннее строение Земли».

11. Рефлексия

Сегодня я узнал…

Мне было интересно…

Мне было трудно….

Скажите, пожалуйста, а вы достигли цели, которую ставили в начале урока?

У вас 2 смайлика — один улыбающийся, а другой грустный. Поднимите смайлик, соответствующий вашему настроению сегодня на уроке.

Приложение. Сообщение учащихся

Кольская сверхглубокая скважина

Самая глубокая скважина в мире – это Кольская сверхглубокая скважина. Находится в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный. Она была пробурена с целью проведения исследования литосферы. Кольская сверхглубокая скважины в 1989 году была занесена во всем известную Книгу рекордов Гиннеса. Проектная ее глубина – 15 км. После долгих выборов точки бурения, в 1970 году, бурение началось. Около трех тысяч ученых, рабочих, специалистов жили и трудились у скважины. До глубины в 7 км добрались только через четыре года, используя серийную буровую установку. После достигнутой глубины в 7 км, бурение осложнилось, появилось множество мелких полостей, участились аварии. Еще десять лет ушло на проходку до глубины в 12 км. Достигнув этой отметки, произошла авария, в результате которой бурение опять начали с отметки в 7 км. И наконец, через шесть лет в 1990 году снова достигли 12 км отметку. Пробурить больше 12262 м не смогли – начались аварии, отказывала техника. В 1992 году бурение прекратили. Самый ценный груз нашли на глубине – 1,5 км это меднорудные залежи. На глубине 3 км грунт по составу очень напоминает грунт доставленный с Луны. Температура на глубине 5 км более 70 градусов,7 км – 120 градусов,12 км – 220 градусов. Но самое удивительное то, что в конце 80 годов одна финская газета написала статью о том что, ученые на глубине в 12 км, с помощью микрофонов записали и услышали крики и стоны. Эту историю подхватил американский телеканал, и началось рождение легенды под названием “Дорога в ад”. Так называли Кольскую Сверхглубокую скважину. Но в действительности эта легенда является вымыслом, хотя бы потому, что акустические методы исследования скважин записывают не собственно звук и не на микрофон, а волновую картину. Да и акустических микрофонов, работающих при температурах выше 1000 °C просто не существует.  В наше время буровая заброшена, оборудование демонтировано, у Российской науки просто нет денег на этот уникальный проект.

 

ИЗОБРАЖЕНИЕ НА ПЛАНЕ НЕРОВНОСТЕЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Технологическая карта урока географии 6 класс

Урок №6. Тема: ИЗОБРАЖЕНИЕ НА ПЛАНЕ НЕРОВНОСТЕЙ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ

Тип урока

Урок усвоения новых знаний

Цели деятельности учителя

Способствовать формированию представлений об особенностях изображения рельефа на бумаге, относительной и абсолютной высотах; создать условия для формирования умения определять относительные и абсолютные высоты точек земной поверхности на планах местности, составлять описание форм рельефа и их очертаний

Образовательные ресурсы

Электронное приложение к учебнику: Понятие о плане местности

План урока

  1. Рельеф земной поверхности и способы изображения его на плане.

  2. Относительная и абсолютная высота.

  3. Горизонтали. Профиль местности.

Методы и формы обучения

Методы: наглядный, частично-поисковый, практический, контроля.

Формы: индивидуальные, фронтальные

Основные понятия

Рельеф, относительная и абсолютная высота точки, отметки высоты, горизонтали (изогипсы)

Планируемые результаты

Предметные

Метапредметные

Личностные

Научатся называть и показывать относительные высоты, абсолютную высоту, горизонтали, отметки высот.

Получат возможность научиться определять относительные и абсолютные высоты точек земной поверхности на планах местности, составлять описание форм рельефа и их очертаний.

Познавательные: осознанно выбирают наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

Коммуникативные: участвуют в коллективном обсуждении проблем: обмениваются мнениями, понимают позицию партнера.

Регулятивные: оценивают правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности её решения: осуществляют контроль своей деятельности в процессе достижения результата.

Сохраняют мотивацию к учебной деятельности: проявляют интерес к новому материалу: выражают положительное отношение к процессу познания, адекватно принимают причины успешности/неуспешности учебной деятельности

Организационная структура урока

Формы

контроля

I. Мотивация к учебной деятельности

(2 мин)

Совместная с обучающимися постановка целей и задач урока, подготовка к усвоению изучаемого материала

Создаёт условия длявозникновения у обучающихся внутренней потребности включения в учебную деятельность, уточняет тематические рамки

Обдумывают тему урока, обсуждают цели урока и пытаются самостоятельно их формулировать

Фронтальная работа

II. Актуализация знаний

Беседа

Организует беседу по вопросам на с. 19 в учебнике

Отвечают на вопросы

Фронтальная работа

Устные ответы

III. Изучение нового материала

Работа с текстом учебника, с. 19

Организует работу с текстом учебника по определению понятия «рельеф» и одним из способов измерения небольших высот — с помощью прибора нивелира. Демонстрирует прибор и объясняет его устройство

Знакомятся с новой информацией, задают уточняющие вопросы, обсуждают новую информацию, выполняют задания

Индивидуальная и фронтальная работа

Устные ответы

Работа с рис. 10,

с. 20

Организует работу по рисунку 10, с. 20, объясняет, как используют нивелир для определения относительной высоты точки.

— Прочитайте, что такое относительная высота.

— Как вы понимаете это определение?

— Что необходимо выполнить, чтобы определить относительную высоту?

Работа с рис. 11,

с. 21, и текстом учебника

Организует работу с рисунком 11, с. 21, и текстом учебника.

Задания:

1) Рассмотрите рисунок, прочитайте п. 3, § 6, объяснив затем, что такое абсолютная высота.

2) От уровня какого моря в России ведется отсчет абсолютных высот?

3) Определите относительную и абсолютную высоту холма, изображенного на рисунке 11

Работа с рисунком 12, с. 22

Организует работу с рисунком 12, с. 22. Объясняет, что такое отметка высоты и горизонтали (изогипсы).

Предлагает выполнить задания к п. 4, § 6, с. 22 (задание к рис. 12)

IV. Первичное осмысление и закреплениеизученного материала

Выполнение заданий 4, 5, с. 23

Организует работу по самостоятельному выполнению заданий: изображению на плоскости холма и впадины зад. 4,5,с.23)

Выполняют задания в тетради

Индивидуальная работа. Практическая работа

Выполнение задания в тетради

V. Итоги урока. Рефлексия

Обобщение полученных на уроке сведений

Определяет задания (см. Приложение)

Выполняют задания

Индивидуальная работа

Оценивание работы учащихся на уроке

Домашнее задание

§ 6, задание 6, с. 23, письменно

Конкретизирует домашнее задание

Записывают домашнее задание

Индивидуальная работа

Приложение

Задания: 1) определите по рисунку 1, где холм, а где впадина.

2) прочитайте на рисунке 2 фамилию русского географа, который первым из европейцев совершил научную экспедицию в Тянь-Шань. Чтение нужно начинать с букв, находящихся на верхних горизонталях.

Урок 13. земная кора и литосфера — География — 5 класс

География, 5 класс

Урок 13. Земная кора и литосфера.

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке

  1. Урок посвящён изучению земной коры и литосферы.
  2. В ходе урока рассматривается внутреннее строение Земли.
  3. Что такое земная кора и какие проявления внешних и внутренних сил мы видим на земной поверхности.

Ключевые слова

Литосфера, Земная кора, ядро, мантия, Внутренние и внешние силы Земли, Литосферные плиты, Магма

Тезаурус

Литосфера – твёрдая оболочка Земли

Земная кора – верхняя часть литосферы

Ядро – центральная часть земного шара

Мантия – самая большая из внутренних оболочек Земли.

Литосферные плиты – крупнейшие блоки литосферы.

Магма – потоки расплавленного вещества мантии.

Обязательная и дополнительная литература по теме

  1. География. 5–6 классы. «Полярная звезда» / Алексеев А. И, Липкина Е. К., Николина В. В. и др, издательство «Просвещение», 2018 г.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Сегодня мы начнем знакомство с оболочками Земли-сферами.

Литосферой—каменной оболочкой Земли.

Гидросферой-водной оболочкой.

Атмосферой-воздушной оболочкой.

Биосферой-оболочкой, где обитают живые организмы.

География наука о земле. Она рассматривает все оболочки во взаимосвязи друг с другом. Но, сначала мы узнаем свойства и строение каждой оболочки в отдельности, чтобы затем понять, как они взаимодействуют друг с другом. В 5 классе мы исследуем каменную оболочку земли, а в 6 классе все остальные.

На уроке мы узнали каково внешнее и внутреннее строение земной коры и литосферы. Литосфера – это каменная оболочка Земли. литосфера не монолитна. Она разбита разломами на отдельные блоки – литосферные плиты. Всего на Земле выделяют семь очень больших литосферных плит и несколько более мелких.

Внутреннее строение Земли сложное. В ее центре расположено ядро. Затем следует мантия, и земная кора.

Выделяют несколько способов изучения земной коры:

  1. Наблюдение за природными явлениями: изучение обнажений горных пород-обрывов, склонов гор, где видны скальные породы, крутые берега рек, разрезы горных пород, вскрытые шахтами, где добывают полезные ископаемые. Экспедиционные исследования, сбор сведений на изучаемой местности (полевые работы).
  2. Дистанционные методы: изучение с летательных аппаратов (аэро-и космические снимки).
  3. Метод бурения скважин.

Разбор типового тренировочного задания

Тип задания: Подстановка элементов в пропуски в тексте;

Текст вопроса: Заполните пропуски в тексте.

_______ метод основан на изучении скорости распространения в Земле ______, возникающих при ______, извержении _____ или взрывах.

Варианты ответов:

звуков,

Тектонический,

вулканов,

горных пород,

грозе,

колебаний,

землетрясений,

Сейсмический

Правильный вариант ответа:

Сейсмический метод основан на изучении скорости распространения в Земле колебаний, возникающих при землетрясениях, извержении вулканов или взрывах.

Разбор типового контрольного задания

Тип задания: Сортировка элементов по категориям;

Текст вопроса: Распределите утверждения на верные и ошибочные.

Верные утверждения

Ошибочные утверждения

Варианты ответов:

Мантия – самая большая внутренняя оболочка Земли

Температура ядра Земли равна 10000°С

Вещество мантии находится в жидком состоянии, её температура составляет 20000°С

Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):

Верные утверждения

Ошибочные утверждения

Мантия – самая большая внутренняя оболочка Земли.

Температура ядра Земли равна 10000°С.

Вещество мантии находится в жидком состоянии, её температура составляет 20000°С.

Применение космических снимков в начальном курсе географии

I. Организационный момент

II. Изучение нового материала

2.1. История космических наблюдений Землян.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. 2.Искусственные спутники Земли

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. Что можно увидеть с околоземной орбиты

2.4. Кому и как помогают космические снимки

 

 

2.5. Космическая информация о чрезвычайных ситуациях

 

III. Закрепление:

 

 

 

Вывод:

 

 

Домашнее задание:

Тема: Взгляд на Землю из космоса

Учитель: Планета Земля, которая кажется нам такой большой, по космическим меркам всего лишь крохотная песчинка, затерявшаяся в бескрайних просторах космоса. Но мир Земли неотделим от мира Вселенной. Солнце, Луна и другие небесные тела постоянно воздействуют на нашу планету. Поэтому чтоб лучше понять земной мир, люди пытливо обращают свой взор в наземное пространство. С каждым днем наука получает все больше фактов о единстве происхождения, развития и строения Земли и космоса.
У древних греков слово «космос» означало «подарок», «устройство». Знаменитый немецкий ученный Александр Гумбольд (1769–1859) свой научный труд назвал «Космос». Он исходил из того, что географические особенности нашей планеты зависят от устройства «Вселенной». Написанное с заглавной буквы слово «Космос» означает весь существующий Мир, всю Вселенную.
Методы исследования Земли, проводимые на значительном расстоянии от ее поверхности, называют дистанционными.
Выступление учащегося:
Во второй половине XX в. человечество вступило на порог Вселенной – вышло в космическое пространство. Дорогу в космос открыла наша Родина. Первый искусственный спутник Земли, открывший космическую эру, запущен бывшим Советским Союзом, первый космонавт мира – гражданин бывшего СССР.
12 апреля 1961 г. в Казахстане на советском космодроме Байконур состоялся запуск межконтинентальной баллистической ракеты Р-7, в носовом отсеке которой размещался пилотируемый космический корабль «Восток» с майором ВВС Юрием Алексеевичем Гагариным на борту. Запуск прошел успешно. Космический корабль совершил один виток вокруг Земли за 89 мин. На 108-й мин после запуска он вернулся на Землю, приземлившись в районе деревни Смеловка Саратовской области. Таким образом, спустя 4 года после выведения первого искусственного спутника Земли Советский Союз впервые в мире осуществил полет человека в космическое пространство.
1969 – Первая высадка человека на Луне. В середине 1970-х годов министерство сельского хозяйства США приняли решение продемонстрировать возможности спутниковой системы в прогнозировании важнейшей сельскохозяйственной культуры пшеницы. Спутниковые наблюдения, оказавшиеся на редкость точными в дальнейшем были распространены на другие сельскохозяйственные культуры.
1971 – В Советском Союза произведен запуск первой орбитальной научной станции «Салют» для наблюдения за сельскохозяйственными культурами.
1973 – Запущена американская орбитальная станция Скайлэб.
1993 – В Москве руководителями России и США было подписано «Соглашение о порядке создания постоянной космической станции».
Учитель: Ученым приходится изучать и планету в целом, и район, где мы живем. Исследуются глобальные закономерности циркуляции атмосферы, процессы изменения живого вещества на Земле и состоянии растительности вокруг нашего города. Для этих целей нужны снимки разных масштабов, которые охватывают неодинаковые по размерам территории и имеют разную детальность.
Выступление учащегося:
В настоящее время существуют космические снимки разных масштабов. Их получают с разных высот. Вертолеты, самолеты, спутники с приборами для съемки поднимаются над земной поверхностью на высоту от сотен метров до тысяч километров. Размер наименьших объектов, изобразившихся на таких снимках, может меняться от дециметров до километров.
Обычно используются два основных типа спутников (см. Приложение 2).
Спутники первого типа обеспечивают постоянный обзор одной и той же части планеты. Это метеорологические спутники и спутники связи. Они располагаются на высоте 35800 км, а период их обращения на нашей планете точно соответствует периоду вращения Земли. Недостаток таких спутников в том, что приборы, установленные на них не «видят»
Спутники второго типа летают по полярным орбитам, т.е. пролетают вблизи полюсов Земли. Так как высота орбиты таких спутников значительно ниже первых, то их приборы позволяют получать данные более высокого качества. Эти спутники позволяют наблюдать за процессом увеличение оврагов, лесными вырубками, гарями, которые образовались в результате пожаров.

