5597

5

Физико-климатические факторы.

Климатические факторы. В эколого-климатическую характеристику местности входят: среднегодовые величины и сезонные (помесячные)

колебания температуры, ее суточный ход, абсолютные минимумы и максимумы; сроки перехода температуры через 0 ; количество осадков,

испаряемость влаги; сила и направление ветров; влажность воздуха; число дней солнечного сияния, суммарная солнечная радиация, радиационный баланс и другие показатели.

Температура. Из всех климатических факторов, связанных с энергетикой биосферы, наибольшее экологическое значение имеет температура.

Температура воздуха на Земле занимает диапазон от –88,3 С (станция "Восток",

Антарктида) до +58,7 С (Гарьян, Ливия). Среднегодовая температура приземного слоя воздуха над континентами и океаном +15,7 С. Большие колебания относятся к отдельным поясам и сезонам. Для повышения средней температуры атмосферы на 1 С достаточно было бы 0,2% годового бюджета солнечной радиации. Температурное равновесие атмосферы поддерживается с большой точностью. Еще более стабильна средняя температура гидросферы –

3,3 С.

Максимальный температурный диапазон активной жизни для большинства многоклеточных организмов от 0 до 50 С. Микроорганизмы – эбулиофилы, обитающие в горячих поверхностных и глубинных источниках,

могут сохранять способность к размножению при температуре до 85 С.

Диапазон температур, в котором клетки и многие организмы способны длительное время находиться неактивном состоянии, существенно больше: от 0

до 400 К.

Организмы, у которых температура тела мало отличается от температуры среды, обозначены как экзотермы; организмы, которые поддерживают

6

постоянную температуру тела при значительных изменениях температуры окружающей среды – это эндотермы.

Температура тела около 37 С выбрана в ходе эволюции высших животных выбрана потому, что она соответствует фундаментальному свойству химических соединений: при этой температуре вероятность существования среднестатистической химической связи максимальна.

Влажность. Содержание водяных паров в атмосферном воздухе, так называемая влажность, является одним из важнейших экологических факторов в наземных э/с. Наличие или отсутствие достаточного количества воды в атмосфере определяет условия испарения её животными и транспирации растениями. Чем выше влажность воздушной среды, тем меньше различия между внешней и внутренней средой у животных, тем ниже потребность в снижении потерь воды.

Лабораторная работа 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ ПОМЕЩЕНИЯ

Цель работы: ознакомиться с приборами и методами измерения физико-

климатических факторов: температуры, влажности.

Оборудование: термометр, психрометр.

Теоретическая часть.

ТЕМПЕРАТУРА.

Температура окружающей среды оказывает огромное влияние на рост и жизнедеятельность живых организмов. Связано это с тем, что протекание различных биохимических реакций необходимых для поддерживания жизнедеятельности, зависит от температуры. Скорость химической реакции увеличивается в 2 - 4 раза при повышении температуры на 100. Но огромное разнообразие и удивительное совершенство механизмов приспособления к изменениям t окружающей среды, выработавшиеся у организмов в процессе эволюции, не позволяют сделать широкие обобщения относительно того, какую

7

роль играет температурный фактор в распространении организмов. (гомойотермные, пойкилотермные)

Температура окружающей среды измеряется с помощью термометров.

Существуют различные шкалы измерения температуры: Цельсия,

Кельвина, Фаренгейта. Температура различных сред меняется в разных интервалах, поэтому в разных термометрах разные шкалы и разные материалы

(спирт, ртуть).

Существуют различные виды измерения температуры:

1.Срочные термометры: в каждый данный момент показывает температуру среды.

2.Максимальные и минимальные термометры: они устроены таким образом, что температура только поднимается, достигая max или опускаются,

достигая min.

3.Самописцы или термографы.

4.Для измерения температуры на больших высотах запускают радиозонды; температуру разных поверхностей в глобальных масштабах измеряют с самолётов с помощью тепловизоров.

ВЛАЖНОСТЬ.

Определяют так называемую относительную влажность. Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности в г/м3 к максимальному содержанию водяных паров в воздухе при данной температуре, выражаемое в

%. Абсолютная влажность – это давление водяного пара в м3 воздуха.

