Один из самых активных участников ГлобалЛаб астраханский четвероклассник Иван Соловьёв уже вторые выводы синхронного экологического стоп-кадра пишет в формате, который существенно превосходит возможности формы выводов курса.

В этой статье я размещаю работу Ивана, проиллюстрированную его собственными фотографиями и фотографиями проектов стоп-кадра.

Пишет Иван Соловьёв:

К «Синхронному декабрьскому стоп-кадру» я готовился заранее. Мне было интересно провести исследование «портрета» зимней природы в «День зимнего солнцестояния» у нас, на юге России, а также посмотреть, что происходит в этот день с погодой в других климатических зонах, сравнить результаты и попробовать сделать выводы.

У нас в Астрахани в этот день выдался мороз до -12°C, было относительно пасмурно, дул северо-западный ветер, со скоростью 3м/c и силой 3 б, но за счёт повышенной влажности создавалось ощущение, что мороз был намного крепче.

Небо в южном секторе было плотно затянуто пеленой из слоистых облаков, в остальных секторах небо было достаточно безоблачным. Снежный покров, который появился за 3 дня до исследования. был очень тонким, в среднем 1,5 см, лишь возле бордюров и стен домов намело ветром до 5 см, так что исследование плотности снега мне провести не удалось.

В воздухе кое-где мелькали мелкие снежинки, которые я долго пытался поймать и сфотографировать. Всё же мне это удалось. А значит и удалось поучаствовать в проекте «Тайные иероглифы небес».

Снежинка, запечатленная мною в День зимнего солнцестояния, имела форму игольчатого кристалла.

Снежинки А.В. Державиной из села Рахманово Ярославской области, имели несколько форм: звездочки, иголки и столбики, при этом температура воздуха в месте исследования была 0°С.

В Москве в этот день, при температуре воздуха +1°С, снежинки в основном имели неопределенную форму и форму звездочек неправильной формы.

А в г. Сим Челябинской области, при температуре воздуха -27°С, с неба падала снежная крупа.

Я решил выяснить, почему так происходит, почему снежинки у участников проекта имеют разную форму?

В специальной литературе я нашел информацию, что в результате многолетних наблюдений, ученые сформировали статистику зависимости формы снежинок от температурно-влажностных характеристик облаков.

И в 1951 году Международная Комиссия по Снегу и Льду приняла классификацию твердых осадков. С тех пор снежинки делятся на группы: звездчатые дендриты, пластинки, столбцы, иглы, пространственные дендриты, столбцы с наконечником, неправильные формы, мелкая снежная крупка, ледяная крупка, град.

Снежинки являются как бы иероглифами, которые несут в себе информацию о тех слоях атмосферы, где они образовались и через которые проходили до падения на землю.

Кристаллы-столбики и иголки, которые мы видим на фотографии А. В. Державиной сформировались в холодных облаках при t от -3°С до -8°С высоко над землёй, а при падении на землю сквозь тёплые облака (а мы видим, что t воздуха в нижнем слое атмосферы всего 0°С), на концах некоторых из них образовались звёздочки. Похожая ситуация в г. Москва, и Московской области, где t воздуха зафиксирована +1°С. десь мы видим, что за счёт плюсовой температуры в нижнем слое атмосферы до земли долетели слипшиеся кристаллы в виде хлопьев с элементами звёздочек.

Игольчатый кристалл Астраханской снежинки представлен в первозданном виде, т. к. t воздуха во всех слоях атмосферы, включая надземную - минусовая.

В г. Сим в этот день падала снежная крупа, которая образовалась при прохождении снежинок-кристаллов через облако, содержащее переохлаждённые капли воды. А при соприкосновении капель со снежным кристаллом они осели на нём и образовали снегообразную крупинку, не имеющую кристаллической формы.

Таким образом, мы наглядно увидели и убедились, что форма снежинки напрямую зависит от её маршрута по всем слоям облаков с различной температурой и влажностью.

