Полярный водоворот. Необъяснимые течения в Арктике. Ледовые полюса Земли стремительно исчезают

Я думаю у нас таких много...

1.. Игрушечное ведерко имеет такую же форму, как настоящее ведро, однако высота игрушечного ведерка в 4 раза меньше. Сколько игрушечных ведерок воды потребуется вылить в настоящее ведро, чтобы наполнить его?

2. Вы наблюдаете из окна толпу людей на площади, пришедших на праздничное гулянье. На площади тесно. Если мысленно заменить каждого человека молекулой, то, какое состояние вещества это напоминает?

3. Рыбак плыл по реке на лодке, зацепил шляпой за мост, и она свалилась в воду. Через час рыбак спохватился, повернул обратно и подобрал шляпу на 4 км ниже моста. Какова скорость течения? Скорость лодки относительно воды оставалась неизменной по модулю.

4. Из поселка A по прямой дороге выехал велосипедист. Когда он проехал 16 км, вдогонку ему выехал мотоциклист со скоростью, в 9 раз большей скорости велосипедиста, и догнал его в поселке B. Каково расстояние между поселками?

5. Расстояние от Земли до самой близкой звезды (не считая Солнца) равно примерно 38 триллионам километров (в этом числе 14 знаков). Сколько времени идет к нам свет от этой звезды?

6. Самое трудное – узнать человека. Говорят, для этого нужно съесть с ним пуд (16 кг) соли. Сколько времени понадобиться для этого, если медицинская норма потребления соли 5 г в сутки? Одиннадцати школьных лет хватит?

7. Маша и Павлик купили по порции мороженого и принесли его домой. Павлик положил свое мороженое в блюдце на стол, а Маша поставила свое мороженое под струю вентилятора. Чье мороженое дольше не растает

8. Школьники побывали в музее имении Л. Н. Толстого «Ясная поляна» и возвращались в Рязань на автобусах, которые ехали со скоростью υ1 = 70 км/ч. Пошел дождь, и водители снизили скорость до υ2 = 60 км/ч. Когда дождь кончился, до Рязани оставалось проехать s = 40 км. Автобусы поехали со скоростью υ3 = 75 км/ч и въехали в Рязань в точно запланированное время. Сколько времени шел дождь? Чему равна средняя скорость автобуса? Для упрощения считайте, что автобусы в пути не останавливались.

9. Во льдах Арктики в центре небольшой плоской льдины площадью S = 70 м2 стоит белый медведь массой m = 700 кг. При этом надводная часть льдины выступает над поверхностью воды на высоту h = 10 см. На какой глубине под водой находилась нижняя поверхность льдины? Плотность воды rв = 1000 кг/м3, плотность льда rл = 900 кг/м3.

10. Провода над железной дорогой, питающие током электропоезда, натягиваются с помощью системы, показанной на рисунке. Она крепится к столбу и состоит из тросов, блоков с изоляторами и стального груза квадратного сечения со стороной a = 20 см. Сила натяжения толстого троса, который идёт от крайнего блока к держателю проводов, равна Т = 8 кН. Какова высота h стального груза? Плотность стали равна rс = 7800 кг/м3. Ускорение свободного падения g = 10 м/с2.

11. На земле лежит слой снега толщиной h = 70 см. Давление снега на землю (без учета атмосферного давления) равно р = 630 Па. Погода морозная, и снег состоит из воздуха и льда. Определите, сколько процентов объема снега занимает лёд, а сколько процентов – воздух. Плотность льда равна r = 0,9 г/см3. Ускорение свободного падения считать равным g = 10 м/с2.

Огромная шапка замерзшей морской воды на поверхности Северного Ледовитого океана и соседних морей за последние десятилетия подверглась двойному удару: ее площадь сократилась, самый старый и толстый лед либо истончился, либо растаял совсем, в результате чего ледяной покров стал более уязвимым к потеплению океана и атмосферы.

