MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ

MASARYKOVA UNIVERZITA V BRNĚ PEDAGOGICKÁ FAKULTA Katedra fyziky Meteorologie na základní škole Bakalářská práce Brno 2009 Vedoucí práce: Mgr. Tomáš Miléř Autor práce: Andrea Šťastná

Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval/a samostatně a použila jen prameny uvedené v seznamu literatury. Souhlasím, aby práce byla uložena na Masarykově univerzitě v Brně v knihovně Pedagogické fakulty a zpřístupněna ke studijním účelům. Ve Žďáře nad Sázavou dne 18.dubna 2009 Andrea Šťastná - 2 -

Poděkování Na tomto místě bych ráda poděkovala Mgr. Tomáši Miléřovi za odborné vedení při zpracovávání bakalářské práce, za dobré a podmětné rady, nápady a připomínky, za poskytnutá data svých měření. Ráda bych také poděkovala žákům ZŠ Křídlovická Brno, kteří pod záštitou projektu GLOBE vyhotovili meteorologické přístroje, s nimiž jsem posléze mohla pracovat při tvorbě své bakalářské práce. - 3 -

Obsah ÚVOD... - 5-1. METEOROLOGIE V UČEBNICÍCH PRO ZÁKLADNÍ ŠKOLY... - 6-1.1 UČEBNICE FYZIKY PRO ZÁKLADNÍ ŠKOLU A VÍCELETÁ GYMNÁZIA... - 6-1.1.1 Vlhkost vzduchu... - 7-1.1.2 Vodní pára v ovzduší... - 8-1.1.3 Tlak vzduchu... - 9-1.1.4 Proudění vzduchu... - 10-1.1.5 Teplota vzduchu... - 10-1.1.6 Znečišťování atmosféry... - 10-1.2 UČEBNICE ZEMĚPISU PRO ZÁKLADNÍ ŠKOLU A VÍCELETÁ GYMNÁZIA... - 11-2. METEOROLOGICKÉ PŘÍSTROJE A JEJICH MODELY... - 14-2.1 METEOROLOGICKÁ STANICE... - 14-2.2 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ TEPLOTY VZDUCHU... - 15-2.2.1 Maximo-minimální teploměr... - 15-2.2.2 Termograf... - 15-2.3 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ VLHKOSTI VZDUCHU... - 16-2.3.1 Psychrometr... - 16-2.3.2 Hygrometr... - 16-2.3.3 Hydrograf... - 17-2.3.4 Dětské modely přístrojů k měření vlhkosti vzduchu... - 17-2.4 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ TLAKU VZDUCHU... - 19-2.4.1 Rtuťový tlakoměr... - 19-2.4.2 Aneroid... - 19-2.4.3 Barograf... - 20-2.4.4 Dětské modely přístrojů k měření tlaku vzduchu... - 20-2.5 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ VĚTRNÉ AKTIVITY... - 21-2.5.1 Směr větru... - 21-2.5.2 Anemometr... - 21-2.5.3 Beaufortova stupnice síly větru... - 22-2.5.4 Anemograf... - 22-2.5.5 Dětské modely přístrojů k měření větrné aktivity... - 23-2.6 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ SRÁŽEK... - 24-2.6.1 Srážkoměr... - 24-2.6.2 Dětský model srážkoměru... - 24-2.6.3 Ombrometr... - 24-2.6.4 Ombrograf... - 25-2.6.5 Sněhoměrná tyč... - 25-2.6.6 Sněhoměrná deska... - 25-2.7 PŘÍSTROJE PRO MĚŘENÍ SLUNEČNÍHO SVITU... - 26-3. PROJEKT GLOBE... - 27-3.1 HISTORIE PROGRAMU GLOBE... - 27-3.2 ZAČLENĚNÍ PROGRAMU GLOBE DO VÝUKY... - 27-3.3 ŠKOLY ZAPOJENÉ DO PROJEKTU GLOBE... - 28-3.4 GLOBE GAMES... - 28-3.5 MOJE OSOBNÍ ZKUŠENOST S PROJEKTEM GLOBE... - 29 - ZÁVĚR... - 32 - POUŽITÁ LITERATURA... - 33 - SEZNAM PŘÍLOH... - 35 - PŘÍLOHY... - 36 - - 4 -

Úvod Téma své bakalářské práce jsem si vybrala na základě svého dlouholetého zájmu o tuto problematiku. Byla bych ráda, kdyby se má práce stala stručným přehledem o učivu meteorologie, ale zvláště, aby poskytla inspiraci pro oživení vyučovací hodiny fyziky ve smyslu výroby vlastních meteorologických přístrojů. Každý z nás svojí existencí ovlivňuje klima. Za hlavní příčinu klimatických změn jsou považovány skleníkové plyny, které se do atmosféry dostávají z fosilních paliv. Čím vyšší je intenzita skleníkových plynů, tím více tepla je zadržováno na Zemi. V důsledku zvyšování průměrné teploty na povrchu Země se zvyšuje mořská hladina a zmenšuje se plocha horských i pevninských ledovců, ustupuje sněhová pokrývka a stoupá teplota půdy. Globální změny klimatu se netýkají pouze zvyšování teploty, ale souvisí i s množstvím a formou srážek, se sílou větru. Se změnami globálního klimatu do značné míry souvisí i přírodní katastrofy. Jak plyne z předcházejících řádků, vývoj klimatu ovlivňuje i meteorologické prvky. Proto se zájem o meteorologii v poslední době dosti rozšířil a na základní škole je jí věnována dosti velká pozornost. Svou práci jsem rozčlenila na tři kapitoly. První kapitola pojednává právě o učivu meteorologie na základní škole. V kapitole je obsaženo shrnutí probíraného učiva, výskyt meteorologie i v jiných předmětech než ve fyzice a mezipředmětová vazba. Druhá kapitola pojednává o meteorologických měřících přístrojích. Do této kapitoly jsem zahrnula i možnost výroby vlastních měřících přístrojů a popis funkce námi zhotovených přístrojů. Třetí kapitola pojednává o projektu GLOBE, kterého jsem se sama účastnila na základní škole. GLOBE je dlouhodobý celosvětový program zaměřený na sledování životního prostředí. Jeho cílem je zvýšit povědomí obyvatel celého světa o stavu naší planety a podpořit studenty v prohlubování svých znalostí v oblasti přírodních věd, techniky a ekologie. V rámci projektu provádějí studenti měření a pozorování kvality životního prostředí v oblasti meteorologie, hydrologie, biometrie, fenologie a dálkového průzkumu Země. - 5 -