Учитель: Изображение Земли из космоса могут охватывать всю освещенную часть нашей планеты: на них можно различить не только материки и океаны, но и отдельные области и или маленькие поселки.

Снимки поверхности Земли, получаемые со спутников, используются во многих отраслях науки и хозяйства. В наши дни космическая съемка незаменима при составлении прогнозов и таких опасных явлений, как, например ураганы и смерчи.
Космические снимки применяют для современной разведки полезных ископаемых, для наблюдения ледовой обстановки и лесных пожаров, они позволяют изучать болота и места обитания различных животных.

Природные катаклизмы (наводнения, лесные пожары, цунами, ураганы, землетрясения, извержение вулканов, торнадо и др.) наносят огромный ущерб и приводят к человеческим жертвам.
Использование космических снимков позволяет прогнозировать возникновение чрезвычайных ситуаций, а значит уменьшить возможный ущерб.

  1. Что такое дистанционные методы?
  2. Когда был запущен искусственный спутник Земли?
  3. Кто осуществил первый полет в космос?
  4. Назовите типы искусственных спутников земли и дайте им характеристику?
  5. Где применяются космические снимки?

В ходе урока учащиеся ознакомились с различными способами наблюдений, помогающими человеку ориентироваться в пространстве и во времени.
В наше время космическая техника используется во многих сферах человеческой деятельности. Без искусственных спутников Земли нельзя представить себе современные географические исследования.

  1. Прочитать §8 «Взгляд на Землю из космоса».
  2. Ответить устно на вопросы стр. 30.
Учащиеся записывают число и тему урока.

 

 

 

 

 

 

Учащиеся записывают термин дистанционные методы.

Выступление учащегося подготовившего доклад, остальные учащиеся по ходу выступления заполняют таблицу «История наблюдений Земли из космоса» (Приложение 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выступление учащегося подготовившего доклад, остальные учащиеся по ходу выступления рисуют схему «Искусственные спутники Земли», разделяя их по способу получение и масштабам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учащиеся внимательно слушают речью учителя и смотрят презентацию.

 

 

 

 

 

Ученики отвечают на вопросы учителя.

 

 

 

 

Ученики записывают домашнее задание в дневник.

Тектоника плит 6-го класса — MS-ESS1-1, MS-ESS2-1, MS-ESS2-2, MS-ESS2-3

В этом разделе учащимся будет предложено подумать о процессах, которые происходят в очень длительных масштабах времени и также в очень больших пространственных масштабах. Скорее всего, это будет первый раз, когда они задумаются о процессах в земной системе, происходящих в таких масштабах — настолько больших, что их действительно трудно даже представить. Учащиеся, скорее всего, принесут с собой некоторые знания о различных геологических временных периодах (например, триасовый и юрский период = время динозавров), но на самом деле для них не важно знать различные названия и периоды времени в геологической шкале времени. Этот модуль предлагает учащимся концептуально подумать о том, как долго происходят эти процессы, но их не попросят определить или назвать периоды времени.

Чтобы представить эти идеи пространственного масштаба, учащиеся будут переходить между перспективами сверху вниз и перспективами поперечного сечения, чтобы представить движение мантии и плит земной коры. Некоторые учащиеся могут с готовностью прийти в класс с перспективой поперечного сечения, но, вероятно, многим учащимся потребуется руководство по рисованию поперечных сечений, по крайней мере, на начальном этапе.

Многие студенты могут прийти на модуль с некоторыми идеями о «плитах» и «тектонике плит». Студенты часто думают, что континенты — это плиты, которые медленно «плавают» в океане. В этом разделе намеренно используется карта с топографией дна океана (так называемая батиметрия), чтобы помочь учащимся представить себе, что дно океана также является частью земной коры, поскольку в океане есть движущиеся «плиты», а многие плиты включают в себя части континентов. и части океанского дна.

Наконец, многие ученики могут прийти в группу, думая, что внутри Земли находится жидкая лава.Это потому, что все изображения горячего материала, выходящего из Земли, которые они видят, представляют собой жидкую породу в форме лавы. На самом деле мантия состоит из расплавленной породы, которая более твердая, чем жидкая, но ведет себя как очень густая полутвердая масса, похожая на замазку. В этом модуле для демонстрации конвекции используются жидкости, но важно подчеркнуть учащимся, что внутри Земли нет жидкой лавы. Поскольку мы не можем воспроизвести движение твердых тел при очень-очень высоких температурах, мы используем жидкости, такие как вода и масло, потому что они проявляют конвекцию при более низких температурах.

Что такое дистанционное зондирование? — Видео и стенограмма урока

Как используется дистанционное зондирование?

Дистанционное зондирование можно использовать по-разному — оно может помочь в сборе самых разных данных. К пассивным датчикам относятся камеры (фотографии), инфракрасные изображения и радиометры. Активные датчики включают сонар для подводного позиционирования и радар, который отражает сигнал от объектов и видит, сколько времени требуется, чтобы вернуться, предоставляя информацию о том, где находится объект, как быстро он движется и в каком направлении.

В географии дистанционное зондирование может использоваться для картографирования, обследования землепользования и измерения вырубки лесов, движения ледников, глубины океанов, движения океанских течений и характеристик облаков. С помощью дистанционного зондирования географы могут изучать явления в литосфере, биосфере, гидросфере и атмосфере Земли, что делает его одним из самых полезных инструментов, которыми мы располагаем.

Разобраться в изображениях, полученных дистанционным зондированием, может быть непросто. Просмотр вещей сверху не всегда естественен для людей, и когда изображения делаются с использованием других вещей, кроме видимого света, они могут выглядеть совсем не так, как мы ожидали. Чтобы сделать возможным интерпретацию таких изображений, существуют определенные характеристики, которые используются для идентификации объектов на изображениях. Этими характеристиками являются форма, размер, тон или цвет изображения, узор, тень и текстура.

Допустим, вы снимаете город сверху в инфракрасном диапазоне. Может быть, вы не можете сказать, какое здание какое, просто взглянув на него, но измерив размер и форму, вы сможете найти соответствие в области, которую вы изображаете.

Резюме урока

Дистанционное зондирование — это любой метод сбора данных об объекте или месте без физического контакта с ним.Например, вы можете управлять спутником или самолетом над определенной территорией и использовать его для сбора данных.

Существует два основных типа дистанционного зондирования: активное и пассивное. Пассивное зондирование — это когда информация записывается только от солнечного света, отражающегося от объектов. Активное зондирование — это когда спутник или самолет фактически производит или направляет сигнал на объект или землю. Активное зондирование может включать лазерные лучи или другие электромагнитные волны. К пассивным датчикам относятся камеры (фотографии), инфракрасные изображения и радиометры.Активные датчики могут включать гидролокатор для подводного позиционирования и радар, который отражает сигнал от объектов и видит, сколько времени требуется, чтобы вернуться, предоставляя информацию о том, где находится объект, как быстро он движется и в каком направлении.

В географии дистанционное зондирование может использоваться для картографирования, обследования землепользования и измерения вырубки лесов, движения ледников, глубины океанов, движения океанских течений и характеристик облаков. С помощью дистанционного зондирования географы могут изучать явления в литосфере, биосфере, гидросфере и атмосфере Земли, что делает его одним из самых полезных инструментов, которыми мы располагаем.

Разобраться в изображениях, полученных дистанционным зондированием, может быть непросто. Чтобы помочь в этом, географы обращают внимание на такие характеристики, как форма, размер, тон или цвет изображения, рисунок, тень и текстура.

Результаты обучения

Когда вы закончите урок, вы сможете:

  • Описать, что такое дистанционное зондирование
  • Назовите два основных типа дистанционного зондирования
  • Обсудите, как используется дистанционное зондирование

100 Сотрясающие землю приложения и области применения дистанционного зондирования

Применение и использование дистанционного зондирования

Хотели бы вы увидеть список некоторых из самых удивительных приложений дистанционного зондирования и использует ?

Что ж, считайте, что вам очень повезло… потому что сегодня мы собираемся поделиться с вами одними из самых ЛУЧШИХ приложений дистанционного зондирования.

Предупреждение: вы не получите скучных обобщенных списков… Сельское хозяйство, лесное хозяйство, погода, биоразнообразие… *зевает*

Независимо от того, новичок вы или продвинутый, этот список изменит ваше представление о том, как дистанционное зондирование меняет наш мир и то, как мы думаем.

Сельское хозяйство

1 Определение влажности почвы с помощью активных и пассивных датчиков из космоса

Почвенная влага так много значит для понимания наук о Земле… Например, она объясняет круговорот воды на Земле, прогнозирование погоды, засухи и наводнения.Но знаете ли вы, что есть два способа получить почвенную влагу из космоса? Во-первых, он использует пассивные и активные датчики. Активные датчики , такие как Radarsat-2, подсвечивают цель и измеряют обратное рассеяние. В свою очередь, это приводит к высокому пространственному разрешению, но низкой точности. Во-вторых, пассивные датчики , такие как SMOS, измеряют естественное микроволновое излучение. В отличие от активных датчиков, он дает высокоточное изображение с плохим пространственным разрешением. Как мы можем получить лучшее из обоих миров? Это то, к чему стремится миссия НАСА «Активно-пассивная влажность почвы» (SMAP).

ПОДРОБНЕЕ: Большой список спутников. 50 спутников. 30 слов или меньше.

2 Картирование типов почв для планирования сельского хозяйства

Со временем камни распадаются на мелкие кусочки и становятся почвой. Вместе с почвой, водой и солнечным светом они дают растениям и другим организмам место для жизни. Но не все почвы были построены одинаково. Потребность в точной информации о почве во всем мире резко возрастает из-за роста населения и продовольственной безопасности.Вот почему Международный центр почвенных ресурсов и информации (ISRIC) сделал картографирование почвы своим ключевым приоритетом. ISRIC разработал методологию для прогнозирования пространственных свойств почвы в ячейках сетки размером 1 км на глобальном уровне — карту ISRIC Soils Grid Map размером 1 км. Кроме того, ученые использовали ковариаты, такие как климатические индексы (на основе изображений MODIS) и обычные исследования почвы, чтобы создать эти модели глобального пространственного прогнозирования.

3 Количественная оценка состояния посевов с помощью нормализованного разностного вегетационного индекса (NDVI)

Глобальное снабжение продовольствием отслеживается с помощью спутниковых изображений и нормализованного индекса различий растительности (NDVI). Ближний инфракрасный диапазон используется для обнаружения здоровой растительности в сельском хозяйстве. Здоровая растительность отражает зеленый свет и поглощает красный и синий свет. Зеленый свет, который видят наши глаза, — это хлорофилл, созданный растениями в процессе фотосинтеза. Хлорофилл будет отражать больше света в зеленом и ближнем инфракрасном спектре по сравнению с другими длинами волн. Вот почему ближнее инфракрасное излучение в сочетании с NDVI является одним из основных применений дистанционного зондирования в сельском хозяйстве и окружающей среде.

4 Экономия денег и времени на ферме благодаря точному земледелию

Точное земледелие похоже на скрытую золотую жилу в сельскохозяйственном производстве. Экономия оценивается в 10% в удобрении. Кроме того, повышается урожайность сельскохозяйственных культур. В точном земледелии используются световые волны разной длины, чтобы увидеть, насколько здоровы сельскохозяйственные культуры. Переменное количество удобрений вырабатывается, оставляя деньги в карманах фермера. Кроме того, дистанционное зондирование в сельском хозяйстве помогает выявлять вредителей для лучшего контроля и управления ими на ферме.

Археология

5 Прогнозирование появления следов динозавров для палеонтологов

Дистанционное зондирование дает представление о том, где именно динозавры когда-то бродили по Земле. Cantwell Foundation перечисляет четыре основных геопространственных фактора возникновения местонахождений окаменелостей. Этими четырьмя факторами являются растительность, уклон, внешний вид и близость к оползням, и все они могут быть получены с помощью дистанционного зондирования. Забудьте о догадках и сделайте все возможное, чтобы двигаться вперед.

6 Раскопки древних археологических памятников, таких как майя и Древний Египет

Раскопки древних археологических раскопок должны быть одним из самых изящных приложений дистанционного зондирования в списке. Приложения дистанционного зондирования в археологии включают инфракрасные и стереоизображения. Инфракрасное излучение имеет более длинные волны и может проникать на поверхность примерно на метр в глубину. Стереоизображения показывают тонкие вариации высот на земле. Было немного неожиданно, когда археологи обнаружили квадратные узоры на земле над растительностью.Эти квадратные узоры, конечно, древних зданий и пирамид. Ученые уже открыли древние цивилизации майя и египтян с помощью фотограмметрии и инфракрасных изображений.

Арктика/Антарктида

7 Расчет толщины снежного покрова

Забудьте о зимней куртке и шарфе для измерения толщины снежного покрова. Снежный покров – это скопление снега в течение длительного периода времени. В частности, они попадают в реки по мере таяния снега.Вот почему снежный покров является важным источником информации для борьбы с наводнениями и питьевого водоснабжения. Как вы понимаете, измерить глубину снежного покрова очень сложно. НАСА добилось наибольшего успеха, используя LiDAR и спектрометр в рамках своей воздушной миссии по измерению глубины снежного покрова. Обе эти переменные объясняют поглощение солнечного света и скорость таяния снега.