Белым цветом показан старый лед, серым — молодой

«На протяжении многих лет мы наблюдаем, как старый лед исчезает, — говорит Уолт Мейер из Центра космических полетов Годдарда НАСА в Гринбелте. — Этот толстый покров служит защитной опорой для всей шапки: лето своим теплом может растопить тонкий лед, но полностью избавиться от старого льда ему не под силу. Однако его становится все меньше, а оставшийся истончается, и противодействие плюсовой температуре уже не такое устойчивое, как раньше».

Прямые измерения толщины морского льда в Арктике являются единичными и неполными, поэтому ученые разработали модель возрастной эволюции морского льда с 1984 года по настоящее время. Новая визуализация НАСА показывает, как морской лед рос и сокращался, таял и дрейфовал в течение последних трех десятилетий.

По словам ученых, возраст льда — прекрасный показатель его толщины, потому что когда лед становится старше, он становится толще. Это обусловлено тем, что, как правило, зимой прибавляется больше льда, чем успевает растаять за лето.

В начале 2000-х годов ученые из Университета Колорадо разработали способ контролировать движение арктического морского льда и изменение его возраста с использованием данных из различных источников, преимущественно — на основе пассивных спутниковых микроволновых инструментов. Эти инструменты оценивают яркостную температуру — это мера микроволновой энергии, излучаемой морским льдом, которая зависит от температуры, солености, текстуры ледяной поверхности и слоя снега на морском льду. Каждая льдина имеет характерную яркостную температуру, и ученые идентифицировали и отслеживали их с помощью последовательных пассивных микроволновых изображений. Также система использует информацию с дрейфующих буйков и метеорологические данные.

«Это как бухгалтерский учет, мы отслеживаем, что происходит с морским льдом, как он движется, нарастает и отступает, пока не растает на месте или не выйдет за пределы Арктики», — поясняет Мейер.

Ежегодно морской лед образуется зимой и тает летом. Тот, что выдерживает сезон таяния, утолщается с каждым годом. Вновь сформированный лед вырастает до 1-2 метров в толщину в течение первого года, в то время как толщина многолетнего льда, который пережил несколько теплых сезонов, составляет примерно 3-4 метра. Чем старше и толще лед, тем он более устойчив к таянию и менее подвержен влиянию ветра и штормовых волн.

Движение морского льда не ограничивается его сезонным расширением и отступлением: кроме прибрежных районов, ледяной покров на море находится почти в постоянном движении. Главной движущей силой в этом процессе выступает ветер. В Арктике есть две основные циркуляции воздушных масс: круговорот Ботфорта, где лед вращается как колесо по часовой стрелке в море Бофорта к северу от Аляски, и Трансполярное дрейфовое течение, которое перемещает лед от берегов Сибири в направлении пролива Фрама к востоку от Гренландии, где он выходит из арктического бассейна и тает в теплых водах Атлантического океана.

Однако примерно каждую неделю по этой же траектории проходят погодные системы, влияющие на эти потоки. Так что скорость движения льда не является постоянной. Когда наступает весна и лед начинает таять, он исчезает из периферических морей.

Новое видео показывает две основные потери толстого льда. Первая, которая началась в 1989 году и продолжалась несколько лет, была связана с изменением в Арктической осцилляции, которая ослабила круговорот Ботфорта и усилила Трансполярное дрейфовое течение, вымывшее из Арктики больше морского льда, чем обычно. Второй пик таяния начался в середине 2000-х годов.

«В отличие от 1980-х годов теперь старый лед тает в пределах Северного Ледовитого океана в летнее время. Одна из причин кроется в том, что многолетний лед имеет тенденцию к сплочению, и теперь мы видим относительно меньшие его куски вперемешку с более молодым льдом. Эти изолированные льдины толстого льда гораздо легче растопить», — отмечает Мейер.

Потери толстого льда, по словам ученых, колоссальны. В 1980-е годы он составлял 20 % морского ледяного покрова. Сейчас — лишь около 3 %. Не исключено, что совсем скоро летняя Арктика окажется полностью свободной ото льда. GisMeteo

Олимпиада школьников по физике, 8 класс, 2010-2011 уч. год

Олимпиада школьников

по физике

2010–2011 учебный год

8 класс

Дорогой друг! Желаем успеха!