1. Meteorologie v učebnicích pro základní školy První část své práce bych ráda věnovala zmapování problematiky meteorologie v učebnicích pro základní školy a víceletá gymnázia. Svou pozornost zaměřím především na učebnice fyziky, ale neopomenu i učebnice zeměpisu, kde se tato problematika, nebo její část vyskytuje. V mnoha případech zde dochází k prolínání učiva a jeho dublování. 1.1 Učebnice fyziky pro základní školu a víceletá gymnázia Z učebnic fyziky jsem si vybrala tyto: Fyzika pro X. ročník základních škol (nakladatelství Prometheus), Fyzika pro X. ročník základních škol (Státní pedagogické nakladatelství), Fyzika X pro základní školu a víceletá gymnázia (nakladatelství Prometheus) a Fyziku pro X. ročník základních škol a X víceletých gymnázií (nakladatelství Fraus). Ze zeměpisu a občanské výchovy jsem se zaměřila na učebnice nakladatelství Fraus. Samotné téma meteorologie se začíná objevovat až v učivu pro 7. třídu. Toto téma se však opírá o fakt, že v učivu 6. třídy je obsaženo měření základních fyzikálních veličin, do kterých spadá i teplota, která je jedním ze základních meteorologických prvků. Téma meteorologie se poté vyskytuje v učivu 8. a 9. třídy. A nyní trochu podrobněji o obsaženém učivu. Základní meteorologické prvky jsou tlak vzduchu, teplota vzduchu, vlhkost vzduchu, proudění vzduchu (směr a rychlost větru), sluneční svit, oblačnost, výpar vody na povrchu Země a srážky. Všechny tyto prvky ovlivňují další atmosférické jevy a děje, např. znečištění ovzduší, ozonovou vrstvu, změny klimatu,.... Meteorologické prvky se sledují a současně měří na meteorologických stanicích na povrchu Země a pomocí umělých družic, sond a balonů s meteorologickými přístroji v různých vrstvách atmosféry. Výsledky měření jsou zaznamenávány v meteorologických ústavech, kde jsou zaznamenány do meteorologických map, které nám slouží k předpovědi počasí, což je stav atmosféry v určitém čase a místě. Průměrné hodnoty základních meteorologických prvků určují klima, neboli průměrný ráz podnebí. Atmosféra je vzduchový obal Země. Je složena z dusíku (78 %), kyslíku (21 %) a ze vzácných plynů jako je helium, argon, krypton a xenon (1 %). Mimo to obsahuje atmosféra vodík, oxid uhličitý, vodní páry, radon a freon. Atmosféru rozdělujeme do čtyř vrstev podle průběhu teploty s výškou. Je to troposféra (průměrná výška asi 11 km, - 6 -

její hmotnost odpovídá ¾ hmotnosti celé atmosféry a teplota klesá se vzrůstající výškou), kde mají svůj původ projevy počasí (vítr, oblaky, deště, sníh), stratosféra (dosahuje výšky přibližně 50 km a vzduch je zde velmi řídký, obloha je tmavě fialová až černá, vane zde velmi silný vítr až 300 km/h, teplota s výškou roste, její součástí je i ozonová vrstva), mezosféra (sahá do výšky až 80 km, teplota prudce klesá), termosféra (vzduch je zde řidší než ve stratosféře a teplota zde s výškou roste). Nejvyšší a nejřidší vrstvou atmosféry je exosféra (500 900 km), která plynule přechází do meziplanetárního prostoru. Převládá zde vodík a pozorujeme zde polární záři. Obr. 1: Složení atmosféry 1.1.1 Vlhkost vzduchu Dolní vrstvy ovzduší obsahují vodní páru, která vzniká vypařováním vody z půdy, řek a jiných vodních zdrojů, z povrchu rostlin a živočichů.absolutní vlhkost vzduchu se určuje hmotnostní vodní páry obsažené ve vzduchu o objemu 1 m 3. Pokud je vzduch vodní párou nasycen, má nejvyšší vlhkost. Pokud dojde k ochlazení nasyceného vzduchu vodní párou, část vodní páry se zkapalní. Naopak při zvýšení teploty vzduchu, může vzduch přijmout další vodní páru. Pro lepší orientaci zavádíme relativní rychlost vzduchu, kterou vypočítáme dělením absolutní vlhkosti vzduchu největší absolutní vlhkostí vzduchu za dané teploty. - 7 -

Udává se v procentech. Nejpříznivější relativní vlhkost vzduchu v uzavřené místnosti při pokojové teplotě 20 C je 50 70 %. Relativní vlhkost vzduchu měříme vlhkoměrem. 1.1.2 Vodní pára v ovzduší Při vyšší teplotě má vzduch menší hustotu než při nižší teplotě, proto v gravitačním poli vrstvy studenějšího vzduchu klesají a vytlačují nahoru vrstvy ohřátého vzduchu. Když vzduch vystupuje nahoru, kde je menší tlak, roztáhne se, a proto se i ochladí. Na jeho místo sestupuje shora jiný vzduch, který se naopak stlačí a tím se zahřeje. Toto je důvod, proč je na horách chladněji než v nížinách. Vzduch se tedy při výstupu vzhůru ochlazuje a při sestupu se zahřívá. Když vzduch stoupá, ochlazuje se a vodní pára se sráží v malé kapky vody, které vytváří mraky. Pokud se vzduch rychle roztáhne, vzniká mlha. Množství oblaků nad určitou oblastí a jejich tvary určují oblačnost. Oblaka dělíme podle výšky na nízké (do 2 km), střední (2 7 km) a vysoké (nad 7 km), viz Příloha č. 1. Obr. 2: Typy mraků v závislosti na výšce - 8 -

V noci se za bezvětří a jasné oblohy může vzduch při zemi ochladit tak, že pára obsažená ve vzduchu kapalní na chladných tělesech. Tak vzniká rosa, při teplotách nižších jak 0 C jinovatka. Pokud dojde v oblacích ke spojení malých kapek vody nebo krystalků do větších seskupení, nemohou se již vznášet a padají k zemi ve formě deště, krup nebo sněhu. Množství spadlých srážek se měří srážkoměrem. 1.1.3 Tlak vzduchu Pro meteorologii je důležitý atmosférický tlak, který rychle klesá s výškou. Jeho průměrná hodnota je 1 013 hpa. Na meteorologických stanicích se atmosférický tlak měří plynule a používá se při tom barograf. Tlak vzduchu není na všech místech stejný. Nad některým místem se ho může nahromadit více, takovému místu říkáme tlaková výše (V) neboli anticyklóna. Vzduch klesá svou tíhou dolů a dole se rozbíhá do všech stran. Protože se vzduch při svém sestupu zahřívá, netvoří se zde mraky. Je zde jasno a neprší. Pokud je nad některým místem vzduchu méně než je obvyklé, je zde i menší tlak a říkáme, že se jedná o s tlakovou níži (N) neboli cyklónu. Vzduch v tlakové níži stoupá, ochlazuje se, vodní pára se sráží v kapky a vznikají mraky. Bývá zde zataženo a prší, někdy vznikají i bouřky. Oblast tlakové níže bývá hodně široká. Meteorologové zaznamenávají naměřené údaje do mapy a místa se stejným tlakem spojují čarami, které nazýváme izobary. Počasí a jeho změny tedy závisí na vzniku a pohybu cyklón a anticyklón. Obr. 3: Proudění vzduch v tlakové výši a tlakové níži - 9 -

1.1.4 Proudění vzduchu Pohyb vzduchu vnímáme jako vítr. Vítr je charakterizován rychlostí a směrem. Rozdíl tlaku vzduchu na dvou místech způsobí, že vzduch se pohybuje z místa vyššího tlaku z k místu s nižším tlakem. Vlivem pohybu Země kolem své osy, se směr větru odklání na severní polokouli napravo, na jižní nalevo. Platí, že vítr vane přibližně podle izobar. Můžeme tedy říci, že pokud nám vítr vane do zad (na naší polokouli), máme po pravé ruce vyšší a po levé ruce nižší tlak. Pokud jsou rozdíly tlaku vzduchu veliké, vane tím větší vítr, čím větší je rozdíl hodnot tlaku. Vznik větru je tedy závislí na rozdílu atmosférického tlaku. Pokud vane vítr od severu, přináší ochlazení. Vane-li od oblasti Středozemního moře, od jihu nebo jihozápadu, způsobí zpravidla silné oteplení. 1.1.5 Teplota vzduchu Teplota vzduchu s výškou obvykle klesá. Může ale nastat případ, kdy teplota s výškou roste. Takovou situaci nazýváme teplotní inverze. Teplotní inverze nesouvisí s lidskou činností, je to přirozený jev. Důsledkem inverze je velká koncentrace škodlivin z výfuků a komínů. K inverzním situacím, trvajícím řadu dní, dochází zpravidla v podzimních a zimních měsících. Charakteristická je nízká oblačnost, zahalující nížiny, zatímco v horských oblastech panuje jasné a teplé počasí. Měření teploty vzduchu se provádí pomocí teploměru, který je umístěn v meteorologické budce. O tom ale bude pojednáno podrobněji až později. 1.1.6 Znečišťování atmosféry Příměsi, které se do atmosféry dostávají jako produkty lidské činnosti nebo které jsou z přírodních zdrojů, nazýváme znečištění. Mezi hlavní znečišťující látky patří pevné částice, sloučeniny síry, oxidy uhlíku a sloučeniny dusíku. Pevné částice vznikají spalováním pevných paliv, průmyslovou činností, rozsáhlými požáry nebo sopečnou činností. Sloučeniny síry jsou z větší části tvořeny přírodními zdroji, ale svůj podíl na nich má i průmyslová výrova, především spalování uhlí při výrobě tepla a elektrické energie. Oxid siřičitý z tepelných elektráren a oxidy dusíku ze zplodin automobilů se rozpouštějí v kapkách deště, a tak vzniká kyselý déšť. Kyselé deště ničí zdivo, způsobují úhyn stromů, sladkovodních živočichů a mizení některých druhů rostlin v důsledku překyselení půdy. - 10 -

