El taller de meteorologia, "Observa el temps", està dirigit a alumnes de primària i secundària.

 

  Avui en dia hi ha centenars d’estacions meteorològiques automàtiques a  Catalunya, amb prop de 200 d’oficials. Tot i aquest elevat nombre  d’estacions els observatoris no han desaparegut, ja que la figura de l’observador meteorològic continua sent avui molt important.  L’observador veu coses que els aparells no detecten com les boires,  gebrades, tipus de precipitació, visibilitat, tipus i cobertura de núvols, etc...  

 

  Els objectius  del taller són:

- Que els alumnes aprenguin el treball de l’observador meteorològic en el seu dia a dia tot portant a terme una observació.

- Que els alumnes entenguin millor, a partir de l’observació d’experiments, el funcionament de la nostra atmosfera.

- Motivar a l’alumne per tal que tingui curiositat en observar la natura  que ens envolta recordant que tots som observadors d’ella.

- Motivar a l’alumne a fer-se preguntes i trobar-ne les respostes tot fent ciència.  

 

  El taller consta de dues parts, una a l’exterior i l’altra a l’interior de l’Observatori, amb una durada de 3 hores en total.

 

  A la part exterior  es donen els conceptes bàsics per tal de portar a  terme una observació meteorològica amb aparells senzills i utilitzant els  sentits. Una vegada donats els conceptes bàsics els alumnes realitzen  l’observació.

  A la part interior  es porten a terme una sèrie  d’experiments relacionats amb la meteorologia i la física. Els alumnes  participen en la realització d’alguns d’aquests experiments, els  observen i es fan i es responen preguntes tot prenent nota d’ells i de  la seva relació amb l’atmosfera.  

 

  Es fan grups  d’aproximadament 25 alumnes, de tal manera que al mateix moment poden  haver 50 alumnes fent el taller, 25 fent cada una de les parts. Després  d’una hora i mitja es fa el canvi.

 

  El cost del taller  és de 5€ per alumne. Els alumnes reben un petit quadern amb diferents explicacions de la part de l’observació i a on prendran nota de  l’observació que facin ells mateixos i també dels experiments. Cal portar goma i llapis.

 

  Per reservar el taller i concretar dia cal trucar a l'Observatori de Pujalt. Telèfons 93 869 80 22 o 620 136 720.

 

  Descripció de cada una de les parts:

 

Primera part a l’exterior:

“ L’observació meteorològica”

 

   En aquesta primera part es comença recordant la importància de  l’observador meteorològic. Després es donen les nocions necessàries per  tal de fer l’observació meteorològica amb i sense aparells, utilitzant  els sentits. Finalment es realitza l’observació meteorològica tot  anotant en una taula els diferents valors que caracteritzen la situació  meteorològica del dia.

Els conceptes treballats són el següents:

 

1.1.  La precipitació : Com es mesura la precipitació. El pluviòmetre i la lectura de la  precipitació amb la proveta.

 

1.2.  Meteors:  Fer  una lectura dels diferents meteors (pluja, vent, rosada,...) i  observar  si se’n veu algun. Després de llegir-los són ells que hauran  de dir  quins s’observen i els anotaran al quadern de treball.

 

1.3.  El vent :  Què és el vent? Com determinar la direcció sense aparells? Deduir d’on  ve el vent amb els ulls tancats i després comprovar la direcció amb la  bandera de l’observatori i el penell. Deduir la velocitat del vent  utilitzant l’escala de Beaufort que mesura la intensitat del vent  observant els efectes que produeix  en els objectes exteriors.

 

1.4.  Orientació sense brúixola : Utilitzar les agulles del rellotge i el Sol per tal de trobar els punts cardinals i poder així orientar-nos.

 

1.5.  Rosa dels vents : Fer una ullada als diferents noms dels vents més populars.

 

1.6.  Temperatura i humitat. El psicròmetre :   Explicació de com mesurem la temperatura i la humitat a partir de dos  termòmetres, el sec i l’humit, i unes taules. Els alumnes fan la mesura  amb el psicròmetre-fona que consisteix en un joc de dos termòmetres  iguals que els fem girar amb un cordill. Un dels termòmetres està en  contacte amb aigua destil·lada. Després hauran de trobar quina és la  humitat relativa de l’aire a partir dels valors dels dos termòmetres.  S’introdueix el concepte d’humitat i es recorda que volem mesurar la  temperatura de l’aire.

 

1.7.  Els núvols : Aquí es treballa què és un núvol i la seva classificació. També es treballa les parts de cel cobert a partir de les octes.

 

1.8.  Visibilitat a distància :  A partir d’uns punts geogràfics amb distàncies conegudes es pot saber  la visibilitat des del nostre punt d’observació. Els alumnes tindran un  dibuix amb els punts geogràfics i les distàncies i podran  determinar  la  visibilitat en quilòmetres o metres.