Задания (максимальный балл за всю работу – 40)

1 В калориметре находится m = 100 г расплавленного металла галлия при температуре его плавления t пл = 29,8 °C. Его начали медленно охлаждать, оберегая от внешних воздействий, и в результате температура понизилась до t = 19,8 C, а галлий остался жидким. Когда переохлажденный таким образом жидкий галлий размешали палочкой, он частично перешел в твердое состояние. Найдите массу отвердевшего галлия и установившуюся в калориметре температуру. Удельная теплота плавления галлия λ = 80 кДж/кг, удельная теплоемкость жидкого галлия c = 410 Дж / (кг∙°C). Теплоёмкостью калориметра и палочки пренебречь.

10 баллов

2 Школьники побывали в музее-имении Л. Н. Толстого «Ясная поляна» и возвращались в Рязань на автобусах, которые ехали со скоростью v 1 = 70 км/ч. Пошел дождь, и водители снизили скорость до v 2 = 60 км/ч. Когда дождь кончился, до Рязани оставалось проехать S = 40 км. Автобусы поехали со скоростью v 3 = 75 км/ч и въехали в Рязань точно в запланированное время. Сколько времени шел дождь? Чему равна средняя скорость автобуса? Для упрощения считайте, что автобусы в пути не останавливались.

10 баллов

3. Во льдах Арктики в центре небольшой плоской льдины площадью S = 70 м 2 сидит белый медведь массой m = 700 кг. При этом надводная часть льдины выступает над поверхностью воды на высоту h = 10 см. На какой глубине под водой находится нижняя поверхность льдины? Плотность воды  в = 1000 кг/м 3 , плотность льда  л = 900 кг/м 3 .

10 баллов

4. Провода над железной дорогой, питающие током электропоезда, натягиваются с помощью системы, показанной на рисунке. Она крепится к столбу и состоит из тросов, блоков с изоляторами и стального груза квадратного сечения со стороной a = 20 см. Сила натяжения толстого троса, который идет от крайнего блока к держателю проводов, равна T = 8 кН. Какова высота h стального груза? Плотность стали равна  с = 7800 кг/м 3 . Ускорение свободного падения g = 10 м/с 2 .

10 баллов

8 класс

Возможные решения задач

1. Решение. При отвердевании галлия выделяется теплота кристаллизации, что приводит к нагреванию системы до температуры плавления галлия t пл = 29,8 ◦ C, поскольку только при этой температуре жидкий и твёрдый галлий будут находиться в равновесии.

Количество теплоты, выделяющееся при отвердевании массы m1 галлия, равно λm 1 .

Оно идёт на нагревание всего галлия до температуры плавления; для этого требуется

количество теплоты cm(t пл − t).Следовательно, m1 = cm(t пл − t)/λ ≈ 5,1 г.

Заметим, что если бы переохлаждение было очень сильным, то теплоты кристаллизации могло бы не хватить для нагревания всей массы галлия до температуры плавления.

Однако, поскольку m 1

2. Решение. Средняя скорость автобуса – это отношение пройденного пути к затраченному времени. Так как расстояние от Ясной поляны до Рязани из-за дождя не изменилось, и время, проведённое школьниками в автобусе, также не изменилось (потому что автобусы въехали в Рязань в точно запланированное время), то средняя скорость совпадает с начальной скоростью v ср = 70 км/ч. Пусть дождь шёл в течение времени t. Тогда путь, пройденный за это время, составил v 2 t. Время, за которое после дождя автобусы проехали оставшееся расстояние, равно S/v3. Ясно, что время, затраченное автобусами с момента начала дождя до прибытия в Рязань, должно равняться времени, которое потребовалось бы для преодоления того же расстояния с начальной скоростью v 1:

Отсюда находим время, в течение которого шёл дождь:

3. Решение. Обозначим через x искомую глубину. Сила тяжести, действующая на льдину с медведем, равна, очевидно, g(m +ρлS(h + x)). Она должна равняться силе давления воды на нижнюю поверхность льдины, находящуюся на глубине x, то есть ρ в gxS, поскольку льдина находится в состоянии равновесия. Отсюда получаем:

x = (m+ ρ л hS)/((ρ в − ρ л)S) = 1 м.