Oxidy uhlíku vznikají při nedokonalém spalování pevných paliv a z výfukových plynů automobilů. Oxid uhličitý je jeden ze základních skleníkových plynů. Skleníkové plyny mají za úkol bránit průchodu tepelného záření zpět do vesmíru a dávají vznik tzv. skleníkovému efektu. Ten nám zabezpečuje stálou průměrnou teplotu, která je pro život na Zemi nezbytná. V poslední době je však rovnováha mezi dopadajícím tepelným zářením ze Slunce a tepelným zářením vysílaným Zemí narušována. Dochází k nadměrnému oteplování Země. Pokud bude tento proces nekontrolovatelně pokračovat, hrozí nám tání ledovců, stoupání hadin moří a oceánu a rozšiřování pouští. Sloučeniny dusíku vznikají při spalování pevných, ale i kapalných paliv při vysokých teplotách a vyšším tlaku. Všechny tyto škodliviny mají za následek narušování ozonové vrstvy. Ozon vzniká spojením dvouatomového kyslíku s rozštěpeným dvouatomovým kyslíkem. Toto rozštěpení vzniká působením slunečního záření. Energii pro tyto reakce dodává krátkovlnné UV záření, které je tak pohlcováno a nedostává se tak na zemský povrch. Ozon rozdělujeme podle výšky výskytu na přízemní neboli troposférický a na stratosférický ve velkých výškách. Velké množství troposférického ozonu ovlivňuje náš organismus negativně, neboť na nás působí jako jedovatá a škodlivá látka. Stratosférický ozon tvoří již zmiňovanou ozonovou vrstvu, která brání průchodu ultrafialového záření. 1.2 Učebnice zeměpisu pro základní školu a víceletá gymnázia V učebnicích zeměpisu se opět vyskytuje téma atmosféry. Je zde pojednáno o předpovědi počasí, o záznamech do meteorologických map. V 9. ročníku je poměrně rozsáhlá kapitola Globální změny klimatu. Tato kapitola pojednává o následcích lidského faktoru na změny klimatu. Za hlavní příčinu klimatických změn je považováno uvolňování stále většího množství skleníkových plynů. Čím vyšší je intenzita skleníkových plynů, tím více tepla je zadržováno na Zemi. V důsledku zvyšování průměrné teploty na povrchu Země se zvyšuje mořská hladina a zmenšuje se plocha horských i pevninských ledovců, ustupuje sněhová pokrývka a stoupá teplota půdy. Vývoj podnebí na Zemi se těžko odhaduje. Předpokládá se však, že se teplota při zemském povrchu zvýší (do roku 2100 o 1 až 3,5 C). Toto zvýšení teploty nebude na všech místech Země stejné, na některých místech může teplota klesnout. Pokles teploty - 11 -

bude pravděpodobně způsoben změnami mořského proudění. Nárůst teploty se předpokládá především na Arktidě, naopak pokles ve Velké Británii a ve střední Evropě. Dále se také předpokládá zvýšení množství srážek a častější výskyt silných dešťů, dlouhých období sucha a nárůst počtu i síly tropických bouří. Pokud by se tyto předpovědi vyplnily, pokračovalo by tání ledovců a hladina světového oceánu by se mohla zvýšit až o 95 cm, zároveň by došlo ke zvětšení rozlohy pouští a k posunu vegetačních pásem. Globální změny klimatu se netýkají pouze zvyšování teploty, ale souvisí i s množstvím a formou srážek, se sílou větru. Jde o celosvětový problém, kterého si je lidstvo do značné míry vědomo. V roce 1998 byl přijat tzv. Kjótský protokol, který ukládá jednotlivým státům snížit emise skleníkových plynů. Zvyšování emisí skleníkových plynů má za následek narušování ozónové vrstvy. Ozónová vrstva je nejvíce narušena nad Antarktidou, mluvíme zde o tzv. ozónové díře. Problémy s úbytkem ozónové vrstvy řeší také Austrálie, Jižní Amerika a Arktida. Střední Evropa se s úbytkem ozónové vrstvy potýká především v jarních měsících. Množství ozónu se vyjadřuje v tzv. Dobsonových jednotkách [DU]. Tato jednotka vyjadřuje redukovanou výšku ozónu a můžeme si ji představit tak, že všechny molekuly ozónu umístíme do jedné souvislé vrstvy. Světový průměr je 350 DU, tj. 3,5 mm. Jak vidíme je tato vrstva dosti tenká, ale i pro svou malou tloušťku je pro nás i ostatní organismy velmi důležitá. Se změnami globálního klimatu do značné míry souvisí i přírodní katastrofy. Já tu zmíním pouze ty, které souvisí s meteorologií. Mezi nejznámější přírodní katastrofy patří povodně. Ty vznikají, když korytem vodního toku protéká více vody, než kolik je koryto schopné pojmout. V takovém případě voda zaplavuje území podél vodního toku, kterému říkáme niva. Povodně můžeme rozdělit na jarní, které vznikají rychlým táním nahromaděného sněhu a na letní, jejichž příčinou jsou několikadenní vydatné srážky. Většina z nás má v živé paměti povodně z let 1997, 2002 (letní povodně)a 2006 (jarní povodně), které zasáhly území České republiky. Protikladem povodní jsou dlouhodobá sucha. Dlouhodobá sucha sužují v posledních desetiletích obyvatele Sahelu. Sucha jsou spojena s neúrodou, ale i se zvýšeným rizikem vzniku požárů. V Evropě se lesní požáry vyskytují ve Španělsku, Portugalsku a Řecku. Loni s rozsáhlými požáry bojovali i v Chorvatsku. S množstvím srážek souvisí i sněhové laviny, které mívají následky na mnoha lidských životech. - 12 -

Velké problémy způsobuje i silný vítr. Tropické bouře bývají doprovázeny vydatnými srážkami. Vznikají nad oceánem a největší škody způsobují při pobřeží. Jejich název se liší s místem výskytu. Hurikán neboli uragán okolo Severní Ameriky, cyklony v Indickém oceánu a tajfuny v jihovýchodní Asii. V roce 2005 zasáhl hurikán Katrina jihozápad USA (New Orleans). Způsobil zde velké materiální škody v celkové výšce 100 miliard dolarů a vyžádal si 1300 obětí na životech. Tornáda jsou svým rozsahem menší než tropické bouře, ale dosahují vyšších rychlostí větru (až 500 km). Jejich typickým tvarem trychtýř. Ničivé větry občas zasáhnou i území mírných zeměpisných šířek. Pokud jejich rychlost přesáhne 118 km/h, mluvíme o nich, jako o orkánech. V lednu 2007 zasáhl střední Evropu orkán Kyrill, který i na území České republiky způsobil nemalé škody. Obr. 4: Hurikán Katrina - 13 -