 

1.9.  Estat del terreny :  El fenòmens de precipitació recents modifiquen el terreny. En aquest  apartat tenen una taula amb diferents símbols (el sec, el moll,  l’entollat, el nevat, etc...) i el que han de fer és observar com es  troba el terreny al voltant de l’observatori i anotar-ho en el quadern  de treball.

 

En finalitzar l’observació s’ensenyen els diferents aparells de mesura que disposa l’observatori.

 

 

 

 

Segona part a l’interior:

“Observació d’experiments atmosfèrics”

 

En  aquesta segona part es realitzen experiments senzills amb l’objectiu  de  fer més entenedora la física que ens envolta, de fer més entenedora  la  natura. Molts d’aquests experiments es poden reproduir després a  casa o a  l’escola.

En els diferents experiments participen els  alumnes per  tal de dur-los a terme. Anoten el nom de l’experiment, fan  un petit  dibuix de l’experiment i de la seva representació a la  realitat i prenen  notes. 

 

A continuació hi ha alguns  dels experiments  proposats. Els professors, segons els seus interessos,  n’han de triar  entre 5 i 6. Es diferencien amb una (P)  els exclusius per a primària , amb una (S)  els exclusius per a secundària  i amb una (P-S)  els que es poden portar a terme tan a primària com a secundària  amb el llenguatge adaptat a cada nivell.

 

Experiments proposats:

 

1. Formació dels núvols (P):

 

Experiment  senzill on es fa bullir aigua per tal d’accelerar l’evaporació i  després la mateixa aigua evaporada es condensa de manera similar a la  formació d’un núvol. Aquí es remarca que per tal que es formi un núvol  necessitem inicialment aigua líquida, després necessitem que s’evapori  aquesta aigua i finalment que es refredi l’aigua. Al refredar-se es  condensarà i es tornarà líquida. Per refredar-se, l’aire haurà  d’ascendir i ho podrà fer de diferents maneres.

Aquí es treballa el cicle de l’aigua amb els seus canvis d’estat i la humitat.

 

2. Formació d’un núvol dins d’una      garrafa (P-S):  

 

Després  d’augmentar el vapor d’aigua de dins d’una garrafa s’hi produeix un  refredament sobtat i s’arriba al punt de saturació del vapor d’aigua  condensant-se en forma de petites gotes que són realment un petit  núvol.  El mateix procés es porta a terme sense fum i amb una mica de  fum i es  pot demostrar com el fum facilita la formació de les gotes  d’aigua a  l’aire.

 

3. Evaporació i ebullició (S):

 

Aprofitant  el mateix experiment de la formació dels núvols es treballen aquests  dos conceptes. Pels alumnes d’ESO es recorda que l’aigua bull a 100ºC a  nivell del mar i si la pressió disminueix el punt d’ebullició baixa. A  través d’una bomba de buit es pot comprovar que podem fer bullir aigua  a  50ºC quan disminuïm la pressió atmosfèrica .

 

4. Formació de la neu i de la calamarsa(P-S):

 

Aquí es realitza un petit experiment on s’observa la diferència entre la formació de la neu i la formació de la calamarsa.

 

5. Ascens de l’aire per convecció (P-S):

 

Per  tal que es formi un núvol cal, normalment, que l’aire ascendeixi  (excepció boires). A l’ascendir l’aire es refreda i llavors es pot  condensar el vapor d’aigua que porta. L’aire pot pujar per vàries  causes:

Ascens per convecció, ascens orogràfic, ascens per  depressió, ascens per xoc de dues masses d’aire i ascens per aire fred  en alçada.

Aquí es reprodueix un ascens per convecció. El mateix  experiment ens serveix per explicar per que a les parts altes de  l’atmosfera fa més fred.

 

 

6. Càrregues elèctriques (P):

 

Aquí  s’introdueix el concepte de càrrega elèctrica. S’explica de  l’existència de dos tipus de càrregues presents en la matèria.  L’experiment és molt senzill i es comprova que al fregar cossos aquests  es carreguen de diferent manera. Després de carregar un cos es pot  observar com aquest atrau un cos no carregat inicialment. També  s’observa com un cos carregat pot repel·lir un altre cos carregat amb  la  mateixa càrrega. Això ho comparem amb el que passa a l’atmosfera....  hi  ha moltes càrregues fins que salta una xispa, la descàrrega  elèctrica.  Aquí s’explica la diferència entre llamp i llampec.

 

7. El so (P-S):  

 

Els  so viatja més a poc a poc que la llum i per això veiem primer el llamp  i  després escoltem el tro. El so, però, necessita un medi per  desplaçar-se, en el nostre cas és l’aire. Si no hi hagués aire el so no  es desplaçaria i no sentiríem res. En aquest experiment es comprova  com  al treure una part de l’aire de dins d’un recipient amb una bomba  de  buit un despertador fa menys soroll que quan si té tot l’aire.