8 Исследование, защита и навигация в Арктике

В настоящее время дела «кто» претендуют на «что» в Арктике.США, Россия, Канада и Дания ставят свою территорию на кон. Но никто не может открыть Арктику, пока все страны не придут к соглашению. Добыча полезных ископаемых, природный газ, а также потенциальные кратчайшие пути для судоходства — Арктика может стать одним из последних великих рубежей человеческого развития. Сверхмощные задачи, такие как мониторинг морского льда, отслеживание кораблей и национальная оборона, делают спутники ниспосланной небесами возможностью для поддержания суверенитета на Севере.

9 Изучение таяния ледников и влияния на уровень моря

Ледники содержат крупнейший резервуар пресной воды на Земле. Вы можете найти 99% ледников в полярных регионах. Спутник НАСА GRACE показал, что ледники Аляски теряют массу примерно на 20,6 гигатонн в год. Но страшный вывод — это быстрое таяние льда и его сильное влияние на уровень моря.

Бизнес

10 Прогнозирование розничных доходов и доли рынка путем подсчета автомобилей на стоянках

Ищете приложения для дистанционного зондирования с высокой отдачей от инвестиций? Инвесторы считают, что использование спутниковых снимков на парковках крупных магазинов дает наибольшую отдачу от вложенных средств.Такие компании, как RS Metrics, подсчитывают количество автомобилей на парковках. В свою очередь, это дает представление о доходах, коэффициентах конверсии и доле рынка. Учитывая все обстоятельства, это простая высокотехнологичная стратегия, которая может дать рыночным аналитикам необходимую информацию.

11 Вид сверху при покупке недвижимости

Когда вы находитесь на рынке, чтобы купить дом, вам нужен полный обзор собственности и прилегающей территории. Школы, торговые районы и парки — все это интересует потенциальных покупателей перед покупкой дома.Вот почему использование спутниковых снимков в сфере недвижимости стало действительно растущим сегментом. Это также позволяет всем, кто участвует в процессе покупки дома, просматривать его сверху вниз. Оценщики, страховые компании и кредиторы могут получить быстрый взгляд на дом через Интернет.

12 Вылов рыбы и повышение долгосрочной устойчивости рыболовства

В море много рыбы со спутника . Спутники отслеживают температуру поверхности моря и цвет океана, потому что они указывают на определенные виды рыб.Данные дистанционного зондирования сверху вниз можно передать местным рыбакам. Рыбаки используют эту информацию для экономии времени и топлива в режиме реального времени. Что касается применения дистанционного зондирования в рыболовстве и морской среде, то можно нанести на карту цветение водорослей, которое наносит ущерб аквакультуре. Это улучшает общую долгосрочную устойчивость.

13 Картографирование региональной экономической активности в ночное время

Мы даем восторженные отзывы о приложениях дистанционного зондирования в ночное время.Общее количество сияния дает представление о региональной экономике, доступе к электроэнергии и распределении доходов. Более высокая яркость коррелирует с валовым внутренним продуктом, а также сравнивается с благосостоянием человека. Кто бы мог подумать, что можно так много узнать, картографируя экономическую активность ночью?

14 Планирование сложных лыжных трасс «черный алмаз» с данными об аспектах

В таких странах, как Канада и Россия, территория обширная и большую часть года здесь ниже нуля.Гористая местность идеально подходит для горнолыжных курортов. Но с таким большим количеством оснований для выбора выбор места становится более сложным. Вот почему планировщики отдыха обращаются к лазерным технологиям для планирования местоположения горнолыжного курорта. Данные экспозиций относятся к горизонтальному направлению склона горы. больше угол, больше черных алмазных лыжных трасс.

Изменение климата

15 Выявление лесонасаждений и подсчет их площади для оценки запасов леса

Глобальные запасы леса находятся под наблюдением, потому что они не только дают ценные материалы (например, строительство, бумагу, упаковку…), но и поглощают примерно одну треть выбросов углекислого газа.AVHRR, MODIS и SPOT количественно измеряют потери и приросты наших мировых лесов.

16 Сравнение климатических факторов прошлого и настоящего

Понимание состояния нашего климата имеет неизмеримое значение . НАСА ежемесячно составляет карту различных климатических факторов, чтобы увидеть, насколько эти переменные меняются на глобальных климатических картах временных рядов. Через эту линзу климатические переменные, такие как окись углерода, хлорофилл и размер аэрозоля, отображаются как функция времени. Спутники дистанционного зондирования включают MODIS, CERES, AMSR-E, TRMM и MOPITT. Никогда в нашей истории мы не понимали климат Земли так, как сегодня.

17 Измерение подъема уровня моря

С каждым годом Венеция тонет все больше. Измерение подъема уровня моря — прекрасный пример крупномасштабного приложения, выполненного с минимальными затратами. Нет необходимости идти на пляж и выносить мерную линейку на уровень моря по всему побережью. Чтобы понять повышение уровня моря, вам нужны хорошие базовые пространственные данные.Измерение повышения уровня моря является функцией времени с измерениями с точностью до сантиметра с использованием данных дистанционного зондирования.

18 Сравнение прошлого и настоящего с изменением воздействия человека

Миссии Landsat являются самыми продолжительными миссиями по наблюдению за Землей. Его цифровые записи относятся к 1970-м годам. Если мы хотим понять изменения ландшафта, миссии Landsat дадут нам снимок в прошлое. Мы можем извлечь уроки из прошлого для будущих поколений. Разливы нефти, вырубка лесов, войны, разливы химикатов, мертвые зоны, смог – это неестественные, техногенные катастрофы.Все это можно предотвратить, и их можно увидеть из космоса. Например, эта карта-история Esri показывает, как деятельность человека меняет форму поверхности Земли с помощью изображений Landsat.

Преступление

19 Бассейны для ночных погружений

Не все спутниковые снимки используются в благих целях. Если у вас есть бассейн, он может стать мишенью для странного помешательства под названием «купание» . Подростки использовали аэрофотоснимки и спутниковые снимки в Google Earth, чтобы определить местонахождение плавательных бассейнов.Ночью они импровизировано купались в любом из самых больших бассейнов, которые только могли найти. Эта деятельность, конечно, является нарушением границ (что является преступлением). Другими словами, не пытайтесь повторить это дома, дети.

20 Сужение поиска пропавшего тела

Дистанционное зондирование может сэкономить время, деньги и рабочую силу при поиске пропавших людей. Детективы по расследованию преступлений хотят сузить круг поиска, прежде чем отправиться на поиски. Средства дистанционного зондирования могут исследовать район поиска с помощью гребенки с мелкими зубьями и улавливать аномалии на земле.Это может включать что угодно, от кроличьей норы до самого места преступления. Это действительно экономит время, если у вас есть приблизительное представление о месте поиска.

21 Незаконный сброс лодок под микроскопом

Когда в округе Санта-Роза была незаконно сброшена лодка с удаленными всеми идентификационными данными, следователи направили свои поиски на Google Maps . Используя исторические аэрофотоснимки и спутниковые снимки, они отправились на охоту за его законным владельцем.Следователи обнаружили ту же лодку и адрес нелегального самосвала. Дело закрыто.

Бедствия

22 Мониторинг действующих вулканов с помощью теплового дистанционного зондирования

Вулканы образуются, когда горячая расплавленная порода из верхней мантии попадает на поверхность. Извержения опасны для человека и окружающей среды. На Земле более 600 действующих вулканов. Вулканы часто недоступны (если только вы не Марио или Луиджи).AVHRR и MODIS — главные кандидаты для мониторинга вулканов.

23 Инвентаризация потенциальных оползней с помощью интерферометрии

Оползни часто недостаточно представлены в исследованиях опасностей. Но каждый год в Соединенных Штатах оползни приводят к гибели людей и ущербу в миллиарды долларов. Первым шагом в инвентаризации потенциальных оползней является использование стереоизображений и оптических изображений с уклоном. Триггерами нестабильности склона могут быть несколько вещей – землетрясения, эрозия, плохой дренаж и многое другое. InSAR может обеспечить раннее предупреждение об оползнях благодаря тому, насколько хорошо он измеряет смещения поверхности земли.

24 Количественная оценка ущерба после землетрясения

Результат землетрясения может быть катастрофическим и временами трудно поддающимся оценке. Но оценка землетрясения необходима для спасателей. Их нужно делать быстро и аккуратно. Классификация изображений на основе объектов с использованием обнаружения изменений (до и после землетрясения) — это быстрый способ получить оценку ущерба.Другие применения дистанционного зондирования в оценке стихийных бедствий включают отбрасываемые тени от зданий и цифровые модели поверхности.

25 Оценка устойчивости местности с помощью интерферометрии в нефтегазовой отрасли

Активные датчики используют разность фаз для измерения деформации ландшафта с помощью интерферометрии . Такие отрасли, как нефтегазовый сектор, отслеживают устойчивость местности с помощью таких приложений дистанционного зондирования для повышения стандартов безопасности. С течением времени непрерывные спутниковые данные означают более высокую безопасность и обеспечивают производительность трубопровода.

26 Отслеживание опасностей для лучшего реагирования и восстановления

С годами наблюдается четкая тенденция к увеличению числа бедствий. Это означает лучшую готовность к смягчению последствий, а также к реагированию и восстановлению. Интеграция данных наблюдения Земли и ГИС в опасных ситуациях стала основным инструментом борьбы со стихийными бедствиями. Применение дистанционного зондирования для выявления опасностей включает оценку масштабов ущерба и помощь в отправке.

Экология

27 Учет белых медведей для обеспечения устойчивого уровня популяции

Печальная история с белым медведем заключается в том, что он числится одним из первых животных, которые вымрут из-за глобального потепления. Экологи обращаются к спутникам как к своему основному источнику информации, потому что им нужен точный подсчет белых медведей для их выживания. Итак… Откуда вы знаете разницу между белым медведем и большим белым камнем? На двух изображениях белые медведи двигались, а камни оставались на месте.

28 Выявление пригодности и фрагментации среды обитания панды на охраняемых территориях

Гигантские панды питаются бамбуком на 99% своего рациона, что делает их абсолютными бамбуковыми в животном мире (думаю, алкоголиками, но бамбуковыми). Среда обитания важна для панд. Это делает дороги и инфраструктуру экологическим армагеддоном для панд. Чтобы защитить панду, находящуюся под угрозой исчезновения, дистанционное зондирование классифицирует фрагментацию и искусственные коридоры как факторы.

29 Отслеживание больших расстояний перелетных птиц и проверка их распространенности

Птицы путешествуют на большие расстояния в поисках пищи, климата и мест размножения. Облегченная GPS-телеметрия — это лишь один из инструментов, используемых для определения места миграции птиц. По мере того, как леса становятся все более ограниченными, для специалистов по охране дикой природы важны модели миграции. Приложения дистанционного зондирования, такие как LiDAR, мультиспектральные и радарные, могут отображать свойства леса, такие как вертикальная структура и фенология.Модели пригодности среды обитания предсказывают преобладание видов птиц, используя эти свойства леса.

30 Использование анализа наименьших затрат и растительности для понимания миграции антилоп гну

В Танзании происходит одна из крупнейших миграций на Земле. Более 2 миллионов антилоп гну мигрируют и рожают в один и тот же месяц. Целью миграции является поиск пищевых ресурсов. Но можем ли мы моделировать их движения? Исследования показали, что такие переменные, как растительность (NDVI) и рельеф (склон), являются движущими силами моделей перемещения антилоп гну.Однако осадки также могут влиять на характер миграции.

31 Использование моделей пригодности среды обитания для прогнозирования численности комаров

Модели пригодности среды обитания делают интересные прогнозы численности комаров. Факторы дистанционного зондирования, такие как зелень, яркость, температура и особенно влажность, положительно коррелируют с чрезмерным появлением комаров. Знание местоположения высоких концентраций комаров может помочь при оценке риска болезнетворных патогенов и усилиях по затуманиванию комаров.

Высота

32 Картографирование с лазерной точностью с использованием технологии обнаружения света и определения дальности

Если бы доктор Зло был географом, лидар был бы его предпочтительным оружием. Я вижу это сейчас, мизинец во рту говорит «вынеси лазер» . LiDAR измеряет расстояние от бортовой платформы до поверхности Земли с помощью лазерных лучей. Так LiDAR получил свое название — «Light Detection and Ranging». Что делает LiDAR таким особенным, так это его плотная выборка точек с лазерной точностью.LiDAR генерирует облака точек для цифровых моделей поверхности, цифровых моделей рельефа и моделей интенсивности света.

33 Оценка высоты поверхности с помощью Shuttle Radar Topography Mission

Представьте, что вы геодезист, и ваш бригадир просит вас обследовать весь мир. Вам нужно нанести на карту 30-метровые ячейки сетки и дается всего 11 дней. Что бы вы сказали? Я ожидал немного ненормативной лексики… По сути, это то, что НАСА сделала за 11 дней.Секрет его успеха — интерферометрический радар с синтезированной апертурой.

34 Определение высот и горизонталей с помощью фотограмметрии

Фотограмметрия восходит к середине девятнадцатого века. Он используется для нахождения геометрических свойств объектов путем измерения расстояний между объектами. Некоторые из его производных продуктов в области ГИС включают контурное картирование, модели поверхности, объемные съемки и трехмерное картографирование. Он также используется в других областях, таких как картирование места преступления, археологические раскопки и архитектура.

Инжиниринг/Строительство

35 Планирование оптимальной пропускной способности телекоммуникационной сети

По оценкам, 87% населения мира в настоящее время использует мобильные устройства. Поразительные темпы роста в этой отрасли требуют обширного планирования для оптимальной пропускной способности сети. Телекоммуникационные компании используют дистанционное зондирование как экономичный способ оптимизации требований к пропускной способности. Радиочастотное покрытие может быть увеличено с помощью соответствующего типа антенны, местоположения и направления.Рельеф, землепользование и другие факторы окружающей среды, полученные со спутников, можно моделировать для достижения оптимальной пропускной способности сети.

36 Проектирование системы подъемного орошения для подачи воды

Система подъемного орошения может улучшить водоснабжение сельского хозяйства и других отраслей промышленности. Планирование проектирования систем подъемного орошения требует широкого спектра данных. Пары спутниковых стереоизображений и фотограмметрия особенно полезны для создания наборов данных, таких как цифровые модели местности.Инженеры могут получить полный обзор на земле до начала строительства.