2. Meteorologické přístroje a jejich modely V této kapitole se budu zabývat přístroji, které jsou používány při měření meteorologických prvků a jejich funkcí. Některé meteorologické přístroje lze snadno vyrobit, což by mohlo být námětem pro některé laboratorní práce. Vlastní výroba přístrojů by poté sloužila k zopakování a utvrzení znalostí, ale poskytla by i zpestření vyučovací hodiny. Meteorologická stanice Pro vybudování meteorologické stanice je velmi důležité zvolit vhodné místo. Nejvhodnější je zatravněné místo, v jehož okruhu 10 metrů je volné prostranství. Toto místo by mělo být pravidelně udržováno. Dalším faktorem, ovlivňujícím vlastní měření, je volba měřících přístrojů a jejich rozmístění na pozorovacím místě a stanovení termínu (času) měření. Časy odečtu by měli být stejné nebo velmi málo odlišné, aby případné výchylky neovlivňovaly kvalitu získaných dat. Významnou součástí meteorologické stanice je meteorologická budka. Budka je vyrobena ze dřeva a je natřena na bílo. Má žaluziové stěny, které podporují cirkulaci vzduchu ale brání vniku srážek. Dvířka budky směřují na sever. Důležité je i umístění dna budky nad zemí. Tato vzdálenost se volí 1,5 ± 0,3 metru nad zemí, případně 0,6 metru nad průměrnou výškou sněhové přikrývky, pokud je pokrývky vyšší. Do meteorologické budky umisťujeme přístroje pro měření teploty vzduchu (maximominimální teploměr) a vlhkosti vzduchu (vlhkoměr, psychrometr - relativní vlhkosti vzduchu). Nikdy sem ale neumisťujeme přístroje pro měření tlaku vzduchu. Obr. 5: Meteorologická budka - 14 -

Přístroje pro měření teploty vzduchu Maximo-minimální teploměr K měření teploty vzduchu na ZŠ většinou používáme maximo-minimální teploměr. Tento teploměr nám umožňuje, jak už z názvu plyne, měřit maximální a minimální teplotu, ale i teplotu okamžitou. Jak již bylo zmíněno, je třeba teploměr umístit do meteorologické budky. Teploměr tedy slouží k odečítání tří typů teplot. Okamžitá teplota je teplota, kterou v daném čase odečteme na teploměru. Maximální teplota je nejvyšší hodnota teploty, která se nachází na maximálním sloupci teploměru od posledního měření a nastavení. Minimální teplota je nejnižší hodnota teploty, která se nachází na minimálním sloupci teploměru od posledního měření a nastavení. Maximo-minimální teploměr tvoří trubice ve tvaru U, kde je každé rameno opatřeno vlastní stupnicí. Trubice je naplněna rtutí a kreosotem. Na vrcholcích rtuťových sloupců jsou tzv. indexy, které slouží k měření maximální a minimální teploty. Pokud teplota roste, pravý sloupec rtuti vytlačuje maximální index vzhůru. Při poklesu teploty, klesá pravý sloupec rtuti, ale index zůstává na svém původním místě a spodním okrajem ukazuje maximální teplotu, které bylo dosaženo. Pravý sloupec rtuti se stále zmenšuje a levý naopak roste a stoupá i minimální index, který svým spodním okrajem ukazuje minimální teplotu, které bylo dosaženo. Pro správné měření je třeba teploměr po odečtení maximální a minimální teploty vynulovat, tzn. stáhnout indexy na aktuální (okamžitou) teplotu. Toto vynulování se provádí magnetem nebo tlačítkem umístěným uprostřed přístroje. Termograf K souvislému zaznamenávání aktuální teploty vzduchu slouží tzv. termograf. Je složen z bimetalového plíšku, který při změně teploty mění své zakřivení a soustavou pák se tato změna přenáší na otočný buben, kde se zaznamenává. Buben se otočí jednou za týden. - 15 -

Obr. 6: Maximo-minimální teploměr Přístroje pro měření vlhkosti vzduchu Pro meteorologická měření vlhkosti vzduchu užíváme dvě metody. Psychrometr První je psychrometrická metoda. Vlhkost se zde určuje pomocí rozdílu teplot na dvou stejných teploměrech, vlhkém a suchém. Vlhký teploměr je obalen jemnou bavlněnou látkou, kterou neustále vzlíná voda. Na vlhkém obalu se tedy odpařuje voda. Teplo, které je k odpaření vody potřebné je odebíráno teploměrné látce teploměru, takže tento teploměr ukazuje nižší teplotu než suchý. Rozdíl teplot je tzv. psychrometrický rozdíl a je tím větší, čím sušší je vzduch kolem. Vlhkost se pak určuje z psychrometrických tabulek. Psychrometr ovšem selhává při přechodu vlhkého teploměru přes bod mrazu, proto při teplotách nižších než - 10 C je tato metoda nepoužitelná. Hygrometr Druhá metoda je měření vlhkosti vzduchu vlasovým vlhkoměrem, tzv. hygrometrem. Vlasový vlhkoměr je založen na schopnosti vlasu nebo koňské žíně pohlcovat ze vzduchu vodní páru a tím se prodlužovat. Určité množství vlasů je ve svazku zavěšeno na pružině, která se opírá o nařizovací šroubek. Na svorce dolního - 16 -

konce vlasů je zavěšeno krátké ramínko, které svou vahou vlas napíná. Změna délky vlasu se potom převádí na stupnici ukazující relativní vlhkost vzduchu. Obr. 7: Psychrometr Obr. 8: Hygrometr Hydrograf Pro souvislý záznam relativní vlhkosti vzduchu se používá hydrograf. Existují dva typy vlasový a blánový. Blánový hydrograf je založen na roztažnosti zvířecí blány, která je v podobě kolečka upnuta v kovovém kroužku. Uprostřed blány je ukotveno táhlo převodového mechanismu, který je zatížen závažím, což způsobuje napínání blány. U tohoto typu hydrografu musíme dát pozor při relativní vlhkosti menší než 20%, aby se nám blána nevysušila a neroztrhla. Dětské modely přístrojů k měření vlhkosti vzduchu Vlhkoměru na Obr. 9 pracuje na principu vlasového vlhkoměru. Vlas je zde pevně připevněn k držáku (krabice od mléka) na jedné straně a na druhé k ručičce, která na základě deformace vlasu ukazuje vlhkost vzduchu. Na Obr. 10 je znázorněn Ohýbací vlhkoměr, jehož hlavní částí je fotografická papír. Při věší vlhkosti se fotografický papír začne kroutit a na stupnici nám ukazuje vlhkost vzduchu. I z obyčejné šišky se dá vyrobit vlhkoměr, obr. 11. S rostoucí vlhkostí se šiška více rozevírá a připevněná ručička nám na stupnici okazuje hodnotu vlhkosti. - 17 -

Obr. 12 znázorňuje vlhkoměrné rovnoramenné váhy. Na levém rameni je zavěšena surová vlna, které je na pravém rameni vyvažována závažím. Vlna vstřebává vlhkost, převažuje závaží a ručička vychýlena. Na stupnici opět zjistíme námi naměřenou hodnotu vlhkosti. Obr. 9: Model vlasového vlhkoměru Obr. 10: Ohýbací vlhkoměr Obr. 11: Šiškový vlhkoměr Obr. 12: Vlhkoměrné rovnoramenné váhy - 18 -