Pel  alumnes d’ESO es recorda que el so és una ona mecànica (necessita un  medi per desplaçar-se) i que la llum del Sol és una ona  electromagnètica  (no necessita cap medi per desplaçar-se).  També  s’explica que el so  viatja més ràpid a través dels líquids i encara més  ràpid en els sòlids.

 

8. La pressió atmosfèrica (P-S):

 

L’aire  té un pes i exerceix una pressió, la pressió atmosfèrica. Aquesta  pressió no la notem gaire, ja que a dins del nostre cos també tenim  aire  i quedem compensats. A la vegada, a més, estem acostumats a la  pressió.  Aquí es proposen una sèrie d’experiments per observar la força  que  exerceix l’aire al damunt dels cossos:

a) Primer experiment: s’observa com l’aire és capaç d’aguantar l’aigua de dins d’un got amb l’ajuda d’un paper.

b)  Segon experiment: amb l’ajuda d’una bomba de buit es treu l’aire de  dins de dos hemisferis, els hemisferis de Magdeburg. Una vegada tret  l’aire es comprova que no els poden separar, els alumnes proven de  separar-ho i no poden. Una vegada ho han provat s’obra la vàlvula,  entra  l’aire i s’observa com és de fàcil separar-los. Experiment  realitzat a  mitjans del S.XVII.

c) Tercer experiment: Amb l’ajuda  de la bomba  de buit es treu l’aire de dins d’una campana a on hi ha un  globus una  mica inflat. S’observa com el globus augmenta el volum.

Aquí  es  recorda que la pressió atmosfèrica es mesura amb el baròmetre de  mercuri. També es recorda de la importància de la pressió atmosfèrica  en  el moviment de l’atmosfera.

 

9. Baròmetre d’aigua (S):

 

L’experiment reprodueix amb aigua, i l’ajuda de la bomba de buit, el funcionament d’un baròmetre de mercuri.

 

10. Pluja engelant (P):

 

Aquest  fenomen succeeix quan plou sobre un terra amb una temperatura inferior  als 0ºC, l’aigua al caure es congela de forma instantània sent molt  perillós per conduir. L’experiment consisteix en agafar unes rajoles  del  congelador i utilitzar-les com a terra. Es mullen les rajoles,  l’aigua  queda instantàniament congelada. Amb un petit cotxet  teledirigit es  comprova com es perd el control en la zona gelada.

 

11. Composició de l’aire (P-S):

 

Amb  una simple espelma, un plat, un got i aigua es treballa la composició  de l’atmosfera. Es recorda que aproximadament una cinquena part de  l’aire és oxigen i quatre cinquenes part nitrogen. Es recorda que  l’oxigen es necessari per la combustió i que sense ell s’acaba.

 

12. Per què no cauen els satèl·lits?(P-S):

 

L’experiment  pretén fer entendre com es pot aguantar un satèl·lit a l’alçada que  orbita tenint en compte que allà hi ha gravetat. Es relaciona el  moviment dels satèl·lits amb el dels planetes al voltant del Sol.

 

13. Forces entre líquids i sòlids (S):

 

Els líquids i els sòlids s’exerceixen forces entre ells.

L’experiment  consisteix en observar com amb un tros de vidre, aigua i un objecte  sòlid podem aconseguir que l’objecte sòlid quedi enganxat al tros de  vidre gràcies a l’aigua.

Aquesta força és la que fa que l’aigua pugi per les parets en una proveta.

 

14. Tensió superficial (S):

 

A  l’omplir un got fins dalt de tot es comprova la forma arrodonida de la  superfície, forma produïda gràcies a la tensió superficial. També la  forma de les gotes és gràcies a aquesta força. Un clip de metall pot  aguantar-se, a la superfície de l’aigua, gràcies a aquesta força.

S’agafa  una ampolla plena d’aigua amb un tap enreixat i es comprova com  l’aigua  no cau al girar l’ampolla cap per avall. Efecte de la tensió  superficial i la força entre líquids i sòlids.

 

15. La forma de les gotes de pluja i com      s’aguanten (P-S):

 

Les  gotes de pluja tenen una forma esfèrica gràcies a la tensió  superficial. Aquestes gotes es poden aguantar dins d’un núvol gràcies a  les fortes corrents d’aire que es produeixen. En aquest experiment es  mostra la forma d’una gota i com aquesta s’aguanta al damunt d’una  cullera molt calenta sense que toqui la cullera.