4. Решение. Легко видеть, что каждый блок, охваченный двумя горизонтальными участками тросов, даёт выигрыш в силе в 2 раза. Значит, три таких блока, изображённые на рисунке, дадут выигрыш в 2 3 = 8 раз. Сила тяжести, действующая на груз, равна ρ с gV , где V = a 2 h - объём груза.

Значит, сила натяжения толстого троса будет в 8 раз больше: T = 8ρ с gV .

Отсюда получаем, что объём стального груза составляет V = T/(8ρ с g),

a его длина равна h = T/(8ρ с g 2) ≈ 0,32 м = 32 см.

/ Мифы об Арктике /

Мифы об Арктике

Кажется, что XXI век не оставил шанса непросвещенным людям, однако удивительно, но даже те, кто имеет высшее образование, очень мало знают о Северной Стране России или плохо себе представляют, что такое Арктика.

Арктика – страна поэтов, историческая Новая Земля, священная Вайгаче, недостижимый Северный полюс, Земля Франца-Иосифа, воспетая Визбором. Мы вроде бы и слушаем краем уха новости с дальних регионов – арктические научные станции, таяние льдов, глобальное потепление, полярный год, Чилингаров, – но почему- то не можем ответить с полной уверенностью, почему медведи не едят пингвинов, почему айсберг не тоне или что такое восемьдесят четвертая параллель. Итак, постараемся же развеять некоторые мифы об Арктике.

Миф №1

Медведи едят пингвинов.

Это самое смешное и нелепое заблуждение, которое нередко можно услышать из детских уст. Да что говорить, некоторые взрослые убеждены, что медведи нет-нет, да и закусят парочкой нелетающих птиц.

Развенчать этот миф можно только одним утверждением: пингвины находятся внизу, а медведи – наверху. И речь идет не о море-земле, а о том, что пингвины обитают только в Антарктике, то есть на юге, а полярные белые медведи – в Арктике, то есть на севере. Поэтому-то им и не суждено встретиться и вступить в бой за жизнь.

Самый популярный ответ на загадку, почему медведь не ест пингвина, гласит, что пингвины плохо пахнут. Члены Ассоциации полярников России решили раз и навсегда развеять сомнения людей и продемонстрировали принцип несосуществования этих животных на своем символе.

Миф №2

В Арктике пятнадцатиметровые толщи льда и ужасные морозы, от которых человек может умереть.

Порой люди в своем скептицизме и невежестве не могут изменить свое мнение о дальних регионах и поверить кому-то знающему. Некоторые даже думают, что экспедиционные круизы на Северный полюс и поездки туда на ледоколах – нечто за грань фантастики.

На самом деле в летние месяцы (июль, август), когда выполняются круизные рейсы на Северный полюс и в Арктику, толщина льда составляет всего 2–3 метров, а температура воздуха колеблется в районе 0 °, иногда достигая +1–3 °С. Средняя зимняя температура воздуха –40 °С.

Миф №3

Арктика – царство льда и пустынные равнины снега.

Впервые вступающему на эту землю может показаться, что здесь вообще нет жизни, один только снег. Но Арктика предстает вымершей только перед непосвященными. На самом деле она разнообразна, богата животными и растениями, цветами и красками.

Чего стоит остров Врангеля: благодаря разнообразию флоры и фауны он был занесен в Список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Заповедник, организованный на острове, защищает моржей, овцебыков, белых медведей и множество арктических видов птиц от посягательств человека.

Медведи настолько полюбили этот несомненный символ Арктики, что сделали его «родильным домом». Регулярно к острову Врангеля и расположенному по соседству острову Геральда сходятся медведицы со всей восточной Арктики. В снегу они обустраивают себе берлоги и залегают в них.

Страной белых медведей можно считать и архипелаг Земля Франца-Иосифа, в районе которого пассажирам экспедиционных круизов на Северный полюс и Арктику чаще всего удается посмотреть на мишек в естественных условиях обитания. И не надо думать, что они разбегаются кто куда, как только завидят громады ледокола. Они ведут себя подобающе хозяевам Арктики: подходят к борту атомохода и с интересом разглядывают дорогих гостей. Встречаются и одинокие медведи, и целые семьи: например, мамашка с детишками.