Окружающая среда

37 Мониторинг окружающей среды с помощью программы ESA Copernicus

Что касается приложений дистанционного зондирования окружающей среды, программа Copernicus Европейского космического агентства (ЕКА) может быть самой амбициозной. Цель состоит в том, чтобы получить полностью автономную систему мониторинга. Его цель проста – понять здоровье Земли.Шесть спутников Copernicus Sentinel собирают исчерпывающие изображения по следующим темам: земля, океан, реагирование на чрезвычайные ситуации, атмосфера, безопасность и изменение климата.

38 Наблюдение за биоразнообразием

Биологическое разнообразие (биоразнообразие) – это большое разнообразие животных и растений в географическом месте. По мере того, как пространственное и спектральное разрешение датчиков улучшается с каждым годом, приложения дистанционного зондирования в области биоразнообразия начинают играть все более важную роль.Он остается на ранней стадии разработки, но успехи достигаются с использованием гиперспектральных и трехмерных структур растительности с использованием LiDAR.

39 Разграничение и оценка состояния прибрежных зон для сохранения озер и рек

Прибрежные зоны — это лесные массивы вдоль кромки воды. Они являются последней линией защиты наших озер и рек от биогенных стоков. Из всех применений дистанционного зондирования окружающей среды прибрежные зоны, возможно, требуют самого высокого пространственного разрешения из-за их небольшой ширины.Пиксель Landsat-8 здесь может не справиться. Поскольку вода охватывает весь земной шар, прибрежные зоны выполняют свою функцию.

40 Оценка изменений окружающей среды и продвижение биоразнообразия в парках

Нельзя шутить о важности парков. Парки служат домом для большого количества животных и видов, находящихся в опасности. Они часто запрещают застройку и используются для кемпинга и отдыха. Парки могут быть большими по размеру, что затрудняет управление ими.Данные дистанционного зондирования, собранные с течением времени, могут показать изменение ландшафта. Некоторые приложения дистанционного зондирования в парках включают картографирование биоразнообразия, инвазивных видов и риска лесных пожаров.

Лесное хозяйство

41 Борьба с лесными пожарами путем планирования выезда пожарных

Лесные пожары наносят серьезный материальный ущерб и даже приводят к гибели людей. По этим причинам необходимо контролировать лесные пожары и уменьшать их воздействие. Основываясь на спутниковых данных, пожарные могут отправлять сообщения с высокой точностью.Операционные спутники, такие как AVHRR и MODIS, лучше всего подходят из-за их среднего инфракрасного и теплового диапазонов. Кроме того, спутники могут отслеживать масштабы лесных пожаров, используя временные данные.

42 Прекращение незаконной вырубки тропических лесов в Бразилии

Племя суруи в Бразилии объединилось с Google, чтобы остановить вырубку тропических лесов. Племя Суруи оснащено высокотехнологичными инструментами, такими как Google Earth, смартфоны и GPS. Они внимательно следят за нелегальной добычей полезных ископаемых и лесозаготовками.Хорошая новость заключается в том, что горняки и лесозаготовители отступили, а незаконная деятельность находится на самом низком уровне в истории. Информационный потенциал спутников для понимания незаконной вырубки тропических лесов огромен в рамках программы Google Earth Outreach to Surui Tribe.

43 Предотвращение распространения лесных болезней

Средства к существованию миллиардов людей зависят от здоровых лесов. Быстрое распространение болезней лесов может иметь катастрофические последствия для здоровья экосистем и местной или национальной экономики.Горный сосновый жук заселил более 17,5 га лесов, вызывая отчетливые изменения окраски. Поскольку дистанционное зондирование отслеживает эти изменения цвета, лесоустроители могут лучше отслеживать возникновение лесных болезней, таких как жук горной сосны.

Правительство

44 Поимка с поличным лиц, уклоняющихся от уплаты налогов, путем обнаружения новостроек и реконструкций зданий

Если бы вы думали, что сможете скрыть пристройку к дому или бассейн из налоговой декларации так, чтобы город не заметил… Если бы вы жили в Афинах, Греция, , вы ошиблись бы .Агентство налоговых поступлений в Афинах, Греция, ищет признаки богатства, используя спутниковые данные. Неплохая идея, когда более 15 000 плавательных бассейнов остались невостребованными налоговыми органами в 2010 году. Страна, испытывающая нехватку денег, рассматривает возможность увеличения своих налоговых поступлений с помощью приложений дистанционного зондирования с использованием спутниковых изображений.

45 Определение земного покрова/типов использования для принятия решений

«Почвенный покров» — физическое свойство поверхности. «Землепользование» объясняет, как используется земля. Когда мэр города нацеливается на 50-процентный крон городских деревьев, пространственное разрешение имеет значение . Пиксель Landsat охватывает несколько границ участков и не является реалистичным представлением кроны дерева. Лаборатория пространственного анализа (SAL) Вермонта сравнила национальный земной покров с классификацией на основе объектов и обнаружила, что она была значительно занижена (11% против 39%). Мэр был бы очень смущен, если бы узнал, что их цель почти превышена.

46 Помощь городам в управлении активами и обеспечении стандартов безопасности

Некоторые города используют мобильный LiDAR для управления своими активами и обеспечения стандартов безопасности. Каждый год города и муниципалитеты выдают тысячи разрешений на строительство. Этот огромный объем разрешений затрудняет управление деятельностью городов. Используя мобильный сбор данных LiDAR и сравнивая его с муниципальными данными, вы можете убедиться, что строительные работы безопасны и разрешены должным образом. Дорожные условия, коммунальные услуги, рекламные щиты и инвентаризация вывесок — вот некоторые из других приложений дистанционного зондирования в управлении активами.

47 Проведение инвентаризации кладбищ с использованием БПЛА

В Чехии внедрили систему картографирования кладбищ с помощью беспилотных летательных аппаратов БПЛА. Было снято более 80 000 могил с разрешением 1 см в пикселях. Это было не только быстрее, чем ручная запись каждого кладбища в поле, но и цифровая запись изображений остается.БПЛА были недорогим и очень точным решением для картографирования кладбищ. Результатом стала пространственная база данных и сэкономленные налоги.

48 Легкое распознавание зданий с высоты птичьего полета

Есть какой-то непреодолимый магнетизм людей для косого взгляда с высоты птичьего полета. Pictometry’s Oblique Imagery — специалисты по фотографии с наклонным изображением. Логика этого заключается в том, что, когда вы смотрите на мир под углом 45 градусов, гораздо легче распознать особенности земли (например, из окна самолета). Вот почему карты Google и Bing добавили эту функциональность в свои интерфейсы.

Гидрология

49 Очерчивание водоразделов с использованием ЦМР для гидрологов

Цифровая модель рельефа определяет , где и , как вода течет в водоразделе. Гидрологов интересует гидрологический бюджет, когда они изучают водосборные бассейны. Входными данными являются осадки, поверхностный сток и сток подземных вод. Результатами являются эвапотранспирация, инфильтрация и поверхностный сток.Дистанционное зондирование способствует оконтуриванию водоразделов, предоставляя точные данные о высоте. Цифровые модели высот используются для точного представления путей течения и соответствующих областей с программными системами, такими как HEC и Geo-HMC.

50 Определение активности подземных вод для колодцев

Земля окружена водой в виде океанов, рек и озер. На земле под вашими ногами еще больше воды в виде грунтовых вод. Водоносный горизонт хранит подземные воды.Есть тысячи колодцев, которые берут воду из водоносных горизонтов. Эта вода используется в сельском хозяйстве, питьевой воде и многом другом. Вот почему важно иметь хорошие пространственные знания о подземных водах. Активность подземных вод можно понять по типам пород, почве, землепользованию и осадкам. Карты перспективных зон подземных вод дистанционного зондирования используются для определения местоположения скважин.

51 Предотвращение деградации и утраты водно-болотных экосистем

Водно-болотные угодья, которые когда-то считались помехой для сельского хозяйства, осушаются и теряются.Внезапно они стали редким драгоценным ресурсом. Водно-болотные угодья служат многим целям. Они помогают очищать воду, предотвращают наводнения и улучшают устойчивость береговой линии. Вот почему применение дистанционного зондирования для инвентаризации водно-болотных угодий так сильно выросло за эти годы.

Страхование

52 Взимание более высоких страховых взносов в районах, подверженных наводнениям, с использованием радара

Вы когда-нибудь замечали стремительный рост страховых взносов по страхованию жилья по сравнению с прошлым годом? Вы могли бы благодарить географа за это. Некоторые из уникальных приложений ГИС и дистанционного зондирования, которые используют страховые компании, включают радиолокационное и гидрологическое моделирование. Географы могут нанести на карту районы, более подверженные наводнениям, как часто эти районы будут затапливаться и насколько серьезным может быть ущерб. В свою очередь, это помогает им лучше оценивать риски.

53 Выполнение детективной работы по мошенническим требованиям по страхованию урожая

Поскольку климат становится менее предсказуемым и более разрушительным (например, засухи и наводнения), фермерам приходится приспосабливаться к этой новой реальности.В этом случае страхование урожая может помочь фермерам увеличить свой доход, когда их поля не засеяны. Но что происходит, когда фермеры совершают мошенничество со страхованием урожая? Вот почему страховые компании и Геологическая служба США объединились для расследования любых правонарушений. Например, Геологическая служба США измеряет рост растительности, используя красный и инфракрасный каналы Landsat в сочетании с NDVI. Используя эту информацию, компании по страхованию урожая могут проверить посеянные культуры и выявить мошенничество.

Военный

54 Слежка за врагами с помощью разведывательных спутников

Военные используют возможности спутниковых изображений для получения разведданных о врагах.Что касается приложений дистанционного зондирования, разведывательные спутники восходят к американской программе Corona 1950-х годов. Его целью было шпионить за Советским Союзом и Китаем после войны. Но спутники прошли долгий путь от фотографирования и спуска с парашютом на поверхность. Теперь они такие скрытные, что если бы они сказали тебе… ну… кто знает что бы они с тобой сделали

55 Съемка аэрофотоснимков для военного наблюдения с использованием почтовых голубей во время Второй мировой войны

Никогда не доверяйте голубю как своему фотографу.Неважно, по какому случаю, будь то свадьба, день рождения или военное время. Голуби почти никогда не следуют своей траектории полета и почти никогда не возвращают владельцам фотоаппараты. Это были тяжелые уроки, извлеченные немецкими военными, когда они использовали баварский голубиный корпус для выполнения своей грязной работы и шпионажа за врагами.

56 Поиск самолетов и спасение жизней после катастроф со смертельным исходом

Из всех приложений дистанционного зондирования, возможно, нет другого, который затрагивает сердце так сильно, как спасение другой жизни посредством поисково-спасательных операций.Ежедневно вокруг Земли вращаются сотни спутников. У каждого есть своя способность спасать жизнь, но только если она оказывается в нужное время и в нужном месте. Это также относится к оборонному и военному использованию и применению.

57 Безопасное плавание судов по наиболее оптимальному маршруту

Представь. «Титаник» имел GPS-позиционирование и оторвался от айсберга. Сотни спасенных жизней и мужья по всему миру могли бы не смотреть романтический фильм о Лео и Кейт. Но суровая реальность такова, что айсберги по-прежнему угрожают судам спустя 100 лет после того, как затонул «Титаник». Корабельная навигация улучшилась. GPS — не единственный инструмент навигации судов. Другие приложения дистанционного зондирования в судовой навигации включают анализ маршрутов, информацию о ветре и волнении, а также близость судов.

58 Прием сигналов подводных лодок на мелководье

Подводные лодки имеют репутацию превосходных шпионов, потому что они способны действовать под водой.Многие исследования по использованию данных наблюдения Земли для отслеживания подводных лодок держались в секрете. Но новые данные указывают на некоторую способность обнаруживать подводные лодки на небольшой глубине. Спутники могут видеть едва различимые подводные помехи, вызванные подводными лодками, использующими SAR. Еще одним индикатором могут быть колебания температуры океана с помощью инфракрасных детекторов. Это означает, что подводным лодкам может вообще негде спрятаться .

59 Автоматическое обнаружение незаявленных АЭС

Международная ассоциация атомной энергии планирует проверить отсутствие незадекларированных атомных электростанций.Типичная атомная электростанция содержит по крайней мере одну круглую градирню, из которой могут выбрасываться тепловые выбросы. Атомные станции также расположены вблизи водоемов и чаще всего связаны с автомобильной или железной дорогой. Учитывая этот набор критериев, использование объектной классификации и мультиспектральных снимков направлено на автоматизацию поиска незаявленных атомных электростанций. Неплохой старт — 5 из 5 уже были успешно автоматически идентифицированы.

60 Запись видео со спутников

Новый инновационный подход, появившийся на рынке, — спутниковое видео.Некоторые приложения дистанционного зондирования включают в себя наблюдение за взлетом/посадкой самолетов, изучение движения в час пик и слежку за вашим соседом. Все это можно сделать, не выходя из собственного дома, все видеоматериалы любезно предоставлены спутниками. Будущее может быть за программными приложениями дистанционного зондирования для обработки видео вместо неподвижных изображений.

Горнодобывающая промышленность

61 Разработка месторождений полезных ископаемых с помощью гиперспектрального дистанционного зондирования

На Земле насчитывается более 4000 природных минералов.Каждый из них имеет свой химический состав. Это равносильно утверждению, что каждый состав имеет свою собственную спектральную отражательную способность. Наличие большего количества спектральных диапазонов, таких как гиперспектральные датчики, дает возможность картировать больше минералов. Существует некоторая предсказуемость приложений дистанционного зондирования для геологии и полезных ископаемых. После обнаружения одного минерала его почти наверняка сопровождают другие конкретные минералы.

62 Изучение геологии земной поверхности

Геология — одна из тех редких вещей, которые остаются постоянными в нашей жизни. На каждый ландшафт, растение и животное, которые мы видим сегодня, влияют камни, материалы и питательные вещества. Все они происходят из геологии. Некоторые из приложений дистанционного зондирования в геологии включают в себя коренные породы, литологическую и структурную картографию. Многоспектральная спектральная отражательная способность предоставила ценную информацию о составе горных пород, а радар также был полезен при изучении шероховатости поверхности.