Přístroje pro měření tlaku vzduchu K měření tlaku vzduchu slouží tlakoměry, tzv. barometry. Tlak vzduchu ovlivňuje počasí. Při vyšším tlaku bývá obvykle jasno, při nižším tlaku lze očekávat deštivé počasí. Tlakoměry dělíme na dva druhy: rtuťový a krabičkový (tzv. aneroid). Rtuťový tlakoměr Rtuťový tlakoměr pracuje na principu Torriceliho pokusu z roku 1643. Skládá se z trubice naplněné rtutí, která je na jedné straně zatavená. Z druhé strany na trubici působí atmosférický tlak. Tíha vzduchového sloupce v místě měření vytlačí rtuťový sloupec do trubice a podle výšky rtuti pod zataveným koncem určíme velikost atmosférického tlaku (čím výš rtuť vystoupí, tím větší je tlak). Aneroid Aneroid vynalezl v roce 1843 Lucien Vidie. Měří atmosférický tlak na základě prohýbání pružného víčka kovové krabičky, z níž je vyčerpán vzduch. Aby tlak vnějšího vzduchu krabičku nezmáčkl, je zde umístěno péro, které je spojeno s horním koncem krabičky. Velikost deformace se přenáší na ručičku, která ukazuje velikost tlaku na stupnici. Při užití nedosahujeme tak přesných hodnot jako při užití rtuťového tlakoměru. Obr. 13: Rtuťový tlakoměr Obr. 14: Aneroid - 19 -

Barograf K souvislému záznamu průběhu tlaku vzduchu s časem slouží barograf. Nejrozšířenější druh barografu je založen na podobné konstrukci jako aneroid, ale pro větší přesnost jsou zde použity sady vzduchoprázdných krabiček. Pohyby víček krabiček, ke kterým dochází díky změnám tlaku se přenášejí na rameno s registračním perem. Pero barografu píše na papírový pásek, navinutý na válci, který je poháněn hodinovým strojem. Denní nebo týdenní záznam barografu se nazývá barogram. Dětské modely přístrojů k měření tlaku vzduchu Na Obr. 15 je znázorněn tlakoměr, který pracuje na principu Torriceliho pokusu s rozdílem, že nepracujeme s rtutí, ale s obarvenou vodou. Skrz víčko zavařovací sklenice prochází skleněná trubička. Do víčka ještě vyvrtáme malou dírku, abychom podpořili průchod atmosférického tlaku na vodní hladinu uvnitř sklenice. Při zvyšování tlaku bude na vodní hladinu působit větší síla, která vtlačí do trubice více vody. Hladina vody v trubice se tedy zvýší, pokud se zvýší tlak. Obr. 16 znázorňuje barometr, jehož hlavní částí je gumová blána, na kterou je připevněn ukazatel. Pokud roste tlak, je gumová blanka tlačena dolů (tlak uvnitř sklenice je menší než tlak okolního prostředí) a ukazatel se zvedá. Bližší popis konstrukce a vlastní užití je obsaženo v Příloze č. 4: Pracovní list pro žáky 7. třídy ZŠ barometr. Obr. 15: Model rtuťového tlakoměru Obr. 16: Model barometru - 20 -

Přístroje pro měření větrné aktivity Vítr je pohybující se vzduch, který je charakterizován směrem a silou neboli rychlostí. Směr větru Směr větru označujeme tou světovou stranou, odkud vítr vane. Určíme ho pomocí větrné korouhve, která musí být seřízená podle světových stran a musí být citlivá i na vítr o malé intenzitě. Větrnou korouhev umisťuje alespoň do výšky 3 metry nad volným terénem. Anemometr Rychlost větru určujeme pomocí anemometru. Anemometr je složen z Robinsonova miskového kříže umístěného na hřídeli. Jeho otáčení se převádí na počítací zařízení nebo na zapisující mechanismus. Anemometr udává rychlost větru přímo ve stanovených jednotkách. Obr. 17: Větrná korouhev a anemometr - 21 -

Beaufortova stupnice síly větru Síla větru je přibližné stanovení rychlosti větru pomocí Beaufortovy stupnice. Stupeň Označení Rozpoznávací znaky Rychlost v m/s Rychlost v km/h 0 Bezvětří Kouř stoupá svisle vzhůru 0,0 0,2 méně než 1 1 Vánek 2 Slabý vítr 3 Mírný vítr 4 Dosti čerstvý vítr 5 Čerstvý vítr 6 Silný vítr 7 Prudký vítr 8 Bouřlivý vítr Směr větru je rozpoznatelný podle kouře, vítr nepohybuje větrnou korouhví Vítr je cítit na tváři, listy stromů šelestí, větrná korouhev se začíná pohybovat Listy stromů a větvičky jsou v trvalém pohybu, vítr napíná praporky Vítr zvedá prach a kousky papíru, pohybuje menšími větvemi Listnaté keře se začínají hýbat, na stojatých vodách se tvoří menší vlny se zpěněnými hřebeny Vítr pohybuje silnějšími větvemi, telegrafní dráty sviští, používání deštníků se stává nesnadným Vítr pohybuje celými stromy, chůze proti větru je obtížná Vítr ulamuje větve, chůze proti větru je téměř nemožná 9 Vichřice Vítr působí menší škody na stavbách 10 11 Silná vichřice Mohutná vichřice Vyskytuje se na pevnině zřídka. Vyvrací stromy, působí větší škody na stavbách Vyskytuje se velmi zřídka. Rozsáhle pustoší na lesích a stavbách 12 Orkán Maximální ničivé účinky 0,3 1,5 1 5 1,6 3,3 6 11 3,4 5,4 12 19 5,5 7,9 20 28 8,0 10,7 29 38 10,8 13,8 13,9 17,1 17,2 20,7 20,8 24,4 24,5 28,4 28,5 32,6 více než 32,7 39 49 50 61 62 74 75 88 89 102 103 117 více než 118 Anemograf Anemograf je přístroj, který slouží k průběžnému zaznamenávání rychlosti i směru větru. Je to anemometr doplněný o mechanické zapisovací zařízení, které je poháněno hodinovým strojem. - 22 -

Dětské modely přístrojů k měření větrné aktivity Na Obr. 18 je vyobrazena větrná korouhev. Na její výrobu potřebujeme obyčejnou tužku s gumou nahoře, brčko, špendlík a nějaký stojan (postačí i plastová láhev). Na Obr. 19 je zachycen anemometr. Anemometr je vyroben z dřevěného kříže, na jehož ramenech jsou umístěny kelímky. Jako stojan opět poslouží plastová láhev. Jako anemometr se dá použít i obyčejný větrník. Obr. 18: Větrná korouhev Obr. 19: Anemometr - 23 -

Přístroje pro měření srážek Pojmem srážky označujeme veškerou vodu, která dopadla z oblaků na zemský povrch v kapalném nebo tuhém skupenství. Srážkoměr K měření množství kapalných srážek používáme srážkoměr. Srážkoměr je většinou průhledný válec s rovným dnem. Srážkoměr patří k nejstarším a nejjednodušším meteorologickým přístrojům. Obr. 20: Srážkoměr Obr. 21: Model srážkoměru Dětský model srážkoměru Dětský model srážkoměru je vyroben z plastikové lahve, jejíž hrdlo jsme odřízli a připevnili jako trychtýř do zbytku lahve. Jako stupnice je zde použito pravítko, takže množství spadlých srážek získáváme rovnou v milimetrech. Ombrometr Ombrometr je srážkoměr, který se užívá pro staniční účely. Je složen ze dvou částí. Hlavní část je válcovitá nádoba z nerezového plechu. Druhou částí je trychtýř neboli hlava o stejném průměru jako válcovitá nádoba. Pro odečtení množství srážek se používá odměrný válec, který nám udá množství již v milimetrech. - 24 -