 

16. Compressió i dilatació dels gasos. Efectes d’un huracà (P-S):

 

Els  sòlids i els líquids es dilaten quan els escalfem. En el cas dels  gasos  la dilatació és molt més exagerada. Aquí s’observa la dilatació i  compressió de l’aire al canviar de temperatura i per veure-ho  utilitzem  una llauna de refresc buida. El mateix experiment serveix per  explicar  la conseqüència més devastadora d’un huracà, la pujada del  nivell del  mar.  

 

17. Pressió de gasos sobre líquids i la força d’arquímedes (S):

 

L’atmosfera  exerceix diferents pressions a nivell de superfície i aquesta pressió  es transmet als oceans i als mars. Aquest fet produeix que el nivell  del  mar pugui oscil·lar uns centímetres en diferents èpoques de l’any  en  funció de la pressió atmosfèrica a la qual ens trobem.

En  aquest  experiment s’observa la transmissió de la pressió dels gasos  sobre dels  líquids. A la vegada s’observa com s’ho fan la majoria de  submarins per  surar o enfonsar-se gràcies al principi d’arquímedes i a  la variació del  seu pes.  

 

18. Per què tenim estacions?(P-S):

 

Sovint  es creu que la distància al Sol és la que produeix les diferències de  temperatura al llarg de l’any. En aquest experiment, gràcies a un  calefactor i a un planeta Terra, es pot comprovar quin hemisferi  s’escalfa més en funció de l’època de l’any. Es mostra que és la  inclinació de l’eix de la Terra i la translació d’aquesta els  responsables que al llarg de l’any es produeixin diferents estacions. 

 

19. Efecte de la pressió atmosfèrica en gasos dissolts en líquids (S):

 

Els  gasos es dissolen en els líquids. La concentració d’aquesta dissolució  dependrà de la temperatura del líquid i de la pressió a la qual està  sotmès. Aquí es comprova que quan es col·loca una beguda gasosa en una  atmosfera amb poca pressió, dins de la campana de buit, el gas  s’allibera tot esbravant-se. 

 

20. Força de Coriolis (S):

 

L’aire  tendeix a anar d’altes a baixes pressions. Això, però, quan passa a  escala planetària es veu afectat pel moviment de rotació de la Terra  tot  fent girar l’aire cap a la dreta a l’hemisferi nord i cap a  l’esquerra a  l’hemisferi sud a causa de la força de Coriolis. 

A  partir d’un  disc de vinil s’ensenya com és que l’aire, quan es desplaça  de zones  d’altes pressions a zones de baixes pressions, es desvia cap a  la dreta a  l’hemisferi nord i cap a l’esquerra a l’hemisferi sud  donant un  moviment diferent al voltant dels anticiclons i depressions a  cada  hemisferi.

 

21. El tub de Newton (S):

 

Es  comprova com una ploma cau a gran velocitat quan dins d’un tub es treu  part de l’aire. Es recorda que els cossos cauen tots amb la mateixa  acceleració en absència de fregament.

 

22. El camp magnètic terrestre (P-S):

 

La  Terra és un gran imant i com a tal produeix un camp magnètic que és el  que fa moure l’agulla de la nostra brúixola. Aquí es construeix una  brúixola casolana amb una agulla i un tros de suro i es comprova  l’existència del camp magnètic terrestre. Es recorda que aquest camp  magnètic ens protegeix de les tempestes solars que es produeixen sovint  i  que afecten més als països situats més al nord. Les aurores boreals  són  producte de la interacció de les tempestes solars amb les  partícules de  la nostra atmosfera.  

 

23. Refracció atmosfèrica (S):

 

Aquí  s’observa els efectes de la refracció que fa que poguem veure objectes  que sense la refracció no podríem veure’ls. S’observa també com és  desviat un raig de llum al canviar de medi. S’explica també el fenomen  de l’Arc de Sant Martí i si fa sol es mostra com un prisma separa en  colors un raig de llum.

 

24. El pes de l’aire (S):

 

Aquí  s’observa com una bola de porexpan situada en una balança augmenta de  pes al fer el buit sobre la balança. Realment el que està succeint és  que l’empenta d’arquímedes sobre la bola de porexpan, que equival al  pes  de l’aire que desplaça la bola, desapareix i per tant l’augment de  pes  fictici que ha tingut la bola és realment el pes de l’aire  desplaçat.  

 

25. La contaminació atmosfèrica, anticicló i la inversió tèrmica (S):

 

En  cas d’haver un potent anticicló a l’hivern es produeixen fortes  inversions tèrmiques i dificultats per que es dissipin les partícules  contaminants que s’alliberen arran del terra. Aquí s’observa el fenomen  dins d’un got i es recorda que quan les situacions atmosfèriques són  de  fortes inversions tèrmiques cal evitar al màxim l’emissió de gasos  contaminants a les zones més fondes.

 

 

El  taller es pot acabar amb una sessió d’imatges del satèl·lit meteosat.  Imatges en visible i infraroig i detecció de núvols baixos, boires i  núvols alts i prims.