А теперь рассмотрим, какие погодные условия сложились в День зимнего солнцестояния у участников, принявших участие стоп - кадре.

Пожалуй, начнем с температуры воздуха. Когда я просматривал анкеты участников, я выяснил, что измерения температуры воздуха, по разным причинам, проводились участниками в разные дни с 21-го по 28-го декабря. Но в некоторых анкетах участники написали, что не могли проводить измерения по причине очень низкой температуры в этот день. Например, в г. Сим 21.12.2016г. была температура -40°С и поэтому ребята провели измерения 22.12.2016 г или вообще 28.12.2016г., когда температура упала. В Воткинске ребята также не могли провести измерения 21.12.2016г., т.к. была температура -27С

Но мне хочется быть точным, ведь нас интересует температура воздуха именно в День зимнего солнцестояния и поэтому, я возьму за основу данные, которые ребята из этих городов дали на 21.12.2016г. в своих описаниях, хотя измерения проводили намного позже.

Мне повезло, в декабрьском стоп-кадре я измерял температуру при помощи планшета ГлобалЛаб с датчиком температуры, который у нас есть в гимназии, поэтому данные температуры у меня, уверен, достаточно достоверные. Средняя температура составила -11,4°С. Это для нашего региона достаточно холодно. В прошлом году 21.12.2016 г. в Астрахани было +7°С.

Приведу таблицу температуры воздуха на 21.12.2016 г.

п/п	Участник	Местонахождение	t° С	с/в м/с		Направ ветра
1.	Лицеисты	г. Воткинск Удмуртия	-27	4,0	ЮЗ
2.	Алла Державина	с. Рахманово, Ярославская обл.	0	-	-
3.	Географы и географини	г. Москва	+1	5,0	СЗ
4.	Нина Игоревна	г. Москва	+1	5,0	СЗ
5.	Тропою следопыта	г. Сим, Челябинская область	-40	3,0	СВ
6.	Соловьев Иван	г. Астрахань	-11,4	3,0	З
7.	Наталья	г. Оренбург	-28	1,0	ЮВ
8.	Максим	г. Североморск	+3	-	-
9.	Наташа	г. Мурмаши, Мурманская обл.	-3	4,5	СЗ
10.	Наталья	г. Санкт- Петербург	+2		ЮЗ
11.	zvzilya	Московская обл	-1	5,0	СЗ
12.	Matvey 1329	Московская обл	-1	5,0	СЗ
13.	Korichev1329	Московская обл	0	5,0	СЗ
14.	Эрудиты	Оренбургская обл.	-6	3,6	Ю

Самая низкая температура воздуха в День зимнего солнцестояния среди участвующих в декабрьском стоп-кадре оказалась в г. Сим Челябинской области -40°С, а самая высокая в Санкт-Петербурге +2°С.

Достаточно низкая температура в г. Воткинск Удмуртия -27°С и на юге Урала, в Оренбурге -28° С, а вот на Кольском полуострове, в Мурманской области г. Североморск в этот день оттепель +3°С.

Как-то даже странно получается, на севере +3°С, а на юге в Астрахани -12° С!?

А всему виной активный циклон, который принес на юг России холодный арктический воздух. А вот погоду в Мурманской области определяла восточная часть активных циклонов, сместившаяся с Северной Атлантики. В Московской, Ярославской и Ленинградской областях в этот день проходил теплый атмосферный фронт, который принес с собой плюсовые температуры и умеренный снег. Небывало аномальный, превышающий климатические нормы мороз зафиксирован 21.12.2016г. в Челябинской области -40°С, у ребят в школе отменили занятия. Причиной тому стал тот же арктический циклон.

В проекте «Температура воздуха» исследование провели 8 участников.