Ombrograf Ombrograf je přístroj k průběžnému zaznamenávání spadlých srážek. Dešťová voda stéká do svislé válcovité nádoby, ve které zvedá plovák. S plovákem je spojeno péro, které zaznamenává průběh množství spadlých srážek v milimetrech v závislosti na čase. Celým mechanismus je otáčen hodinovým strojem. Jedno otočení trvá týden. Sněhoměrná tyč Jak již z názvu plyne, nyní se budeme zabývat tuhými srážkami. Sněhoměrná tyč slouží k měření výšky sněhové pokrývky. Tyč je natřena na bílo, aby se zabránilo tání sněhu v její blízkosti. Obsahuje stupnici, nulová výška je totožná se zemským povrchem. Tyč musí být do země ukotvena kolmo. Obr. 22: Sněhoměrná tyč Sněhoměrná deska Sněhoměrná deska nám umožňuje měřit novou sněhovou pokrývku. Deska může být z jakéhokoliv materiálu, ale nesmí být příliš lehká, aby ji odvál a ani nesmí být příliš těžká, aby se nepropadala do sněhu. Desku položíme na povrch sněhu a mírně ji zatlačíme, aby jsme ji zarovnali se sněhovou přikrývkou. Dobré je si desku označit, abychom je bez problémů našli. Výšku nové sněhové přikrývky změříme pomocí délkového měřidla, které zasuneme do sněhu kolmo a tak hluboko, než nerazíme na desku. - 25 -

Přístroje pro měření slunečního svitu Měření slunečního svitu provádíme pomocí slunoměru neboli heliografu. Heliograf je složen ze skleněné koule, která má funkci spojky o velké optické mohutnosti. V ohniskové vzdálenosti je umístěn registrační papír, do kterého je vypalována spojkou dráha Slunce. Intenzita zčernání papírku je ovlivněna počasím. Pokud bylo jasno, je zčernání velké, pokud bylo zataženo, je zčernání téměř nulové. Obr. 23: Heliograf - 26 -

3. Projekt GLOBE Tuto kapitolu bych ráda věnovala projektu GLOBE, protože jsem se s tímto projektem na základní škole setkala a aktivně se ho účastnila. GLOBE (Global learning and Observations to Benefit the Environment) je dlouhodobý celosvětový program zaměřený na sledování životního prostředí. Jeho cílem je zvýšit povědomí obyvatel celého světa o stavu naší planety a podpořit studenty v prohlubování svých znalostí v oblasti přírodních věd, techniky a ekologie. Historie programu GLOBE Myšlenku mezinárodního programu GLOBE vyhlásil tehdejší viceprezident USA Al Gore v roce 1994. Program byl slavnostně zahájen u příležitosti 25. výročí Dne Země v roce 1995. K účasti v programu se přihlásilo 112 zemí z celého světa, 7 z nich podepsalo v roce 1995 mezivládní dohodu a začalo pracovat. Jednou z těchto zemí byla i Česká Republika. V České republice je program GLOBE garantován Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ve spolupráci s Ministerstvem životního prostředí. Národním koordinátorem programu bylo jmenováno Sdružení TEREZA. Od počátku programu patří Česká republika mezi 5 nejlepších zemí v počtu odeslaných dat. Z 59 špičkových GLOBE škol na světě je vyhodnoceno 8 českých škol. 12 českých škol se účastní výzkumu ve spolupráci s vědci NASA. Jde o testování přístroje pro měření přízemního ozonu. Pro toto testování byla ČR vybrána díky své dlouholeté činnosti v oblasti meteorologie. ČR získala 12 prestižních ocenění GLOBE Stars. Toto ocenění získají školy nebo organizace, které uskuteční něco významného v rámci programu GLOBE. V rámci projektu provádějí studenti měření a pozorování kvality životního prostředí v oblasti meteorologie, hydrologie, biometrie, fenologie a dálkového průzkumu Země. Začlenění programu GLOBE do výuky Program GLOBE nabízí realizaci mezipředmětových vztahů především v oblasti přírodovědných předmětů, ale lze ho zařadit i do občanské či rodinné výchovy. - 27 -

V rámci GLOBE provádějí studenti měření a pozorování kvality životního prostředí. Získané výsledky odesílají prostřednictvím internetu do centra NASA. Data získaná studenty jsou využívána vědci při globálním výzkumu planety Země. Program GLOBE a určen především pro základní a střední školy, ale účastnit se mohou zájmové kroužky nebo i vysoké školy. Protože hodnota výsledků měření narůstá s délkou jejich zaznamenávání, požaduje se minimálně tříletá účast v projektu. Školy zapojené do projektu GLOBE V ČR se do programu GLOBE každoročně zapojuje kolem 90 škol. V roce 2007 jich bylo 103, viz Příloha č. 5. Počet škol, zapojených do tohoto programu, se zvyšuje, protože ekologie stává velmi oblíbeným a módním oborem. Obr. 24: Mapa zapojených škol v projektu GLOBE v roce 2007 GLOBE Games GLOBE Games je setkání týmů zapojených do projektu GLOBE. Cílem těchto her je prověřit znalosti žáků a studentů z oblasti ekologie, navázat kontakty s ostatními týmy, ale především rozšířit své znalosti a dovednosti v tématech souvisejících s ekologií. Letos oslaví GLOBE Games již 12. narozeniny (pokud budeme počítat předpremiéru, tak již 13.). - 28 -

Rok konání Místo konání 1997 Předpremiéra Praha, Prokopské údolí (100 studentů z 15 GLOBE škol) 1998 Valašské Meziříčí (130 studentů a 20 učitelů z 18 GLOBE škol) 1999 Telč (160 studentů a 30 učitelů z 20 GLOBE škol) 2000 Humpolec (280 studentů a 46 učitelů ze 33 GLOBE škol z ČR, 36 studentů a 18 učitelů ze 4 norských škol) 2001 Kadaň (250 studentů a 45 učitelů ze 33 GLOBE škol z ČR, návštěva z NASA Dr. Irene Ladd specialista na přízemní ozon) Dačice (250 studentů a 40 učitelů 30 GLOBE škol z České republiky, 6 studentů a 2 učitelé z GLOBE gymnázia v Polsku, návštěva z NASA - Dr. 2002 Irene Ladd - specialista na přízemní ozon, návštěva z University New Hampshire - Prof. Barry Rock - jeden ze zakladatelů GLOBE Programu, návštěva členky vědecké rady GLOBE - Dr. Jany Albrechtové z Přírodovědecké fakulty UK, návštěva Ing. Marty Kubové z MŽP ČR) 2003 Karviná 2004 Brumov-Bylnice 2005 Česká Třebová (první evropské GLOBE Games) 2006 Bánov u Uherského Brodu 2007 Škluknov 2008 Bystřice nad Pernštejnem Moje osobní zkušenost s projektem GLOBE Projektu Globe jsem se aktivně věnovala v letech 2000 2002 jako členka ekologického kroužku pod záštitou 1. Základní školy ve Žďáře nad Sázavou. Věnovali jsme se meteorologii a hydrologii. Každý den jsme měřili data pro meteorologii a jednou za týden jsme se věnovali hydrologii. Náš tým se skládal ze 7 lidí a já byla jeho kapitánkou. V roce 2001 odešel ze školy pan učitel, který se s námi projektu GLOBE věnoval a s tím skončilo naše další rozvíjení a příprava na následují GLOBE Games. Projekt jsme dokázali na škole udržet ještě během 9. třídy, ale s naším odchodem ze ZŠ byl ukončen. Náš tým Sovy se účastnil 4. GLOBE Games (Kadaň 4. 6. 5. 2001) Náš pokřik tehdy zněl: Kyselý déšť na nás padá, nastavíme mu však záda. Zeměkouli ochráníme, lidské škody napravíme. Usilovná pomoc naše zbaví Zemi rýmy, kašle! V celkovém hodnocení jsme obsadili 27. místo, což pro nás bylo celkem dobré umístění, jelikož jsme patřili mezi nováčky. Program GLOBE Games byl rozdělen na tři dny. První den probíhalo představení jednotlivých týmů. Druhý se uskutečnilo den slavnostní zahájení GLOBE - 29 -