63 Измерение разности объемов на участке обогащения урана с помощью 3D картирования

Vricon Rapid 3D Mapping System от SAAB — это действительно то, как оживить ваши данные.Несколько спутниковых 3D-изображений можно комбинировать, чтобы лучше понимать обнаружение изменений в третьем измерении. С помощью пяти спутниковых снимков и системы трехмерного картографирования разность объемов на участке обогащения урана была успешно нанесена на карту в Иране.

64 Мониторинг запасов нефти путем осмотра резервуаров с плавающей крышей

Все, что нужно для наблюдения за запасами нефти с неба, — это немного геометрии и несколько снимков с высоким пространственным разрешением. Нефтяные резервуары обычно имеют круглую форму с плавающей крышей для предотвращения потерь на испарение.Спутники могут посмотреть, сколько тени отбрасывается по отношению к плавающей крыше. Больше теней — меньше запасов нефти. Подобные приложения дистанционного зондирования используют спутниковые изображения без необходимости физического измерения каждого нефтяного резервуара.

Навигация

65 Точное определение вашего положения на Земле с помощью спутников глобального позиционирования

В мае 2000 г. щелкнул переключатель GPS (также известный как выборочная доступность ). Внезапно точность изменилась с размера аэропорта на размера небольшого сарая .GPS привела к появлению замечательных инновационных продуктов, таких как автомобильные навигационные системы и беспилотные летательные аппараты. Неудивительно, что система GPS вошла в число лучших 50 величайших достижений со времен колеса .

66 Предоставление базовой карты для визуального ознакомления и помощи в ориентации читателя карты

Orthoimagery обеспечивает чрезвычайное количество деталей фокуса и окружающих областей. Карты всегда передают сообщение. Поскольку карты основаны на местоположении, аэрофотоснимки помогают читателям ориентироваться.Он предоставляет контекстную и справочную информацию и может мгновенно предоставить информацию о местности. И в настоящее время есть так много источников на выбор, таких как Bing, Google, Open Street Maps и Globeview НАСА.

67 Измерение гравитации с помощью спутников GRACE

Возможно, это одно из самых изящных приложений дистанционного зондирования в списке — измерение гравитации. Эксперимент НАСА по восстановлению гравитации и климату (GRACE) состоит из двух спутников, находящихся на одной орбите на расстоянии примерно 220 километров друг от друга.Когда ведущий спутник увеличивает скорость, это означает большее гравитационное притяжение. Если ведущий спутник замедляется, это означает, что гравитационное притяжение меньше. Эти притяжения измеряются с помощью микроволновых импульсов от одного спутника к другому. Результатом является самых точных измерений гравитации

на сегодняшний день.

68 Взгляд на Землю как на произведение искусства

Одни из самых захватывающих видов открываются из космоса.Доказательством этого является 75-страничная коллекция изображений Земли НАСА (Земля как искусство НАСА), увиденная из космоса. Коллекция изображений наблюдения Земли была получена со спутников Terra, Landsat, EO-1 и Aqua. В этом шедевре земного искусства вы можете найти некоторые из самых интригующих узоров и геометрии наших океанов, атмосферы и особенностей суши.

69 Вращение земного шара с картографическими сервисами, такими как Google Earth, Bing Maps и OpenStreetMaps

Кому не нравится крутить глобус в Google Планета Земля? Не лгите. Я знаю, что ты знаешь. Google Планета Земля предоставляет нам бесплатный интерфейс с обновленными спутниковыми и аэрофотоснимками. Удобство знать свое местоположение, прежде чем идти с просмотром улиц, сногсшибательно. Кто бы мог подумать несколько десятилетий назад, что вы сможете путешествовать по миру, поедая начос, не выходя из собственного дома.

Океанография

70 Обнаружение разливов нефти для защиты морской жизни и окружающей среды

Разливы нефти оказывают сильное воздействие на морскую жизнь и окружающую среду.Разлив нефти требует быстрого реагирования, чтобы нефть не рассеялась. Спутники могут максимизировать поиск нефтяных пятен. Спутники могут не только определять масштабы разливов нефти, но также определять направление и скорость движения нефти. Эта компьютерная модель использует прогнозы течений, океана и погоды, также полученные с помощью дистанционного зондирования.

71 Наблюдение за ростом водорослей как показатель состояния окружающей среды

Наблюдать за ростом водорослей так же весело, как наблюдать за тем, как сохнет краска . Но вы можете многое узнать о здоровье озера, изучая водоросли. Это показатель количества азота и фосфора, поступающих в озеро. Сокращение питательных веществ важно, потому что это влияет на местную экономику, такую ​​как рыболовство и туризм. Вот почему НАСА использует гиперспектральные датчики для изучения биохимических свойств цветущих водорослей и даже для прогнозирования их местонахождения в рамках проекта НАСА «Озеро Эри: рост водорослей».

72 Наблюдение за течениями и циркуляцией океана

Вода покрывает 70% поверхности Земли, большая часть которой приходится на океаны.А океанические течения соединяют все океаны, в основном движимые ветрами на поверхности. Но глубоко под поверхностью соленость и температура регулируют потоки. Спутники могут получить огромное количество информации об океанских течениях и циркуляции. Анализ поверхностных течений океана в режиме реального времени (OSCAR) представляет собой набор данных о глобальной циркуляции океана в режиме, близком к реальному времени, на основе альтиметрии уровня моря NOAA и НАСА, приземных ветров и температуры поверхности моря.

73 Картографирование тайн нашего океанского дна

В наши дни большая часть мира нанесена на карту.Весь мир у нас под рукой благодаря широкому спектру картографических приложений с открытым исходным кодом. Следующее задание — картирование дна океана. Спутники ESA CryoSat-2 и NASA Jason-1 собрали воедино наиболее полную картину нашего океанского дна и поддона. Притяжение открывает подводные горы и топографию морского дна.

74 Снорклинг в оазисе морской растительности с прибрежным каналом

Трубка в оазисе морской растительности с использованием прибрежного канала Worldview.Из-за более тонкого спектрального проникновения в прибрежные районы подводные рифы и батиметрическое картографирование создают уникальные возможности для дистанционного зондирования.

75 Отслеживание переноса наносов в реки и озера

Наносы являются одним из самых сильных антропогенных факторов в водных системах. Это влияет на такие отрасли, как туризм, рыболовство и экологическое функционирование. Было бы полезно точно знать, где взвешенные вещества входят и выходят.Отражательная способность воды на спутниковых снимках увеличивается с увеличением количества взвешенных веществ. Но чтобы контролировать нагрузку питательными веществами, нам нужен постоянный охват и временной анализ.

Общество

76 Мониторинг глобальной ситуации в секс-торговле в отдаленных районах

Глобальная секс-торговля становится растущим международным преступлением, когда чьи-либо права нарушаются посредством коммерческой эксплуатации. Часто непреднамеренно поток торговли людьми отслеживается с помощью последних спутниковых снимков НАСА.Поток торговли людьми часто пересекает границы и осуществляется скрытно. Дистанционное зондирование позволяет преодолеть эти барьеры и предоставить доказательства торговли людьми во всем мире.

77 Выявление движущих факторов, способствующих бедности

Дистанционное зондирование исследует некоторые движущие факторы, способствующие бедности. Правительства могут получить четкое представление о бедности и оказать концентрированную поддержку тем, кто в ней нуждается. Исследования показали, как использование сельского хозяйства, природные ресурсы и другие факторы, определяемые окружающей средой, связаны с бедностью.Исследователи оценивают все эти факторы с помощью дистанционного зондирования.

78 Профилактика распространения болезней в эпидемиологии

Рождение эпидемиологии произошло вскоре после того, как Джон Сноу нанес на карту распространение холеры из зараженной трубы в 1854 году. По иронии судьбы, это было также рождением географических информационных систем. Существует четкая связь между эпидемиологией и географией. Некоторые болезни лучше всего подходят для климата, землепользования и воздуха. Приложения дистанционного зондирования в здравоохранении используют эти данные дистанционного зондирования и модели прогнозирования для понимания эпидемиологических процессов.

79 Понимание ситуации с правами человека в Северной Корее

Дистанционное зондирование может дать всесторонний взгляд на королевства-отшельники, такие как Северная Корея. Дистанционное зондирование делает возможным то, что некоторые путешественники никогда не увидят в своей жизни. Страусиные фермы, пивоварни, башни — все исключительно северокорейское. Но спутники также позволяют увидеть темную сторону Северной Кореи. Желающих сбежать из Северной Кореи отправляют в лагеря для военнопленных. Эти лагеря хорошо видны с неба.

80 Предупреждение о голоде в крупных масштабах

Правительства хотят, чтобы ранние предупреждающие сигналы о голоде доставляли соответствующие запасы продовольствия в районы нехватки. Были разработаны признаки раннего предупреждения о голоде, которые включают прогнозирование роста растительности и урожайности. Наводнение и засуху можно лучше понять с помощью таких спутников, как SMAP и SMOS. Спутники дистанционного зондирования переходят от , движущихся по орбите , к , перемещая наше понимание глобального голода.

81 Наблюдение за ростом населения в городских районах с использованием изменений в землепользовании

Градостроители хотят знать рост и распределение населения, чтобы оптимизировать развитие и улучшить благосостояние горожан. Изменения в землепользовании можно смоделировать, чтобы получить точную меру роста населения. Он не только точен, но и земной покров предоставил более подробную информацию о распределении прироста населения в городах и переписных районах.

82 Обеспечение чистой питьевой водой с помощью базовых карт

Вода — это самая основная потребность в жизни.Но почти 1 миллиард человек живет без чистой питьевой воды. Первым шагом в решении этой проблемы является определение областей, которые нуждаются в воде. Спутниковые снимки с высоким пространственным разрешением действительно могут отличить места, где существует нехватка воды. Это отправная точка плана действий. Простые приложения дистанционного зондирования, такие как базовые карты, могут положительно повлиять на жизнь миллионов людей, установив , где и нуждаются в основных ресурсах, таких как вода.

83 Измерение масштабов протестов для журналистов

Насколько велик размер протеста? Это то, что журналисты всегда хотят знать, потому что это дает количественную оценку того, насколько сильны мнения людей по предмету. Подсчет каждой головы в протесте может усыпить вас, , как это происходит с овцами . При различном пространственном разрешении можно хотя бы увидеть, насколько велика толпа. Но чтобы дать наилучшую оценку, вам нужна площадь и плотность протестующих — и то, и другое можно приблизительно получить с помощью данных дистанционного зондирования.

84 Бдительное наблюдение для предотвращения злодеяний в будущем

Зверства часто приводят к изменению окружения, разрушению зданий и миграции людей.Они могут происходить в секретных районах, доступ к которым ограничен военными режимами. По этим причинам приложения дистанционного зондирования и изображения внимательно следят за зверскими актами. GaTHR (Геопространственная технология для прав человека) использует этот подход, чтобы помочь тем, кто стал жертвой. В частности, спутниковое дистанционное зондирование предоставляет юридические доказательства, помогающие координировать действия на местах и ​​предотвращать незаконную деятельность в будущем.

85 Поиск городов-призраков на карте

Если вы его построите, они придут .Ну, не совсем в случае с китайскими «городами-призраками». На некоторых наиболее своеобразных спутниковых снимках видно строительство жилых домов, торговых центров и других удобств. Но там практически никто не живет. Экономисты присматриваются к Китаю, который подтолкнет глобальный экономический рост. Они обнаружили, что показатели ВВП и занятости могут быть обманчивыми, если ресурсы неправильно распределяются между секторами без спроса. Спутники могут указать, насколько реальный или искусственный экономический рост.

86 Отслеживание перемещенных беженцев для оказания помощи и услуг

Решение для отслеживания беженцев и условий в лагерях — спутниковые снимки.Управление Верховного комиссара Организации Объединенных Наций по делам беженцев (УВКБ ООН) хотело доставить помощь и услуги суданским беженцам в Тонго. Им нужно было четкое понимание ситуации в лагерях беженцев Тонго . УВКБ ООН составило карту притока беженцев, сельскохозяйственных угодий, водных путей и инфраструктуры с помощью спутниковых снимков. В результате УВКБ ООН смогло лучше управлять и доставлять помощь туда, где она была нужнее всего.

87 Отслеживание перехода от сельского к городскому росту

Мы столкнулись с растущим числом людей, мигрирующих из сельских районов в городские.Урбанизация связана с индустриализацией. 50% людей в настоящее время живут в городских районах, и, по данным Организации Объединенных Наций, эта модель сохранится. Урбанизация — интересное явление, которое хорошо видно по непроницаемым поверхностям со спутников.

Транспорт

88 Инвентаризация и оценка состояния сельских дорог с помощью БПЛА

Насколько безопасны ваши дороги? Транспортные планировщики берут с Земли несколько советов по грунтовым дорогам.Благодаря интеграции дистанционного зондирования и ГИС беспилотные летательные аппараты дают ответы на вопросы по обнаружению выбоин, анализу стиральной доски и состоянию гребня грунтовых дорог. С точностью до сантиметра состояние сельских дорог может быть оценено и инвентаризировано, что сэкономит время и деньги.

89 Вождение без рук (автономные транспортные средства)

Если бы беспилотный автомобиль Google остановила полиция, как бы он отреагировал? Первый секрет автомобиля — LiDAR, который обнаруживает пешеходов, велосипедистов, знаки остановки и другие препятствия.Соедините это с GPS, инерциальными измерениями и очень сложным программным обеспечением, и вы получите беспилотный автомобиль.

90 Преодоление большей части земли в поисках дорожных трещин

Некоторый конструктивный совет состоит в том, чтобы охватить больше территории данными дистанционного зондирования. Город Солванг, штат Калифорния, очень серьезно относится к вопросам управления дорогами. В одном полном кадре общественные работы использовали спутниковые снимки для обнаружения поврежденного дорожного покрытия. Общественность обслуживается лучше всего, поскольку бригады точно знают, какие дороги остро нуждаются в ремонте.