Все из 8 участников зафиксировали, что температура у окна здания хоть и не значительно, но все же выше, чем при удалении от окна. Я считаю, что причина в том, что стекло является проводником тепла, которое исходит изнутри теплого помещения. Та же ситуация наблюдается и с температурой воздуха измеряемой в 1 см от стены здания и в 3 м от здания. Вывод: стена, а точнее материал из которого она сделана, обладает теплопроводностью, поэтому в 1 см от стены здания теплее, чем в 3 м, за счет, того, что стена отдает тепло. Большинство участников, в том числе и я, зафиксировали более низкую температуру в кроне дерева. А вот мнения по поводу разницы температуры воздуха и температуры в 1 см от земли кардинально разделились. Только у меня и ребят из Воткинска температура над поверхностью земли была выше. У остальных участников как раз наоборот, у земли ниже. Такая ситуация, я думаю, зависит от нескольких факторов. Например, от силы ветра или от облачности. В г. Сим, Челябинской области в этот день погода была облачной, а в Астрахани облака занимали меньшую половину неба. Кроме того, средняя глубина снежного покрова у ребят из г. Сим составляет 30 см, а у нас всего 1,5 см. А снег обладает очень низкой теплопроводностью. Я думаю все эти вместе взятые факторы, а возможно еще и другие, повлияли на различия в результатах измерения.

Наибольший интерес у меня вызвал проект «Секреты снежной мантии». Я так ждал, что к 21.12.2016г. у нас в Астрахани выпадет хороший снег, но этого, к сожалению, не случилось, как и в прошлом году.

На фотографии снежный покров в Астрахани 21.12.2016г.

Зато было интересно посмотреть на фотографии снежной зимы у остальных участников проекта.

На фотографии А.В. Державиной запечатлена настоящая, снежная, русская зима

У всех участников, кроме г. Астрахани снежный покров оказался устойчивый и с возрастом. К сожалению, ребята «Лицеисты» из Воткинска пропустили этот пункт в анкете, но если судить по средней глубине снежного покрова 47 см, то снег у них, вероятно, лежит уже не одну неделю.

На фотографии «Лицеисты» из Воткинска пробираются по снежным сугробам

Приведу таблицу.

п/п	Участник	Местоположение	Дата начала образования снеж.покрова	Возраст снега	Средняя глубина см
1.	Алла Державина	С. Рахманово Ярославская область	29.10.2016	53	50,4
2.	Географы и географини, Наталья Игоревна	г. Москва	04.11.2016	47	17
3.	Тропою следопыта	г. Сим Челябинской области	19.10.2016г.	65	30
4.	Иван Соловьев	г. Астрахань	19.12.2016	3	1,5
5.	Наталья	г. Оренбург	30.11.2016	22	40
6.	Zvzilya	Московская область	20.11.2016	32	10
7.	Matvey1329	Московская область	20.11.2016	32	10
8.	Лицеисты	г.Воткинск	-	-	47

Из таблицы мы можем видеть, что самый «старший снег» в г. Сим Челябинской области – ему 65 дней, при этом его средняя глубина составляет 30 см. Немного младше – 53 дня возраст снега в с. Рахманово Ярославской области, при средней глубине 50,4 см он оказался намного глубже, чем в г. Сим. Еще младше возраст снега в г. Оренбурге – ему 22 дня, но средняя глубина его тоже превышает на 10 см глубину снега в Челябинской области. Подтверждением этого служит и график «Зависимость глубины снежного покрова от его возраста».

На основании анализа данных анкет и результатов проекта, я пришел к выводу, что глубина снежного покрова не зависит от возраста.

Очень интересный для меня вопрос в проекте, касается зависимости температуры почвы от глубины снежного покрова. К сожалению, за основу анализа я не могу взять график из результата проекта, так как данные искажены. У Натальи из Оренбурга ошибочна указана температура под снегом 26°С вместо – 26°С, также kopichev 1329 из Московской области заполнил две противоречащих друг другу анкеты.

Поэтому приведу таблицу, чтобы разобраться в этом вопросе наглядно.