Games spojené s tradičním pochodem účastníků s obří zeměkoulí a soutěžní část, která se odehrávala na deseti stanovištích rozmístěných v areálu naučné stezky vrchu Úhošť. Večer pak probíhaly nejrůznější společenské hry. Třetí den byl věnován slavnostnímu vyhlášení výsledků a ukončení GLOBE Games. Obr. 25: Koulení obří zeměkoule GLOBE Games, Kadaň 2001 Stanoviště soutěžní části: 1. stanoviště Meteorologie budka : Zde bylo naším úkolem zjistit pomocí maximo-minimálního teploměru okamžitou, maximální a minimální teplotu. Na tomto stanovišti jsme se také seznámili s metodou měření přízemního ozónu používanou v Programu GLOBE, pod vedením Dr. Irene Ladd z NASA. 2. stanoviště Meteorologie mraky : Naším úkolem bylo přiřadit jednotlivým mrakům na fotografiích správný název a umístit je do příslušející výšky. Dílčím úkolem bylo určení pranostik podle konkrétních dnů. 3. stanoviště Hydrologie : Na tomto stanovišti se měřila teplota vody pomocí hydrologického teploměru, ph vody pomocí kapesního ph metru či ph papírku, průhlednost vody pomocí trubice či Secchi disku. Zkoumali jsme i drobné vodní živočichy, jejichž výskyt nás informoval o čistotě vody. 4. stanoviště ph hra : - 30 -

Úkol zněl jasně: Najděte co nejširší škálu roztoků podle jejich ph. Nejdříve jsme museli nalézt roztok s ph 5,0, pak jsme mohli naši řadu rozšiřovat o další roztoky s krokem 0,5 ph na obě strany. 5. stanoviště Děti z GLOBE států : Tehdy bylo v programu GLOBE zapojeno 96 států, z nichž bylo pro tento úkol vybráno pouze 10. Na těchto 10 zemí byl vypracován popis života tamějších dětí a naším úkolem bylo přiřadit název státu. Úkol jsme měli ztížený tím, že dorozumívacím jazykem zde byla angličtina. 6. stanoviště Botanika : Zde bylo úkolem určit rodové i druhové jméno stromů, keřů a bylin. K usnadnění práce jsme ovšem měli botanické klíče a atlasy. Dílčím úkolem zde bylo rozpoznat kousek dřeva a přiřadit správný název stromu, ze kterého dřevo pochází. 7. stanoviště Elektrárny : Naším úkolem bylo na slepou mapu vyznačit naše nejdůležitější elektrárny. Dílčím úkolem zde byl odhad vzdálenosti zdejších elektráren Pruméřov a Tušimice. 8. stanoviště Místo dalekého rozhledu : Na tomto stanovišti bylo třeba nejprve zaměřit azimut významných bodů v terénu, které určila směrová růžice. Následně pomocí mapy zjistit názvy těchto významných bodů. 9. stanoviště MUC Modified UNESCO Classification Scheme : Byl nám zadán kód MUC, po najití názvu typu pokryvu zemského povrchu jsme měli tento povrch vymodelovat. Pro lepší představivost jsme měli vymodelovat např. listnatý opadavý les nebo subtropický vlhký prales. 10. stanoviště Meteorologický test : Pomocí tohoto testu jsme si mohli ověřit naše znalosti z meteorologie. Na projekt GLOBE a GLOBE Games ráda vzpomínám. Naučila jsem se něco nového a získala větší přehled v oblasti ekologie. K projektu bych se někdy ráda aktivně vrátila. - 31 -

Závěr Pro svou bakalářskou práci jsem si dala dva cíle. Prvním bylo shrnout učivo meteorologie probírané v učivu základní školy. Myslím si, že tuto část jsem obsáhla dosti podrobně a i přehledně, takže jako shrnutí poznatků může obstojně posloužit. Mým druhým cílem bylo poskytnout přehled meteorologických měřících přístrojů a jejich začlenění do hodin fyziky na základní škole. Tomuto cíli jsem věnovala druhou kapitolu, ve které jsou obsaženy meteorologické přístroje, které lze zakoupit, nebo jejich modely, které si žáci mohou vyrobit sami. Když si vzpomenu na naše hodiny fyziky na základní škole byla to většinou samá teorie. Pokusy přišli až s učivem elektřiny. Pokud by se do hodiny (např. v rámci laboratorní práce) dostala výroba meteorologických přístrojů, hodina by se stala pro žáky zajímavější a jistě by i lépe pochopili funkci některých přístrojů. Pro lepší představu jsem připravila pracovní list pro výrobu a měření barometru, viz Příloha č.4. Abychom jako učitelé mohli ověřit, jak žáci porozuměli měřícím přístrojům, připravila jsem stručný test, viz Příloha č. 6. Práce je obohacena i o další přílohy, ve kterých nalezneme typy oblaků (Příloha č. 1), jejich grafické znázornění (Příloha č. 2) a popis (Příloha č. 3). V další příloze se nachází seznam škol zapojených do programu GLOBE v roce 2007, viz Příloha č. 5. - 32 -

Použitá literatura RAUNER, K. a kol.: Fyzika 6: učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2004. 120 s. ISBN 80-7238-210-1 RAUNER, K. a kol.: Fyzika 7: učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2005. 136 s. ISBN 80-7238431-7 KOLÁŘOVÁ, R.: Fyzika pro 8. ročník základní školy. Praha: Prometheus, 1999. 223 s. ISBN: 8071961493 MACHÁČEK, M.: Fyzika 8: pro ZŠ a víceletá gymnázia. Praha: Prometheus, 2001. 159 s. ISBN: 8071962201 JÁCHYM, F. a kol.: Fyzika pro 9. ročník základní školy. Praha: SPN, 2000. 160 s. ISBN: 8072351303 ČERVENÝ, P.: Zeměpis 6: pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2003. 124 s. ISBN: 8072382098 MARADA, M.: Zeměpis 9: pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Fraus, 2008. 128 s. ISBN: 9788072385904 VOTÁPKOVÁ, Dana, LÍPA, Karel. Meteorologie. Pracovní listy. Praha: TEREZA, sdružení pro ekologickou výchovu, 1996. 16 s. Internetové zdroje http://amper.ped.muni.cz/~miler/indi/docs/meteo/met_stanapristr.pdf http://globe.terezanet.cz http://cs.wikipedia.org/wiki/teplotn%c3%ad_inverze http://www.globe.gov/fsl/pdf/globe_priloha_kroniky.pdf http://www.mujweb.cz/www/cmelda/ - globe - 33 -

http://www.meteocentrum.cz/encyklopedie/index.php http://www.rvp.cz/soubor/00344.pdf Zdroje obrázků Obr. 1: http://astronomia.zcu.cz/planety/obr/zeme/atmosfera02.jpg Obr. 2: http://artemis.osu.cz/gemet/meteo2/obl_5.htm Obr. 3: http://www.kstst.sk/pages/vht/meteo/imgobl/vys.gif http://www.kstst.sk/pages/vht/meteo/tlutvar.htm Obr. 4: http://apod.gsfc.nasa.gov/apod/image/0508/katrina_goes12.jpg Obr. 5: http://www.malesov.kh.cz/?l=j1&r=11&kalod=&kaldo=&e=&typzob=2&z=112&idpar ent=1&idpoloz=10&raz=&s=0&cti=1 Obr. 6: http://www.laboratorni-potreby.cz/iqis/graphics/prods/prod_1649_xl.jpg Obr. 7: http://www.mount.cad.pl/meteo/inne/wilgotnosc/psychrometr1.jpg Obr. 8: http://im.encyklopedie.seznam.cz/wiki_cz//image/12/17312-200px-haarhygrometer.jpg Obr. 13: https://ssl.aukro.cz/item596075752_velmi_stary_rtutovy_barometr_95cm_vysoky.html #gallery Obr. 14: http://www.trintec.com/images/solaris/sol-04-aneroid-barometer-850.jpg Obr. 17: http://www.malesov.kh.cz/?l=j1&r=11&kalod=&kaldo=&e=&typzob=2&z=112&idpar ent=1&idpoloz=10&raz=&s=0&cti=1 Obr. 18: http://amper.ped.muni.cz/~miler/indi/docs/meteo/meteofibi.ppt Obr. 20: http://www.malesov.kh.cz/?l=j1&r=11&kalod=&kaldo=&e=&typzob=2&z=112&idpar ent=1&idpoloz=10&raz=&s=0&cti=1 Obr. 22: http://www.meteoamater.cz/tyc2.jpg Obr. 23: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7d/heliograf.jpg Obr. 24: http://globe.terezanet.cz/download/2/36/globe2008list_velke.jpg Obr. 25: http://www.globegames.cz/images/stories/hist/2001.png - 34 -

