Как моделировать погодные фронты

Рашель Облэк — преподаватель естественных наук K-12 и автор учебников по естественным наукам Холта Макдугала. Она специализируется на климате и погоде.

Погодные фронты являются частью нашей повседневной погоды, и вы можете легко понять, что они из себя представляют, с помощью этой визуальной демонстрации. Используя голубую воду (холодный воздух) и красную воду (теплый воздух), вы увидите, как формируются фронтальные границы (области, где теплый и холодный воздух встречаются, но смешиваются очень мало) между двумя разными воздушными массами.

Что вам понадобится

• 2 одинаковые баночки из-под детского питания (крышки не нужны)
• плотная бумага с пластиковым покрытием или каталожная карточка
• синий пищевой краситель
• красный пищевой краситель
• вода
• 2 мерных стакана с носиками
• ложка
• бумажные полотенца

Направления эксперимента

1. Наполните мерный стакан теплой водой (подойдет из-под крана) и добавьте несколько капель красного пищевого красителя, чтобы вода была достаточно темной, чтобы можно было ясно видеть цвет.
2. Наполните вторую мерную чашку холодной водой из-под крана и добавьте несколько капель синего пищевого красителя.
3. Перемешайте каждую смесь, чтобы равномерно распределить краситель.
4. Накройте столешницу полотенцами или пластиком, чтобы защитить поверхность. Имейте под рукой бумажные полотенца на случай разлива или утечки.
5. Осмотрите верхнюю часть каждой баночки с детским питанием, чтобы убедиться в отсутствии трещин или сколов. Поместите одну банку вверх дном на другую банку, чтобы убедиться, что они точно совпадают. (Если банки не соприкасаются точно, вы окажетесь с водой повсюду.)
6. Теперь, когда вы осмотрели обе банки, наполните первую банку прохладной водой, пока она почти не переполнится. Наполните вторую банку теплой водой, пока она почти не переполнится. Убедитесь, что к вашей банке с теплой водой легко прикасаться, и она не слишком горячая.
7. Поместите каталожную карточку или бумагу с пластиковым покрытием на верхнюю часть банки с теплой водой и придавите края банки, чтобы запечатать. Удерживая руку на бумаге, медленно переворачивайте банку, пока она не окажется вверх дном. Не убирайте руку. Этот шаг может потребовать небольшой практики, и небольшое количество пролитой воды является нормальным явлением.
8. Поместите банку с теплой водой поверх банки с холодной водой так, чтобы края соприкоснулись. Бумага будет служить границей между слоями.
9. Медленно снимите бумагу, как только банки будут поставлены друг на друга. Аккуратно потяните, удерживая руки на двух банках. Как только бумага будет полностью удалена, у вас будет лицевая сторона. Теперь давайте посмотрим, что происходит, когда две банки перемещаются.
10. Держа одну руку на каждой банке, поднимите две соединенные банки и медленно поверните банки в одну сторону, удерживая центр вместе. (Чтобы защититься от несчастных случаев и разбитого стекла, делайте это над раковиной или в защищенном месте.) Помните, что банки никак не запечатаны друг с другом, поэтому вы должны держать их вместе осторожно.
11. Теперь посмотрите, как голубая вода (более холодная и плотная) скользит под более теплую воду. То же самое происходит и с воздухом! Вы только что создали модель фронта погоды!

Советы и приемы

Никаких особых мер предосторожности для завершения этого эксперимента не требуется. Имейте в виду, что это Можно стать очень грязным экспериментом, если банки опрокинуты и часть цветной воды прольется. Защитите свою одежду и поверхности от пищевого красителя с помощью халатов или фартуков, так как пятна могут остаться навсегда.