91 Оценка экономии топлива по выбросам транспортных средств

Правительства оказывают давление на транспортные средства, чтобы они соответствовали стандартам выбросов. Спутники могут контролировать экономию топлива и нормы выбросов с минимальными помехами с неба. Мультиспектральное дистанционное зондирование может измерять выбросы транспортных средств, такие как CO, HC и NO. Были обдуманы идеи ввести надбавки в зависимости от пройденного расстояния и ненадлежащего обслуживания оборудования. Спутники предлагают прекрасную возможность контролировать загрязнение от автомобилей.

92 Создание автоматизированной дорожной сети

Городским планировщикам, аварийным бригадам и навигационным системам требуются современные дорожные сети. По мере появления новых районов становится все труднее обновлять базы данных дорожной сети. Подход, использующий мультиспектральные изображения и классификацию на основе объектов, автоматизировал утомительный процесс создания дорожных сетей. Одной из ключевых проблем было отличие парковок от дорог.

93 Повышение эффективности и безопасности управления воздушным движением

Авиадиспетчерская служба направляет самолеты с земли, чтобы предотвратить столкновение и улучшить транспортный поток.К сожалению, на неэффективных маршрутах тратятся лишние доллары и выбросы. Следующее поколение воздушного движения переходит от наземных радаров к спутниковой системе GPS. Новая система управления воздушным движением направлена ​​на улучшение маршрутов, сокращение задержек в движении и экономию денег. Он также намерен помочь самолетам быстрее приземляться и помочь ориентироваться в погоде с помощью спутников.

94 Сокращение пробок с помощью обнаружения изменений

Растущее население и урбанизация привели к увеличению интенсивности движения в городских центрах.Пробки означают потраченное впустую топливо и время. Наземные измерительные системы обеспечивают чрезвычайно точные объемы трафика, но они ограничены отдельными дорогами. Плотность трафика отслеживается с помощью обнаружения изменений. Аналитики трафика могут сравнить два спутниковых снимка с небольшой задержкой. Это показывает движение трафика на более крупном изображении.

Погода

95 Измерение скорости и направления ветра для ветряных электростанций, прогнозов погоды и серферов

Игроки в гольф, фермеры, пилоты, инженеры и проектировщики ветряных турбин нуждаются в точной информации о ветре.Метеозонды и GPS — хороший способ сделать это. Но это не единственный способ. Скаттерометр НАСА QuickSCAT и ветровой лидар также проводят эти крупномасштабные наблюдения за ветром.

96 Прогноз погоды для предупреждения о стихийных бедствиях

Приложения дистанционного зондирования, такие как прогнозирование погоды и мониторинг, принципиально важны для бизнеса, спортсменов и туристов. В 1975 году был запущен геостационарный оперативный спутник окружающей среды (GOES-1) для сбора данных о ветре, температуре и других атмосферных данных. Но GOES-1 был ограничен небольшим участком Земли. С тех пор многое изменилось. Сейчас мы работаем с GOES-12, 13, 14 и 15 с улучшенным временным, спектральным, пространственным и радиометрическим разрешением.

97 Мониторинг качества воздуха в нижних слоях атмосферы

Некоторые города настолько загрязнены, что это эквивалентно выкуриванию пачки сигарет каждый день . 80% этих чрезмерно загрязненных городов находятся в Китае. Одним из основных загрязнителей является угарный газ.Угарный газ бесцветен для человеческого глаза, но не для MOPITT (измерения загрязнения тропосферы) на спутнике НАСА Terra. MOPITT использует спектрометр для измерения восходящего инфракрасного излучения в нижних слоях атмосферы.

98 Наблюдение за северным сиянием под другим углом

Когда заряженные солнечные частицы попадают в магнитное поле Земли, они врезаются в газы нашей атмосферы. Мы видим разные цвета от разных газов. Если вы наблюдали за северным сиянием с земли, возможно, вам захочется посмотреть сверху. Одно из самых сюрреалистичных видео — это просмотр с Международной космической станции северного сияния.

99 Измерение альбедо радиационного баланса Земли

Альбедо измеряет процент отраженного солнечного света. более темная поверхность будет быстро нагреваться и поглощать солнечный свет . Более яркие поверхности , такие как снег , отражают большую часть солнечного света обратно в атмосферу.Альбедо является ключевым компонентом радиационного баланса Земли. Для расчета общего альбедо каждому типу земного покрова присваивается значение альбедо. Умножьте альбедо на тип земного покрова и суммируйте, чтобы измерить общее альбедо.

100 Оптимизация выработки энергии солнечными панелями с глобальной горизонтальной освещенностью

Активизируйте свой поиск бесконечных входных солнечных панелей. Если бы вы собирались выбрать одно место на Земле для установки солнечной панели, это должна была бы быть карта глобального горизонтального излучения (GHI).GHI измеряет скорость общей поступающей солнечной энергии на поверхность Земли в ваттах на квадратный километр. Десятилетия спутниковых данных (полученных от GOES и Meteosat) позволили получить эти данные со стандартной ошибкой всего 5%. Эти данные дистанционного зондирования вызывают серьезный накал.

Краткий обзор примеров дистанционного зондирования

Спутниковая информация принципиально важна, если мы собираемся решить некоторые из основных задач нашего времени.

По таким вопросам, как изменение климата, природные ресурсы, борьба со стихийными бедствиями и охрана окружающей среды, дистанционное зондирование предоставляет обширную информацию в глобальном масштабе.Мы получаем ответы на эти проблемы, чтобы мы могли принимать обоснованные решения.

Существуют бесконечные возможности пользы для общества от дистанционного зондирования. Благодаря более высокому пространственному, спектральному и временному разрешению будущее дистанционного зондирования является многообещающим.

Если мы собираемся в ближайшем будущем решить некоторые из самых больших проблем Земли, нам нужно дистанционное зондирование, чтобы охватить так много земли.

Спасибо @NASA_Landsat за твит!

…И спасибо NASA Terra Satellite!

Дополнительные ресурсы

http://digitalglobe.com.com/resources/case-studies
http://earthobservatory.nasa.gov
http://ecognition.com/solutions

Подписывайтесь на нашу новостную рассылку:

Разнесено — Урок — TeachEngineering

(1 оценка)

Быстрый просмотр

Уровень: 4 (3-5)

Необходимое время: 15 минут

Урок Зависимость: Нет

предметных областей: Биология

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Студенты знакомятся с космической средой, узнают об основных различиях между окружающей средой на Земле и окружающей средой в открытом космосе (атмосфера, радиация, микрогравитация) и инженерных задачах, возникающих из-за этих различий. Чтобы подготовить учащихся к предстоящим урокам, посвященным человеческому телу, им предлагается подумать о том, как их тела изменятся и приспособятся к уникальной космической среде. Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Аэрокосмические инженеры изучают космическую среду, чтобы обеспечить здоровье и безопасность как космонавтов, так и людей на Земле.Изучая эту среду, инженеры могут проектировать транспортные средства, такие как космический шаттл и Международная космическая станция (МКС), которые защищают астронавтов от суровых условий космоса в течение длительных периодов времени. Например, инженеры разработали специальные плитки для защиты от перепадов температур, сконструировали специальные тренажеры для поддержания формы космонавтов и даже изобрели ручку, которая могла писать в отсутствие гравитации. Помимо обеспечения безопасности астронавтов во время космического полета, понимание радиации может помочь диагностировать и, как мы надеемся, предотвратить рак, катаракту и другие пагубные последствия для людей на Земле.

Цели обучения

После этого урока учащиеся должны уметь:

  • Опишите основные различия между окружающей средой Земли и космоса.
  • Опишите некоторые технические проблемы, связанные с космическим полетом.
  • Объясните, как человеческое тело изменяется и приспосабливается к окружающей среде.

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т.д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
Ожидаемая производительность NGSS

5-ПС2-1. Поддержите аргумент, что гравитационная сила, действующая со стороны Земли на объекты, направлена ​​вниз.(5 класс)

Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Этот урок посвящен следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика Ключевые дисциплинарные идеи Концепции поперечной резки
Поддержите аргумент доказательствами, данными или моделью.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Гравитационная сила Земли, действующая на объект вблизи поверхности Земли, притягивает этот объект к центру планеты.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Причинно-следственные связи обычно выявляются и используются для объяснения изменений.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технология
  • Технический прогресс сделал возможным создание новых устройств, ремонт или замену определенных частей тела, а также обеспечение мобильности.(Оценки 3 — 5) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Продемонстрируйте, как инструменты и машины расширяют возможности человека, такие как удержание, подъем, перенос, закрепление, разделение и вычисления. (Оценки 3 — 5) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Введение/Мотивация

Что нужно вашему телу, чтобы выжить и оставаться здоровым на Земле? Прежде всего, потребности вашего тела являются базовыми, но необходимыми для выживания: воздух, вода, пища, кров и т. д.Как эти вещи обеспечиваются на Земле? Воздух окружает нас повсюду в атмосфере; воду можно купить или набрать из крана; еда доступна в продуктовых магазинах; а укрытие — это то, что у нас есть (или мы находим), чтобы чувствовать себя комфортно, а иногда даже выжить (поскольку воздействие экстремально холодных или жарких условий может привести к смерти). Доступны ли эти вещи в космосе? Не таким же образом. Если бы вы были космонавтом и отправились в космос, как бы вы выжили? Что ж, вам нужно будет принести с собой в космос все, что вам нужно, с Земли, затем переработать то, что вы принесете, а также, возможно, использовать ресурсы, доступные в космосе.

Сможете ли вы выйти из своего космического корабля без скафандра? (Ответ: Нет) Без защиты в этой суровой среде вы бы умерли менее чем за минуту. Вы бы потеряли сознание из-за нехватки кислорода, отсутствие давления воздуха заставило бы вашу кровь и другие жидкости организма закипеть, а ваши ткани или внутренние органы расширились бы (но не взорвались, как это изображают в некоторых фантастических фильмах) и, наконец, , в конечном итоге заморозить. Вы также будете подвергаться воздействию экстремальных температур, солнечной радиации (на Земле вы можете получить солнечный ожог от солнечных УФ-лучей за 15-20 минут, а в открытом космосе вы можете получить ожог второй степени за 15-20 секунд!), и микрометеориты, которые могут ударить и серьезно ранить вас.Ой!

Первый шаг к сохранению здоровья в космосе — понять разницу между Землей и космосом. Три основных различия между этими двумя средами (запишите их на доске): амосфера или воздух (это вакуум в космосе, что означает отсутствие воздуха для дыхания), экстремальное излучение солнца, и гравитация (она невесома в космосе, мы называем это микрогравитацией). Вот наши три слова на сегодня: атмосфера или воздух, излучение и гравитация.В следующих уроках мы рассмотрим, как эти различия в окружающей среде (в частности, микрогравитация) влияют на каждую систему организма (дыхательную, кровеносную и т. д.).

Есть много проблем, о которых инженеры должны думать при проектировании космических кораблей и планировании космических миссий. Вы можете представить, что они из себя представляют? Инженеры должны убедиться, что любой космический корабль, который они проектируют, будет обеспечивать все необходимые элементы для поддержания жизни людей (кислород, вода, пища), защищать их от космической среды (обеспечивать адекватное давление и защиту от радиации и микрометеоритов/орбитального мусора) и максимально поддерживать свое здоровье (спортивное оборудование, питание, увлажнение и т. д.).). Сегодня мы собираемся узнать больше о том, что инженеры могут сделать, чтобы обеспечить безопасность людей в космосе.

Предыстория урока и концепции для учителей

Космос — уникальная среда, сильно отличающаяся от Земли. Необходимо как можно больше узнать об этой среде, а также о человеческом теле, чтобы обеспечить успех будущих пилотируемых полетов в космос. Целью этого модуля является научить студентов и вызвать интерес к сложностям человеческого тела и его связи с космической программой с использованием темы космического полета. На каждом уроке сначала рассматривается, как работает та или иная система организма на Земле, а затем исследуется, как космическая среда влияет на ее функционирование.

Этот первый урок «запускает» устройство, исследуя, чем космическая среда отличается от земной. Три основных отличия: атмосфера (вакуум в космосе), радиация (высокий уровень опасных частиц) и гравитация (невесомость в космосе).

Атмосфера

Первое отличие Земли от космоса — это атмосфера .Атмосфера Земли состоит из очень специфической смеси газов. Воздух в основном состоит из кислорода (21 %) и азота (78 %), с очень небольшими количествами таких газов, как аргон, двуокись углерода, водяной пар, неон, гелий, криптон, ксенон, водород и метан, составляющие оставшуюся часть (см. 2). Инженеры снабжают астронавтов кислородом и азотом и удаляют из воздуха углекислый газ, чтобы они оставались живыми и здоровыми. Так почему бы им просто не использовать чистый кислород, чтобы транспортировать только один тип газа? Основная причина заключается в том, что длительное вдыхание чистого кислорода токсично для человеческого организма. Другая причина заключается в том, что чистый кислород чрезвычайно горюч. Наряду с обеспечением астронавтов воздухом инженеры также должны разработать прочную конструкцию, которая сможет поддерживать атмосферное давление и свести к минимуму утечки воздуха. Это давление важно, потому что оно толкает воздух в легкие и из них; космонавты не могли дышать без него.

Рисунок 2. Состав воздуха Земли, авторское право

Copyright © NASA, Учебное пособие по дистанционному зондированию http://rst.gsfc.nasa.gov/Sect14/AtmosGraph.jpg, изменено Джанет Йоуэлл, Колорадский университет в Боулдере, 2006 г.

Еще одна проблема, вызванная отсутствием атмосферы, — перепады температур. Под прямыми солнечными лучами температура в космосе может достигать 150°C (302°F), а в тени она может опускаться до -270°C (-454°F). Эти температуры намного превышают типичную температуру человеческого тела 37 ° C (98,6 ° F). Один из способов, которым инженеры решили эту проблему, заключался в разработке специальной черно-белой плитки для покрытия внешней стороны шаттла (см. рис. 3). Для космического челнока требуется около 24 000 уникальных плиток, каждая из которых имеет серийный номер, определяющий ее размер, форму и местоположение.Причина того, что плитки белые сверху и черные снизу шаттла, состоит в том, чтобы предоставить астронавтам еще одно средство контроля температуры. Они способны перекатывать челнок на бок, в одну или другую сторону, в зависимости от того, становится ли ему слишком жарко или холодно (то есть они направляют черную поверхность к солнцу, если слишком холодно, и белую сторону, если слишком холодно). слишком жарко).