Не столь коммуникабельными оказываются птицы, коих здесь великое множество. Если визит на остров, где они гнездятся, выпадает на период высиживания птенцов и заботы о вновь родившихся, придется соблюдать максимальную осторожность. При любом необдуманном движении со стороны человека беспокойные родители могут атаковать непрошеных визитеров.

Весьма вальяжны и необычны величественные моржи. Нередко во время прогулки на специальных надувных лодках они могут плавать рядом на радость фотографов и даже сопровождать «арктических» туристов до окончания поездки.

Некоторые путешественники приходят в восторг от местной флоры: она здесь удивительная. Природа может очаровать даже самых «городских» людей. Яркие, плотные красные, зеленые, желтые ковры лишайников и мхов, полярные маки, цветущие на границе оттаявшей почвы и льда – какая уж тут пустыня?..

Миф №4

Добраться до Северного полюса нереально, это доступно только избранным.

Многие люди, начитавшись героических историй и насмотревшись трагических драм о покорении Арктики все еще помнят о сомнениях и спорах по поводу судьбы первопроходцев Северного полюса и отказываются верить, что покорить ледяной мир может каждый.

Сегодня любой желающий может стать пассажиром экспедиционного круиза в Арктику и на борту мощного атомного ледокола совершить удивительное двухнедельное путешествие.

Нельзя назвать точно, что именно оставляет наибольшее впечатление: покорение «края мира» или наслаждение процессом упорного достижения цели. 75 тысяч лошадиных сил ледокола уверенно прокладывают путь через толщи паковых льдов – это, пожалуй, самое запоминающееся зрелище.

Самые отчаянные путешественники, которым не важен комфорт и безразличен покой, могут отпариться покорять снега на лыжах. И во время этой поездки будет все: высокие (5–10 метров) гряды торосов, низкие (30°С) температуры, разводья с ледяной водой, восхитительные арктические пейзажи, яркое полярное солнце, преодоление препятствий и познавание собственного предела сил.

Это все делает путешествие нетипичным, небанальным, ведь в океане все движется, ничто не постоянно, даже полюс. И самое главное – он только ваш. Вы будете первым из всех людей на планете, кто ступит на лед ногой, ведь он постоянно дрейфует и задерживается на одном месте на несколько минут. Словом, для каждого полюс – неповторимый, уникальный, свой.

Миф №5

Точку Северного полюса обозначает памятник типа таблички «Вершина мира», пограничный столб, стела с надписью «90 ° СШ».

Многим первое достижение мировой вершины представляется как покорение Эвереста: герои-первопроходцы из последних сил буквально ползком добираются 90 ° северной широты – своей заветной цели.

И покорение неизменно должно завершиться установкой чего-то материального или хотя бы ознаменованием того, что здесь был человек. То есть чем-то важным и вечным. Это совершенно не так.

На самом деле Северный полюс – самая неуловимая точка планеты. На 90 ° северной широты нет ничего: ни столбика с надписью, ни памятного флага, ни горы, ничего, даже суши нет. Только замерзший океан.

Но не надо расстраиваться. Достигнув географической точки полюса и поймав на экране GPS-навигатора долгожданное 90 ° N, вы сможете спуститься на льдину, и именно она станет символом вашего Северного полюса. Лед находится в постоянном движении, и через несколько минут ваш символ покинет «вершину планеты».

А вам остается только отколоть кусочек Северного полюса, вырезать на нем памятную надпись и хранить морозильной камере, чтобы этот ледяной сувенир согревал сердце, напоминая о том, что и вы стали избранным – одним из покоривших Северный полюс.

Глава 5

ОТ АРКТИКИ ДО АНТАРКТИКИ

Глава 2 Весна была в разгаре. Впереди уже маячили долгие летние каникулы, и в их радостном предвкушении ученики третьего "Б" очень быстро забыли об инциденте.Только сам Артем не простил никому и помнил все обидные слова одноклассников в свой адрес, удары каждого в