п/п	Участник	Местоположение	Средняя глубина снежного покрова,см	Температу-ра почвы под снегом	Tемпера-тура воздуха
1.	Алла Державина	С. Рахманово Ярославская область	50,4	0	0
2.	Географы и географини, Наталья Игоревна	г. Москва	17	1	1
3.	Тропою следопыта	г. Сим Челябинской области	30	-8	-17
4.	Иван Соловьев	г. Астрахань	1,5	-5,4	-11,4
5.	Наталья	г. Оренбург	40	-26	-28
6.	Zvzilya	Московская область	10	-1	-1
7.	Matvey1329	Московская область	10	-1	-1

Нам всем известно с детства, что снег защищает почву, корни деревьев, растения и живые организмы от зимних морозов. Но не все мы знаем, и я не знал, пока не поинтересовался в специальной литературе, что для того, чтобы запасать тепло в почве он должен делать это при определенных условиях. Например, в зависимости от плотности покрова и сроков, в которые он лег на землю. Хорошо, если первый ранний снег глубокий и рыхлый лег на землю и не растаял, а потом на него уже ложатся новые слои снега. Такой снежный покров не даст морозам превратить землю в лед. Под таким снегом будет легко перезимовать и почвенным жителям, и корням растений.

У нас в Астрахани, при такой низкой температуре и при почти полном отсутствии снега, как в наблюдаемом декабре, очень трудно приходится корням растений. Земля промерзает, трескается, обнажает корни растений и при продолжительных морозах может полностью погубить растения. Еще хуже, если на глубоко промерзшую землю выпадет снег, а потом подтает и образует ледяную корку.

В анкете Аллы Вячеславовны Державиной из Ярославской области я прочитал, что при измерении глубины снежного покрова, она зафиксировала на почве под снегом ледяную корку. Именно за счет этого, я думаю, что при такой высокой глубине снега, температура почвы составляет всего 0°С, т.е. такая как и в окружающем воздухе.

Если сравнить глубину снега всего лишь в 5 см, в которой я проводил измерения температуры почвы, то можно увидеть, что температура почвы значительно выше, чем температура окружающего воздуха, хотя и минусовая. Снег хотя и не глубокий, но выпал за 3 дня до мороза на не замерзшую землю и не растаял. Он легкий и рыхлый, поэтому и температура почвы под ним значительно выше.

У ребят из группы «Тропою следопыта» в анкете зафиксировано, что при температуре воздуха – 17°С, температура почвы составляет – 8 С при средней толщине снега 30 см. Это значительно меньше, чем в атмосфере.

В Оренбурге, при значительной средней толщине снега 40 см и температуре воздуха -28°С, температура на поверхности почвы мало чем отличается, всего на 2 градуса, - 26°С. Можно предположить, что под снегом, у поверхности почвы вероятно присутствует ледяная корка.

Я прихожу к выводу, что, безусловно, толщина снежного покрова влияет на температуру почвы, но все же температура почвы напрямую не зависит от толщины снежного покрова, а зависит в первую очередь от качества снежного покрова. И по снежному покрову можно судить о сезонном состоянии природы и о природных явлениях, которые происходили в течение всей зимы.

Что касается влажности снега, то в основном, у всех участников проекта, снег оказался сухой, это говорит о том, что воздух морозный и достаточной низкие температуры. А вот в Ярославской области у А.В. Державиной и г. Москве у «Географов и географинь» - снег сырой, свидетельством этому служит температура воздуха 0°С и соответственно +1°С.

На фотографии, у А.В. Державиной – снег скатывается в снежок. Это свидетельство тому, что снег у нее сырой.

Наталья из Оренбурга отметила в анкете, что верхний слой снежного покрытия у них хрустящий и скрипучий. Этому есть подтверждение. В этот день, у них в Оренбурге, было -28°С. Скрип и хруст снега — это ломающиеся при нажатии снежные кристаллы, а также их трение друг о друга. Чем сильнее мороз, тем все тверже и хрупче становятся кристаллы и тем громче слышен хруст снега.