Рис. 3. Космический шаттл США совершает безопасную посадку. Авторские права

Авторские права © NASA, Центр науки, технологий и инженерии Космического центра Кеннеди http://science.ksc.nasa.gov/mirrors/images/images/pao/STS1/10060380.jpg

Радиация

Излучение , второе различие между Землей и космосом, является еще одной инженерной проблемой, связанной с космической средой. Солнечные вспышки непрерывно выбрасывают в космос энергичное излучение (см. рис. 4). Галактическое космическое излучение (ГКЛ), возникающее при взрывах далеких сверхновых, особенно вредно для ДНК человека (см. рис. 5). ГКЛ состоит из быстро движущихся (средняя скорость ~0.в 95 раз больше скорости света), тяжелые положительные ионы, которые могут проникать сквозь клетки и разрушать ДНК, что приводит к раку. Электромагнитное излучение (например, гамма-лучи; см. рис. 6) и другие типы излучения в виде твердых частиц (например, частицы с большой массой и энергией [HZE] и частицы солнечной энергии [SPE]) также могут причинять значительный вред человеческому организму. Радиация является кумулятивной, и количество энергии, поглощаемой организмом, измеряется в RAD (поглощенная доза излучения).

Рис. 4. Солнечная вспышка.авторское право

Авторское право © НАСА, Деятельность по исследованию небесных тел http://learn.arc.nasa.gov/planets/0/compare.html

Люди получают радиацию либо генетически, либо в результате воздействия. Это коллективное количество радиации может вызвать повреждение тканей, потерю фертильности, утолщение хрусталика, индукцию рака и даже смерть. Каждый человек по-разному реагирует на одинаковое количество радиации; однако болезнь обычно возникает около 25-30 RAD, а 320-540 RAD приводит к летальному исходу. Средняя экспозиция в США.S. составляет ~52 мрад/год по сравнению с ~84,5–253,5 мрад/типичный полет челнока (менее 14 дней). На Земле люди защищены от большинства солнечных ультрафиолетовых лучей (неионизирующих) и его гамма-лучей (ионизирующих излучений) атмосферой, а также магнитным полем Земли.

В настоящее время инженеры используют полиэтилен и мешки с водой в качестве защиты для астронавтов, особенно вокруг спальных помещений астронавтов. Будущие методы защиты могут включать жидкий водород, небольшое магнитное поле вокруг космического корабля или какие-то фармацевтические препараты для предотвращения поглощения радиации телом.

Рисунок 5. Влияние радиации на ДНК человека. Авторские права

. Авторские права © НАСА, Космический центр Джонсона, Управление по адаптации человека и противодействию http://srhp. jsc.nasa.gov/

Рисунок 6. Электромагнитный спектр. Авторские права

Авторские права © НАСА, Центр космических полетов имени Годдарда http://universe.nasa.gov/images/lifecycles/EM_Spectrum.jpg

Гравитация

Рисунок 7. Астронавты в условиях микрогравитации. Copyright

Copyright © NASAexplores http://media.nasaexplores.com/lessons/04-010/images/microgravity.jpg

Рисунок 8. Спящий астронавт в космическом корабле. Copyright © NASAexplores http://www.nasaexplores.com/show2_articlea.php?id=02-008

Последнее различие между Землей и космосом — гравитация. Гравитация — это доминирующая сила на Земле, которая вытягивает все на поверхность. В космосе предметы находятся в постоянном состоянии свободного падения (такой же эффект вы испытываете, когда катаетесь на аттракционах в парке развлечений, например, в «Башне ужаса» в Disney World).Гравитация затрудняет движение объектов, но позволяет легко удерживать объекты в неподвижном состоянии. Однако в космосе перемещать объекты легко, но удерживать объекты на месте сложно (см. рис. 7). При проектировании шаттла и МКС инженеры использовали средства фиксации, резинки, липучки и магниты, чтобы удерживать предметы и людей на месте (см. рис. 8).

Невесомость изучается на Земле с помощью самолета C-9, который летит по повторяющейся параболе (сцены невесомости из фильма Apollo 13 были сняты на KC-135 или «Рвотная комета»).Невесомость достигается на пике параболы в течение ~30 секунд; в то время как внизу траектории объекты весят почти в два раза больше. Это быстро меняющееся ощущение веса часто приводит к укачиванию, отсюда и прозвище «Рвотная комета».

Рис. 9. Траектория полета самолета KC-135. Copyright

Copyright © Sandia National Laboratories http://www.sandia.gov/media/NewsRel/NR2001/images/kc135tra.gif

Закрытие урока

Понимание различий между Землей и космосом позволяет людям безопасно путешествовать между обоими мирами.Каждый космический корабль, спроектированный инженерами, должен обеспечивать безопасность астронавтов в суровых космических условиях. Вы помните три больших различия между Землей и космосом, о которых мы упоминали? (Ответ: атмосфера, излучение и гравитация)

Скафандр астронавта — хороший пример того, как инженеры учитывают эти три отличия. Рюкзак скафандра содержит кислород, которым астронавты могут дышать и создавать давление в скафандре. Под скафандром астронавты носят длинное нижнее белье, через которое проходят трубки для контроля экстремальных температур.По этим трубкам прокачивается вода, чтобы астронавтам было прохладно. Шлем имеет отражающий экран, который можно натянуть на лицо, чтобы защитить космонавта от радиационного облучения (сильных солнечных ожогов). Астронавты привязаны к космическому кораблю и имеют небольшой реактивный ранец на спине, чтобы маневрировать в условиях микрогравитации (малой гравитации). Вместе эти изобретения позволяют астронавтам безопасно покинуть космический корабль и исследовать космос.

Космическая среда представляет собой единственную в своем роде лабораторию, где инженеры и ученые могут получить ценную информацию о человеческом теле. Одна вещь станет ясной, когда мы узнаем больше о человеческом теле в космосе: человеческое тело чрезвычайно динамично (всегда меняется) и со временем адаптируется к окружающей среде.

Словарь/Определения

Атмосферное давление: Сила, с которой молекулы газа в воздухе действуют на любую поверхность, соприкасающуюся с ними.

конвекция: теплопередача, вызванная внешней силой.

Энергия: Способность к работе или активной деятельности.

окружающая среда: условия, которые окружают человека; окрестности.

сила: причина движения, активности или изменения.

гравитация: сила притяжения между любыми двумя объектами (сила силы зависит от массы и расстояния между объектами).

микрогравитация: Среда, в которой существует очень небольшая результирующая гравитационная сила (свободно падающий) объект.

излучение: Энергия, передаваемая в виде лучей или волн в виде частиц.

температура: мера энергии; степень нагревания тела или окружающей среды.

вакуум: отсутствие материи; состояние пустоты; избегать.

Оценка

Оценка перед уроком

Мозговой штурм: Всем классом предложите учащимся участвовать в открытом обсуждении.Напомните им, что в мозговом штурме никакая идея или предложение не является «глупой». Все идеи должны быть выслушаны с уважением. Займите некритическую позицию, поощряйте дикие идеи и препятствуйте критике идей. Пусть учащиеся поднимут руки, чтобы ответить. Запишите их идеи на доске.

  • Чем космос отличается от Земли? (Например, в космосе нет воздуха.)
  • Как инженеры могут создать в космосе среду, в которой люди смогут выжить и функционировать? (Например, принести кислородные маски.На доске используйте стрелки или линии, чтобы соединить инженерные решения с предыдущим списком.)

Оценка после внедрения

Вопросы, созданные учащимися : запрашивать, объединять и обобщать ответы учащихся. Предложите учащимся записать вопросы, которые у них есть о человеческом теле в космосе, а затем обсудите их с классом. Сгруппируйте вопросы по системам человеческого организма и отвечайте на один или два вопроса каждый раз, когда вы доберетесь до соответствующей системы.

Оценка итогов урока

Рисунок: Предложите учащимся нарисовать себя космонавтами на космическом корабле.Попросите их включить все, что им может понадобиться (нарисуйте или перечислите предметы, например, эскиз кислородной маски или слово «воздух для дыхания»). Скажите им, чтобы они проявили творческий подход и постарались точно изобразить три различия между Землей и космосом, о которых говорилось, ─ гравитацию, радиацию и атмосферу. Например, покажите среду микрогравитации, нарисовав плавающие волосы или предметы, не лежащие на столах, если они не пристегнуты ремнями.

Расширение урока

Проведите задание A Recipe for Air в разделе «Загрязнение воздуха», в котором учащиеся используют M&Ms для создания круговой диаграммы, отражающей их понимание состава воздуха. Учащиеся обсуждают, почему знание этой информации важно для инженеров.

Проведите задание Давление воздуха в игре Up, Up and Away! – Модуль «Самолеты», в котором учащиеся обсуждают единицы давления и получают представление о том, какое давление воздуха оказывает на них давление.

Учащиеся могут выполнить этот забавный художественный проект и создать галактическую сборку, используя кофейные фильтры, маркеры и цветную бумагу. Посетите веб-сайт NASA Space Place по адресу https://spaceplace.nasa.gov/galaxy-montage/en/.

использованная литература

Армстронг, Деннис. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Миссии: шаттл и станция, От крышки носа до закрылка корпуса , 23 февраля 2004 г., http://www.nasa.gov/missions/shuttle/f_omdp3.html

Барри, Патрик Л. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление науки и технологий Центра космических полетов имени Маршалла НАСА, [email protected], The Right Stuff for Super Spaceships , http://science. nasa.gov/headlines/y2002/16sep_rightstuff.htm

Клотье-Лемастерс, Николь. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Космический центр Джонсона, пресс-релиз № J04-051, изд. Джон Айра Петти, 25 октября 2004 г., http://www.nasa.gov/centers/johnson/news/releases/2004/J04-051.html

.

Фишер, Диана. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Space Place, Make a GALEX Galaxy Montage , 8 сентября 2005 г., http://spaceplace.nasa.gov/galaxy-montage/

Лохнер, Джим.Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Центр космических полетов имени Годдарда, Отдел исследования Вселенной, Научно-исследовательский архив астрофизики высоких энергий, Исследовательский центр «Вообрази Вселенную», Электромагнитный спектр: измерение электромагнитного спектра , 1997–2005, http://imagine .gsfc.nasa.gov/docs/science/know_l1/emspectrum.html

Лужан, Барбара Ф. и Уайт, Рональд Дж. Человеческая физиология в космосе: дополнение к учебной программе для средних школ , Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства: Хьюстон, Техас, 1994.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Исследования небесных тел, http://learn.arc.nasa.gov/planets/0/compare.html

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Центр космических полетов Годдарда, Отдел исследования Вселенной, http://universe.nasa.gov/images/lifecycles/EM_Spectrum.jpg

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Космический центр Джонсона, Управление по адаптации человека и противодействию http://hacd.jsc.nasa.gov/labs/biostatistics.cfm

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Центр науки, технологий и инженерии Космического центра Кеннеди http://science. ksc.nasa.gov/mirrors/images/images/pao/STS1/10060380.jpg

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), NASAexplores.

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Учебное пособие по дистанционному зондированию.

Sandia National Laboratories, http://www.sandia.gov/media/NewsRel/NR2001/images/kc135tra.gif

Авторские права

© 2006 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Тереза ​​Эллис; Денали Ландер; Малинда Шефер Зарске; Джанет Йоуэлл

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U. S. Грант Министерства образования и Национального научного фонда ГК-12 №. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 22 февраля 2022 г.

Практические уроки и занятия об океанах — Полярные океаны — Помимо пингвинов и белых медведей

Океаны

Под глубоким синим морем (классы K-2)
Этот урок дает учащимся возможность исследовать океаны и их жизнь.Найдя основные океаны Земли на карте мира, учащиеся «погрузятся под воду», чтобы открыть для себя растения и животных, обитающих в море. Студенты будут слушать рассказы и стихи об океане и узнают о формах морской жизни, представленных в каждом из них. Они могут добавить свои собственные изображения и текст об океанских животных и растениях на вырезанную морскую экспозицию. Наконец, учащиеся будут участвовать в различных формах творческого письма об океане и океанской жизни. Этот урок соответствует стандартам содержания «Науки о жизни» и «Науки о Земле и космосе» Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Почему море соленое? (К-3 классы)
Учащиеся моделируют поверхностный сток с помощью каменной соли. Они также отмечают, что соль остается после испарения воды. Этот урок соответствует стандарту содержания наук о Земле и космосе Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Найден новый вид! (3–5 классы)
В этой статье из журнала Национальной ассоциации учителей естественных наук «Наука и дети» описывается подразделение океанографии, а также последовавшая за ним оценка на основе результатов.Статьи бесплатны для членов и $ 0,99 для нечленов. Этот урок соответствует стандарту содержания естественных наук Национальных стандартов естественнонаучного образования .


ВОЛНЫ И ТЕЧЕНИЯ

Знакомство с волнами (классы K-2)
На этом уроке учащиеся экспериментируют с созданием волн разного размера и узнают о высоте и длине волны. Этот урок соответствует стандарту содержания наук о Земле и космосе Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Высота волны (3-5 классы)
На этом уроке учащиеся будут использовать практические эксперименты, карты, обсуждения и рисунки, чтобы узнать о частях волны и о том, почему высота волн различается. Этот урок соответствует стандарту содержания наук о Земле и космосе Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Ducks in the Flow (3–5 классы)
Учащиеся узнают о поверхностных течениях океана через рассказ и практические исследования. Этот модуль соответствует стандартам содержания физических наук и наук о Земле и космосе Национальных стандартов научного образования .


МОРСКИЕ ЖИВОТНЫЕ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Дополнительные уроки о морских животных см. в наших выпусках о млекопитающих и птицах. Экосистемные уроки помогут учащимся понять отношения между организмами, а также между организмами и окружающей их средой.

Ocean Discovery (класс Pre-K)

Этот междисциплинарный блок помогает учащимся узнать больше об океане, изучая приспособления и разнообразие морских животных. Этот модуль соответствует стандарту содержания «Науки о жизни» Национальных стандартов естественнонаучного образования .