Seznam příloh Příloha č. 1: Typy oblaků (tabulka) Příloha č. 2: Grafické znázornění typů oblak (obrázek) Příloha č. 3: Popis jednotlivých oblaků (text) Příloha č. 4: Pracovní list pro žáky 7. ročníku ZŠ - barometr (text) Příloha č. 5: Seznam škol zapojených do programu GLOBE v roce 2007 (text) Příloha č. 6: Meteorologické přístroje - test (text) - 35 -

Přílohy Příloha č. 1: Typy oblaků Nízká oblaka Střední oblaka Vysoká oblaka Nimbostratus (dešťová sloha) Ns Stratocumulus Altocumulus (vyvýšená (slohokupa) Sc kupa) Ac Altostratus (vyvýšená Stratus (sloha) St sloha) As Cumulus (kupa) Cu Cumulonimbus (bouřkový mrak) Cb Cirrus (řasa) Ci Cirrocumulus (řasokupa) Cc Cirrostratus (řasosloha) Cs Příloha č. 2: Grafické znázornění typů oblak - 36 -

Příloha č. 3: Popis jednotlivých oblaků CIRRUS (řasa) - oddělená oblaka ve tvaru bílých, jemných vláken, někdy také zcela nebo převážně bílých útržků či úzkých proužků Mají vzhled vlasových vláken nebo zářícího hedvábného závoje (případně obojího). CIRROCUMULUS (řasokupa) - tenké bílé obláčky, rozptýlené nebo ve vrstvě, nevrhající stín, složené z velmi malých částeček ve tvaru zrn, vlnek apod. spojených či oddělených, a více nebo méně pravidelně uspořádaných. Většina z nich je zřetelně široká méně než 1 stupeň tj. přibližně šířka malíčku natažené ruky. CIRROSTRATUS (řasosloha) - průsvitný, bělavý závoj vláknitého nebo hladkého vzhledu, zcela nebo částečně pokrývající oblohu, obvykle vytvářející halové jevy (velký bělavý nebo duhový kruh kolem Slunce či Měsíce). ALTOCUMULUS (vyvýšená kupa) - bílý nebo šedý, případně bílý i šedý, skvrnitý, rozsetý nebo vrstevnatý oblak, většinou se stínem, složený z plátků, okrouhlých tvarů, valounů atd., které jsou někdy částečně vláknité nebo rozptýlené a které mohou být spojeny. Většina z uspořádaných malých kousků má zřetelnou šířku mezi 1 až 5 stupni (5 stupňů = přibližně šířka tří prstů natažené ruky). ALTOSTRATUS (vyvýšená sloha) - šedavý nebo namodralý oblak, rozptýlený nebo ve zvrásněných vrstvách, vláknitého nebo jednotvárného vzhledu, zcela nebo částečně pokrývající oblohu, v některých částech natolik tenký, že Slunce mlhavě prosvítá jako skrz matnici. Nevytváří halové jevy. NIMBOSTRATUS (dešťová sloha) - šedý vrstevnatý mrak, často tmavý, jehož vzhled je vysvětlován rozptýlením více nebo méně souvislého deště nebo sněžení, které ve většině případů dosahuje země. Je natolik silný, že zcela zakryje Slunce. Pod jeho vrstvou se často nacházejí nízké, roztrhané mraky, které s ním mohou nebo nemusí být spojeny. STRATOCUMULUS (slohokupa) - šedý nebo bělavý, nebo současně šedý i bělavý, v oddělených částech nebo ploše, která má téměř vždy tmavé části a mozaikové složení. Stratocumulus má vzhled kulatých tvarů, valounů atd., které nejsou vláknité (kromě srážkových pruhů - tvar virga) a které mohou a nemusí být spojeny. Většina pravidelně uspořádaných malých částeček je zřetelně širších než 5 stupňů (viz. altocumulus). STRATUS (sloha) - obvykle šedá vrstva oblaku se zcela jednolitou základnou, doprovázená mrholením, ledovými částečkami nebo sněhovými krupkami. Je-li vidět skrz oblak Slunce, jeho obrysy jsou jasně rozeznatelné. Stratus nevytváří halové jevy, s výjimkou velmi nízkých teplot. Některé straty mají tvar roztrhaných cárů. CUMULUS (kupa) - oddělené mraky, obvykle husté, s ostře ohraničenými obrysy, vertikálně vyvinuté ve tvaru nasypaných valů, kopulí nebo věží, z nichž se vydouvá horní část, podobná květáku. Sluncem osvícené části tohoto oblaku jsou většinou briliantově bílé, jejich základna je relativně tmavá a téměř vodorovná. Některé cumuly mohou mít i roztrhaný tvar. CUMULONIMBUS (bouřkový mrak) - mohutná a silná oblačnost značného vertikálního rozsahu, ve tvaru pohoří a obrovitých věží. Konečné části jejich horních dílů jsou obvykle rovné, vláknité nebo vroubkované, a téměř vždy zploštělé, tato část se často rozšiřuje ven ve tvaru kovadliny nebo ohromného chocholu. Pod základnou tohoto oblaku, která je velmi tmavá, se často vyskytují nízké, roztrhané mraky, někdy splývající, a srážky, které se někdy vypařují dříve, než dosáhnou zemského povrchu. - 37 -

Příloha č. 4: Pracovní list pro žáky 7. ročníku ZŠ - barometr Tlak vzduchu K měření tlaku vzduchu slouží tlakoměry, tzv. barometry. Změny tlaku vzduchu obvykle způsobují změny počasí. Při vyšším tlaku bývá obvykle jasno, při nižším tlaku lze očekávat deštivé počasí. Abychom lépe pochopili princip barometru, sami si barometr zhotovíme. Až budeme mít barometr vyrobený, stanou se z nás meteorologové, kteří po dobu jednoho týdne budou na stupnici barometru odečítat a zaznamenávat tlak vzduchu. Na závěr pokusu z naměřených dat sestrojíme graf. Výroba barometru Na výrobu barometru budeme potřebovat sklenici se širokým hrdlem, balonek, gumičku, špejli, jehlu, tvrdý papír, nůžky, lepidlo a lepící pásku. 1) Odstřihneme hrdlo balonku, který natáhneme na otvor široké sklenice. Balonek pevně přiděláme gumičkou, aby vzduch, který je ve sklenici nemohl utíkat. 2) Na jeden konec špejle pomocí lepidla připevníme jehlu. Dojde tak k zúžení ukazatele a námi měřené údaje budou přesnější. 3) Špejli připevníme doprostřed napnutého balonku lepící páskou. 4) Na sklenici připevníme stupnici z tvrdého papíru tak, aby se jí hrot jehly dotýkal. - 38 -