Для определения влажности используют психрометр – прибор, состоящий из двух одинаковых ртутных термометров, закреплённых в держателе.

Термометры предохраняются от нагревания солнцем трубками защиты. Трубки защиты соединены аспирационной чашкой с воздухопроводной трубкой, на верхнем конце которой укреплена аспирационная головка. Перед работой резервуар правого термометра обернутого в один слой батистом смачивают дистиллированной водой. Сухой термометр показывает температуру

8

окружающего воздуха, показания смоченного термометра будут меньше, т.к. он будет охлаждаться за счёт испарения воды с поверхности мокрого батиста.

Влажность определяют по специальным психрометрическим таблицам, по разнице температур сухого и мокрого термометров. Температуру по показаниям сухого термометра.

Психрометром пользуются в безморозный период времени, а зимой используют волосной гигрометр при температуре ниже 10оС. Он состоит из рамки, обезжиренного человеческого волоса, шкалы с нанесёнными на неё делениями (каждое деление соответствует 1% относительной влажности) и

стрелки, которая указывает изменение влажности, при изменении длины волоса

(при увеличении относительной влажности – волос удлиняется, а при уменьшении – укорачивается).

Для автоматической записи относительной влажности используют гигрограф.

Задание 1.1

Измерение температуры воздуха в помещении

Ход работы:

1. Снять показания термометра на высоте 1,5 м от пола в трёх точках по диагонали: на расстоянии 0,2 м от наружной стены, в центре помещения и на расстоянии 0,25 м от внутреннего угла комнаты. Термометр устанавливается на

15 минут в каждой точке.

2.Вычислить среднюю температуру воздуха в помещении.

3.Определить перепад температур по вертикали, производя измерения на расстоянии 0,25 м от пола и потолка.

4.Вывод.

9

Задание 1.2

Измерение относительной влажности воздуха с помощью

аспирационного психрометра.

Ход работы:

1.Конец влажного термометра, обернутого материей, смочить дистиллированной водой.

2.Завести ключом вентилятор.

3.Через 3 - 4 минуты после начала работы вентилятора на высоте 1,5 м от пола снять показания сухого (t) и влажного (t1) термометров.

4.Расчёт абсолютной влажности по формуле:

(определяется по таблице, прилагаемой к прибору); t – температура сухого термометра, 0С;

t1 – температура влажного термометра,0С;

B – барометрическое давление в момент исследования

5.Рассчитать относительную влажность воздуха по формуле:

Где

R – относительная влажность, %; k – абсолютная влажность, г/м3;

F – максимальная влажность при температуре сухого термометра (по табл.прибора).

6. Вывод.

10

Лабораторная работа 2

АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИСЛОТНОСТИ

АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ

Цель работы: изучение методов отбора атмосферных осадков и определение их кислотности.

Оборудование: мерный цилиндр, индикаторная бумага или pH-метр.

Теоретическая часть.

Содержание загрязняющих примесей в осадках, как правило, невелико и измеряется миллиграммами или даже долями миллиграммов на 1 кг осадков.

При наблюдениях за атмосферными осадками определяется вид осадков,

оценивается их интенсивность, отмечается время выпадения и измеряется количество осадков, выпавших из облаков.

Определение вида, интенсивности, времени появления и исчезновения осадков производится визуально и записывается в книжке наблюдений.

Измерение количества осадков, выпавших из облаков, делается с помощью осадкомеров системы Третьякова или дождемера с конусной защитой. На некоторых метеорологических станциях для автоматической регистрации жидких осадков применяется самопишущий дождемер-

плювиограф.

Осадкомер Третьякова представляет собой ведро (S=200 см2), с

защищёнными краями, препятствующими стеканию осадков по внешней стороне, а также защищающими от ветра (испарения). Осадкомер устанавливается на подставке, чтобы верхние края защиты были на высоте 2 м

от земли. Наблюдения по осадкомеру производятся 2 раза в сутки в 7 и 19

часов. Воду из ведра выливают в измерительный стакан и проводят оценку состава атмосферных осадков. Деление на измерительном стаканчике составляет 0,1 мм. Чтобы измерить слой твёрдых осадков внутренний цилиндр вносят в тёплое помещение, оттаивают и измеряют.

Толщину снегового покрова определяют с помощью снегомерной