В океан (классы K-2)
Этот урок знакомит учащихся с различными глубинами океана (берег/отливные бассейны, открытый океан, бездна) и способами, которыми животные приспособились к жизни на разных глубинах. Этот урок соответствует стандарту содержания естественных наук Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Водяной столб: где обитают океанские животные? (3-5 классы) На этом уроке учащиеся узнают о трех широких средах обитания в океане (приливная зона, открытый океан и бездна) и узнают о некоторых специфических адаптациях животных в каждом из этих регионов. Этот урок соответствует стандарту содержания естественных наук Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Соедините эти два урока со следующими занятиями:

Держись или плыви по течению (классы K-2)
Учащиеся могут прослушать и подпевать этой песне о том, как животные выживают в суровом мире скалистого берега.

Погружение в глубины (классы K-5)
Учащиеся могут создать подводную сцену и узнать, что видит дистанционно управляемый аппарат (ROV), погружаясь глубоко в каньон Монтерей.

Руководство по научной деятельности SeaWorld (классы K-4)
Практические занятия помогают учащимся узнать о морских животных и экологии океана. Эти уроки соответствуют стандарту содержания естественных наук Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Сейчас мы в горячей воде: гидротермальные источники (3–5 классы) На этом уроке учащиеся узнают о гидротермальных источниках и уникально адаптированных животных, которые живут рядом с ними. Они создают аквариумные экспонаты, демонстрирующие некоторых из этих животных и их особые приспособления.Этот урок соответствует стандартам содержания «Науки о жизни» и «Науки о Земле и космосе» Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Рыбы не боятся темноты! (Класс K-2)
На этом уроке учащиеся познакомятся с концепцией биолюминесценции и с помощью рисунков, коллажей и историй рассмотрят, какую пользу животные получают от наличия собственных источников света. Этот урок соответствует стандарту содержания естественных наук Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Освещая море (3–5 классы) Учащиеся изучат адаптацию биолюминесценции, проводя моделирование и просматривая фотографии биолюминесцентных морских животных в Интернете. Этот урок соответствует стандарту содержания естественных наук Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Соедините два урока выше со следующим заданием:

Палочки для фонарей (классы K-5)
В этом упражнении учащиеся используют светящуюся в темноте краску для создания своих собственных биолюминесцентных рыбок.

Место китов-пилотов в океане (3–5 классы)
Учащиеся узнают об общительности и связях гриндов, обдумывают, как исследовательские инструменты, такие как Crittercam, могут помочь ученым узнать больше об их социальном поведении, и формулируют исследовательские вопросы. Этот урок соответствует стандартам содержания естественных наук и наук и технологий Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Соедините этот урок со следующим заданием:

Сборка кита из видеокамеры
В этом упражнении учащиеся проектируют видеокамеру и определяют, как лучше всего прикрепить ее к горбатому киту.

Так ли опасны акулы, как мы думаем? (3-5 классы)
На этом уроке учащиеся проводят исследования об акулах и делают устные презентации. Этот урок соответствует стандарту содержания естественных наук Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Соедините этот урок со следующим заданием:

Школа искусств «Акула» (3-5 классы)
Узнайте несколько советов по созданию собственных мультфильмов и комиксов об акулах.


Охрана океана

Забота о наших океанах (классы K-2)
На этом уроке учащиеся рассмотрят, почему так много людей живут вблизи побережья, и узнают о влиянии этой тенденции на морских животных.Студенты будут делать плакаты, чтобы информировать прибрежных жителей и посетителей о воздействии человека на морскую жизнь. Этот урок соответствует стандартам содержания «Наука с точки зрения личности и общества» Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Загрязнение нефтью (2–5 классы)
Учащиеся проведут практическое задание, чтобы узнать, почему загрязнение нефтью вредно для животных.

Использование фотографии для спасения океанов (3–5 классы)
На этом уроке учащиеся узнают о важности сохранения океанов.Они будут думать о том, как фотография может помочь людям понять влияние человека на океаны. Они будут смотреть на животных, которым угрожает опасность из-за поведения человека, и выбирать одно из них для более глубокого изучения. Наконец, учащиеся нарисуют выбранное ими животное и опишут, почему оно находится в опасности и как его можно защитить. Этот урок соответствует стандарту содержания «Наука с точки зрения личности и общества» Национальных стандартов естественнонаучного образования .


Наука, технология и карьера, связанные с океаном

Эхо: чему животные могут научить ученых (классы K-2)
На этом уроке учащиеся узнают, как ученые используют гидролокатор для исследования глубин океана.Они узнают, что у некоторых животных есть необычный способ выяснить, что находится вокруг них в темноте. Они будут изучать возможности эхолокации летучих мышей и думать о том, как ученые-океанологи могут учиться у этих животных для разработки методов глубоководных исследований. Этот урок соответствует стандартам содержания естественных наук и наук и технологий Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Подводные лодки: учебный флот (классы K-2)
На этом уроке учащиеся знакомятся с подводной лодкой как средством передвижения по морю и с трудностями, с которыми сталкиваются люди при путешествии под водой. Этот урок соответствует стандарту содержания науки и техники Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Кто считает моря важными? (Класс К-2)
На этом уроке учащиеся узнают о некоторых людях, которые считают океан настолько важным, что посвятили свою жизнь изучению его и его обитателей. Этот урок соответствует стандарту содержания истории и природы науки Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Музей изучения океана (3-5 классы)
На этом уроке учащиеся познакомятся с некоторыми из последних открытий в области исследования океана, включая гидротермальные источники и исторические затонувшие корабли.Студенты завершат свое исследование, создав «музейную» выставку об исследовании океана и предложив вопросы для будущих исследований. Этот урок соответствует стандарту содержания науки и техники Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Подводное исследование: морская биология (3–5 классы)
На этом уроке учащиеся узнают о морской биологии как о профессии, о типах растений и животных, которые изучают морские биологи, и о том, как технологии помогают им в работе. Этот урок соответствует стандарту содержания истории и природы науки Национальных стандартов естественнонаучного образования .

Почему важна океанография? (3-5 классы)
На этом уроке учащиеся узнают о некоторых важных открытиях, сделанных океанографами, и о некоторых областях, которые они все еще исследуют. Этот урок соответствует стандарту содержания истории и природы науки Национальных стандартов естественнонаучного образования .


ВНЕДРЕНИЕ ГРАМОТНОСТИ

Многие уроки естествознания включают обучение грамоте в той или иной форме – чтение, исследование или письмо.Тем не менее, вы можете рассмотреть одну из этих идей для дальнейшей интеграции обучения грамоте и естественным наукам.

Скользкий, как угорь: океанский модуль, изучающий сравнения и метафоры (классы K-2)
После прочтения книг на тему океана учащиеся изучают, как в книгах используются сравнения и метафоры, создавая свои собственные имена и определения этих фигур речь. Используя книжки с картинками в качестве обрамляющих текстов, учащиеся затем пересматривают часть своего собственного письма, чтобы увеличить использование образного языка.Этот урок соответствует следующим стандартам NCTE/IRA: 3, 4, 5, 6, 11, 12.

Свирепая бойцовая рыба: океанский отряд, изучающий начальные звуки слов (классы K-2)
Учащиеся изучают аллитерацию (повторяющиеся начальные звуки слов) в текстах, а затем составляют свой собственный учебник для изучения образного языка в письме. Урок включает в себя рабочий лист для повторения, чтобы применить технику к другому фрагменту письма. Этот урок соответствует следующим стандартам NCTE/IRA: 3, 5, 6, 8, 11, 12.

Интеграция грамотности в изучение земной поверхности (3–5 классы) На этом уроке учащиеся узнают об особенностях водоемов Земли, используя различные жанры обучения грамоте, кульминацией которых является представление в Театре читателей.Этот урок соответствует следующим стандартам NCTE/IRA: 1, 3, 4, 5, 7, 11, 12.

Чтение и письмо о загрязнении для понимания причины и следствия (3-5 классы)
На этом уроке используются различные стратегии чтения и письма, а также практический эксперимент, чтобы помочь учащимся понять, что загрязнение в наших океанах, озерах, реках и ручьях является очень серьезной проблемой. Этот урок соответствует следующим стандартам NCTE/IRA: 1, 5, 7, 8.


Эта статья была написана Джессикой Фрис-Гейтер.Для получения дополнительной информации см. страницу участников. Пишите Кимберли Лайтл, главному исследователю, с любыми вопросами о содержании этого сайта.

Copyright May 2009 – Университет штата Огайо. Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта № 0733024. Любые мнения, выводы и выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат автору (авторам) и не обязательно отражают взгляды Национального научного фонда. Фундамент. Эта работа находится под лицензией  Attribution-ShareAlike 3. 0 Unported Creative Commons license .

Что лежит под земной корой

Слои Земли дают геологам и геофизикам ключ к пониманию того, как сформировалась Земля, слои, из которых состоят другие планетарные тела, источник ресурсов Земли и многое другое. Современные достижения позволили ученым изучить то, что лежит у нас под ногами, более подробно, чем когда-либо прежде, и все же в нашем понимании все еще остаются значительные пробелы.

Я надеюсь, что это руководство проведет вас через слои Земли, даст общее представление о нашем понимании и наших текущих пробелах. Имейте в виду, что это область постоянных исследований, которая, вероятно, станет более точной в ближайшие годы и десятилетия.

Во время моего второго года в Эдинбурге [1826-27] я посещал лекции Джеймсона по геологии и зоологии, но они были невероятно скучными. Единственным эффектом, который они произвели на меня, была решимость никогда за всю мою жизнь не прочитать книгу по геологии. — Чарльз Дарвин

Слои Земли

Земля имеет слои, похожие на луковицу, и ее можно проанализировать, чтобы понять физические и химические свойства каждого слоя и его влияние на остальную часть Земли. Вообще говоря, Земля имеет 4 слоя:

  • внешняя кора на которой мы живем
  • Пластиковый чехол
  • Жидкость Внешний сердечник
  • Твердое внутреннее ядро ​​

При дифференциации слоев геологи объединяют подразделения в две категории либо реологически, либо химически.Реологическая дифференциация связана с жидким состоянием горных пород под огромным давлением и температурой. Например, горная порода будет по-разному реагировать на деформации при нормальных атмосферных температурах и давлениях по сравнению с горной породой протяженностью менее тысячи километров. Если мы разделим Землю на основе реологии, мы увидим литосферу, астеносферу, мезосферу, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро. Однако, если мы различаем слои на основе химических вариаций, мы объединяем слои в кору, мантию, внешнее ядро ​​и внутреннее ядро.

Чтобы понять разницу между различными частями мантии или внешнего и внутреннего ядра, вы должны понимать фазовые диаграммы, о которых я расскажу ниже.

Земная кора

Земная кора — это то, чем мы с вами живем, и это самый тонкий слой земли. Толщина варьируется в зависимости от того, где вы находитесь на земле: океаническая кора составляет 5–10 км, а континентальные горные хребты — до 30–45 км. Тонкая океаническая кора более плотная, чем более толстая континентальная кора, и поэтому «плавает» ниже в мантии по сравнению с континентальной корой.Вы найдете одни из самых тонких океанических корок вдоль срединно-океанических хребтов, где активно формируется новая кора. Для сравнения, когда два континента сталкиваются, как в случае Индийской плиты и Евразийской плиты, вы получаете одни из самых толстых участков земной коры, поскольку они сминаются вместе.

Температура внутри земной коры будет варьироваться от температуры воздуха на поверхности до приблизительно 870 градусов по Цельсию в более глубоких слоях. При этой температуре вы начинаете плавить горные породы и формируете нижележащую мантию.Геологи подразделяют земную кору на различные плиты, которые движутся относительно друг друга.

Учитывая, что площадь поверхности Земли в основном постоянна, невозможно создать кору, не разрушив сопоставимое количество коры. При конвекции подстилающей мантии мы наблюдаем внедрение мантийной магмы вдоль срединно-океанических хребтов, постоянно формируя новую океаническую кору. Однако, чтобы освободить место для этого, океаническая кора должна субдуцировать (погружаться ниже) континентальной коры. Геологи тщательно изучили историю движения этих плит, но нам очень не хватает понимания, почему и как эти плиты движутся именно так, как они это делают.

Земная кора «плавает» поверх мягкой пластиковой мантии внизу. В некоторых случаях мантия явно вызывает изменения в земной коре, как на Гавайских островах. Тем не менее, продолжаются споры о том, управляется ли субдукция океанической коры и спрединг срединно-океанических хребтов толкающим или притягивающим механизмом.

В очень широком смысле океаническая кора состоит из базальта, а континентальная кора состоит из горных пород, похожих на гранит.Под корой находится твердая относительно более холодная часть верхней мантии, которая в сочетании с корой образует литосферный слой . Литосфера физически отличается от нижележащих слоев из-за низких температур и обычно простирается на 70-100 км в глубину.

Под литосферой находится слой астеносферы , гораздо более горячая и податливая часть верхней мантии. Астеносфера начинается в нижней части литосферы и простирается примерно на 700 км вглубь Земли.Астеносфера действует как смазочный слой под литосферой, который позволяет литосфере двигаться по поверхности Земли.

Мантия Земли

Мантия — это слой земли, который находится под земной корой и является самым большим слоем, составляющим 84% объема Земли. Мантия начинается у разрыва Мохоровичича, также известного как Мохо. Мохо определяется как контраст плотности от менее плотной коры к более плотной мантии, где скорость сейсмических волн увеличивается.Мантия действует подобно пластику, и при очень высоких температурах и давлениях порода деформируется в геологических масштабах времени. Эта деформация вызывает процесс, подобный конвекции, в мантии, где у вас есть крупномасштабные зоны подъема и опускания.

Мантия простирается на 2890 км вглубь поверхности Земли. Температура колеблется от 500-900 градусов Цельсия в верхней части до более 4000 градусов Цельсия вблизи границы ядра. Считается, что мантия Земли состоит из объемной минералогии, похожей на перидотит.Перидотит драгоценного качества называется перидотом, поэтому в следующий раз, когда вы будете в ювелирном магазине, взгляните на перидот, и вы увидите что-то похожее на 84% Земли!