С Облачным покровом у всех участников проекта «Облачный покров», которые заполнили анкеты с 21.12.2016г. по 28.12.2016 г., а их было 10, сложилась довольно скучная картина.

В Мурманской и Челябинской областях и Санкт-Петербурге небо было затянуто пеленой слоистых облаков с небольшими просветами. В Москве, Московской и Ярославской области просветов в небосводе вообще в этот день не отмечалось. Лишь на юге, в г. Астрахани облака занимали меньше половины, но больше, четверти небосвода. На всех отмеченных территориях наблюдались слоистые облака, за исключением Санкт-Петербурга, где кроме слоистых облаков наблюдались еще и кучевые.

Это информацию можно посмотреть на карте общих результатов проекта.

Практически такая же ситуация с облачностью у нас в Астрахани наблюдалась и в прошлом декабрьском стоп-кадре 2015 года, с одной лишь разницей в том, что преимущественно тогда наблюдались кучевые облака, хотя присутствовали и слоистые.

Карта декабрьского стоп-кадра 2016 года

Карта декабрьского стоп-кадра 2015 года

Очень интересно было посмотреть, какие же виды птиц присутствуют в зимнее время в других климатических зонах. У себя, в Астрахани 21.12.2016 г., я наблюдал за птицами в своем дворе. Я круглый год наблюдаю здесь большое скопление домовых воробьев, серых ворон и сизых голубей. Эти виды птиц постоянно живут возле людей потому, что легче найти пропитание. Иногда появляются сороки, но в городе их не так много, как, например, в деревнях почему-то. В это день мне повезло увидеть 2 синицы, которые сидели в кормушке. Синиц в городе я редко встречаю, они как-то опасаются людей, а вот в деревне их очень много, особенно во дворах, где люди вешают кормушки и спасают зимой птиц от холода. Ведь потом синицы помогают уничтожать в садах вредных насекомых.

В проекте «Птицы на виду» приняло участие 8 анкет. Из г. Москвы, Московской области и из Оренбурга.

К сожалению, я увидел, что везде присутствуют в большом количестве все те же виды, что и у нас на юге России. Серые вороны, сизые голуби, домовые воробьи. Чуть меньше сорок и совсем мало синиц. Лишь в Москве «Географам и географиням» удалось обнаружить одну лазоревку.

Учитель Татьяна Владимировна, из Москвы, насчитала на детской площадке в 800 кв.м. огромное количество птиц. Серых ворон-39, сизых голубей-63, синиц -30. Вероятно, в этом дворе очень заботятся о птицах!!!

А вот ребятам из школы 1329 Московской области не повезло, они не смогли обнаружить ни одной птицы. Хотя в прошлом году, в декабрьском стоп-кадре они смогли увидеть голубей, домовых воробьев, серых ворон и даже сороку.

По данным прошлогоднего декабрьского стоп-кадра, наша Астрахань и в прошлом году была богата на серых ворон, сизых голубей и воробьев!

Мне хотелось бы поблагодарить Ивана за такие подробные и интересные выводы! Может быть наши участники хотели бы задать ему какие-то вопросы?

Уважаемые коллеги!

Вы принимаете участие в одном из самых захватывающих исследований ГлобалЛаб. Материалы для подготовки и проведения Стоп-кадра вы найдёте в медиатеке этого курса. В этом исследовании нам предстоит оценивать взаимосвязанные характеристики природной среды: температуру воздуха и силу ветра, облачный покров, температуру и плотность снежного покрова почвы, поведение зимующих птиц, высоту солнца над горизонтом.

Все методики не требуют сложных инструментов, а большая их часть по силам даже учащимся начальной школы.

Если у вас возникают вопросы, вы можете задавать их в комментариях к этой статье блога курса.