Temat: Z jakich warstw zbudowana jest atmosfera?

Autor: Magdalena Jankun

Adresat

Uczeń klasy I liceum ogólnokształcącego i technikum, zakres rozszerzony

Podstawa programowa

Zakres rozszerzony

III. Dynamika procesów atmosferycznych i hydrologicznych: pionowa budowa atmosfery, zjawiska i procesy w atmosferze, przestrzenne zróżnicowanie elementów klimatu, strefy klimatyczne i typy klimatów, ruchy wody morskiej, źródła i wody podziemne, ustroje rzeczne, typy jezior.

Uczeń:

1. Wykazuje związek między budową atmosfery a zjawiskami i procesami meteorologicznymi.

Cel lekcji

Uczniowie omówią warstwy atmosfery oraz wyjaśnisz przyczyny efektu cieplarnianego.

Kryteria sukcesu

• wyjaśnisz termin „atmosfera”;

• rozróżnisz gazy wchodzące w skład powietrza oraz przedstawisz ich procentowy udział;

• scharakteryzujesz stałe i zmienne składniki powietrza atmosferycznego;

• opiszesz warstwy atmosfery;

• omówisz rolę, jaką pełni warstwa ozonowa;

• scharakteryzujesz skutki dziury ozonowej i efektu cieplarnianego.

Kompetencje kluczowe

• porozumiewanie się w języku ojczystym;

• porozumiewanie się w języku obcym;

• umiejętność uczenia się;

• kompetencje informatyczne.

Metody/formy pracy

• z wykorzystaniem narzędzi TIK;

• praca z materiałem edukacyjnym oraz multimedialnymi na platformie e‑podręcznika;

• praca indywidualna, w parach i całego zespołu klasowego.

Środki dydaktyczne

• e‑podręcznik do nauczania geografii;

• tablica interaktywna;

• rzutnik multimedialny;

• tablety/komputery.

Przebieg lekcji

Przed lekcją

Uczniowie zapoznają się ze wstępną treścią abstraktu oraz z mapą interaktywną przedstawiającą warstwy atmosfery w domu (odwrócona lekcja). Na podstawie poznanych informacji oraz dodatkowych wiadomości uczniowie mają przygotować krótkie prezentacje na temat zjawisk zachodzących w poszczególnych warstwach atmosfery.

Faza wstępna

1. Nauczyciel rozpoczyna lekcję od prezentacji prac uczniów. Przeznacza na to ok. 15 minut.

2. Po zakończonych prezentacjach nauczyciel krótko podsumowuje przedstawione informacje. Zwraca uwagę uczniów na temperaturę panującą w każdej z warstw.

Faza realizacyjna

1. Nauczyciel podkreśla, że atmosfera to powłoka Ziemi stanowiąca mieszaninę gazów zwaną powietrzem. Jest najważniejszą powłoką ochronną Ziemi, gdyż zabezpiecza przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym, czyli strumieniem protonów, elektronów i ciężkich jąder atomowych. Chroni przed meteoroidami, które docierają do jej górnych warstw i w zdecydowanej większości ulegają spalaniu.

2. Uczniowie odpowiadają na pytanie w abstrakcie: Zastanów się i wyjaśnij przyczynę, dla której grubość warstw atmosfery nad biegunami jest mniejsza niż nad równikiem. Uczniowie w parach dyskutują, a następnie zapisują swoje wyjaśnienia. Wskazane pary omawiają swoje opracowania na forum.

3. Ćwiczenie interaktywne: łączenie tekstu w pary. Dopasuj informacje do nazwy odpowiedniej warstwy atmosfery. Uczniowie w kolejności podchodzą do tablicy interaktywnej i wykonują zadanie.

4. Dokonanie pomiaru ciśnienia atmosferycznego za pomocą barometru. Nauczyciel wyjaśnia działanie barometru i pokazuje, jak prawidłowo odczytać wysokość ciśnienia. Kilkoro uczniów dokonuje pomiarów samodzielnie.

5. Uczniowie wraz z nauczycielem oglądają film przedstawiający sposób wykonania domowego barometru. Nauczyciel omawia uzyskane za pomocą tego urządzenia przykładowe wyniki. Zadaje pracę domową dla chętnych uczniów: wykonaj w domu samodzielnie barometr i odczytaj zmiany ciśnienia atmosferycznego przez kilka dni. Zanotuj wyniki.

6. Ćwiczenie interaktywne: zaznacz elementy znajdujące się w poprawnym wierszu (stałe składniki powietrza atmosferycznego). Wskazanie ucznia do pracy na tablicy multimedialnej.

Faza podsumowująca

1. Na zakończenie zajęć nauczyciel podaje uczniom treść zadania domowego: opracuj skutki powstania dziury ozonowej i efektu cieplarnianego. Pracę można przedstawić w dowolnej formie.

2. Nauczyciel ocenia pracę uczniów na lekcji, doceniając ich wkład i zaangażowanie.

W tej lekcji zostaną użyte m.in. następujące pojęcia oraz nagrania

Pojęcia

Teksty i nagrania

Earth's atmospheric layers

In the Earth's atmosphere we distinguish 5 main layers characterized by specific features and 4 intermediate layers called pauses. The boundaries between them are conventional and change depending on the geographical latitude, terrain and season of the year.

The closest one to the surface of the earth is the troposphere. Its thickness ranges from 7 km (in winter) to 10 km (in summer) above the poles, and 15‑18 km above the equator. The main feature that allows determining the boundary of the troposphere is the drop in the air temperature with an increase of about 0,6°C per 100 m. In the upper layer of the troposphere, the temperature reaches -55°C (above arctic regions) to -70°C (above equatorial regions).

Above this layer there is a thin tropopause with the constant temperature, and above it there is the stratosphere extending up to a height of about 50 km, in which the air temperature rises to reach 0°C. In the stratosphere there is the ozonosphere – a layer with an increased content of ozone (oxygen in the form of triatomic particles), which reaches the highest concentration at a height of 25‑30 km. It plays a very important role – it protects the Earth against the lethal ultraviolet radiation emitted by the Sun. At the upper boundary of the stratosphere, a few‑kilometre thick stratopause, the temperature is constant.

The next layer is the mesosphere reaching up to around 80 km, in which the temperature constantly decreases down to -70°C and even -100°C. Above the mesopause there is a layer called the thermosphere with a rising temperature of up to 1000°C, and at a height of 500‑600 km, even up to 1500°C. Above its upper boundary – thermopause – there is the exosphere in which the very low‑density air temperature begins to drop down to -273°C in cosmic space. The upper boundary of the exosphere is difficult to be determined.

As the height increases, the atmospheric pressure drops. From approximately 1000 hPa hectopascals at the sea level through 200 hPa at the boundary with the tropopause, 1 hPa at the boundary of the stratopause, up to 0.000 001 hPa in the exosphere.

• Atmospheric air consists of approximately 78% nitrogen, 21% oxygen, less than 1% argon and dozens of other components.

• Most air constituents are present in fixed proportions, only the content of water vapour and carbon dioxide, and some impurities changes quite clearly in time and space.

• The atmosphere is composed of 5 main layers: troposphere, stratosphere, mesosphere, thermosphere and exospheres, and 4 transition layers: tropopause, stratopause, mesopause, and thermopause.

• The air temperature changes depending on the atmosphere layer: it decreases in the troposphere, increases in the stratosphere, decreases in the mesosphere, increases significantly in the thermosphere, and decreases significantly in the exosphere.

• The air temperature near the Earth's surface depends on many different natural factors and on human activity.