Zmiany klimatyczne

1. Topnienie lodu lądowego i morskiego Expand
   • UWAGA: Ta aktywność jest symulacją topnienia lodu lądowego i morskiego oraz ich wpływu na poziom wody.
   • Najpierw oznacz jeden cylinder z podziałką jako 'Lód morski', a drugi cylinder z podziałką jako 'Lód lądowy.' Hipotezy: hipoteza eksperymentalna może być taka, że topnienie lodu lądowego spowoduje wzrost poziomu wody bardziej niż topnienie lodu morskiego. Hipoteza zerowa zakładałaby, że nie będzie różnicy w zmianie poziomu wody między tymi dwoma zbiornikami.
   • Dodaj 10 kostek lodu do cylindra z podziałką lodu morskiego, a następnie napełnij go do znaku 300 ml zimną wodą z kranu.
   • Zapisz początkowy poziom wody w centymetrach w tabeli 2.
   • Napełnij cylinder z podziałką lodu lądowego do znaku 300 ml zimną wodą z kranu.
   • Umieść kawałek styropianu na powierzchni wody.
   • Dodaj 10 kostek lodu do cylindra z podziałką i zapisz początkowy poziom wody w Tabeli 2.
   • Odczekaj 30 minut, aż lód się stopi.
   • Gdy lód zostanie stopiony, zapisz w tabeli końcowy poziom wody zarówno w cylindrach z podziałką lodu morskiego, jak i lądowego.
   • Teraz oblicz zmianę poziomu wody w każdym cylindrze z podziałką, odejmując początkowy pomiar od końcowych wartości poziomu wody. Zmiana poziomu wody = końcowy poziom wody - początkowy poziom wody
   • Zapisz tę wartość w Tabeli 2.
   • Prześlij dane dotyczące zmiany poziomu wody dla każdego pojemnika do instruktora klasy, który zostanie połączony z resztą danych klasy w Tabeli 4.
2. Wpływ gazów cieplarnianych Expand
   • UWAGA: To ćwiczenie ma na celu symulację wpływu gazów cieplarnianych na Ziemię, poprzez zbadanie różnych właściwości cieplarnianych pojemnika zakrytego w porównaniu z pojemnikiem otwartym. HIPOTEZY: Hipoteza eksperymentalna może być taka, że zakryty pojemnik osiągnie wyższą temperaturę niż odkryty pojemnik. Hipoteza zerowa może zakładać, że nie będzie różnicy między temperaturą w pojemniku zakrytym a odkrytym.
   • Najpierw przyklej termometry do wnętrza obu cylindrów z podziałką, skierowanymi na zewnątrz, tak aby liczby były widoczne przez plastik. Upewnij się, że termometry są na tym samym poziomie.
   • Oznacz pierwszy cylinder z podziałką jako "Otwarty", a drugi jako "Zamknięty".
   • Na wierzchu zamkniętej cylindry przykryj folię foliową i zabezpiecz ją taśmą lub gumkami. UWAGA: Każda grupa uczniowska powinna użyć tej samej metody do zabezpieczenia folii.
   • Zapisz początkowe temperatury cylindrów w Tabeli 3.
   • Ustaw oba cylindry z podziałką na słońcu lub pod lampą grzewczą na 30 minut.
   • Po upływie 30 minut zapisz końcowe temperatury każdego pojemnika w Tabeli 3.
   • Oblicz zmianę temperatury, odejmując temperaturę początkową od temperatury końcowej. Zmiana temperatury = temperatura końcowa - temperatura początkowa
   • Zapisz wynikową wartość w Tabeli 3.
   • Prześlij dane dotyczące zmiany temperatury dla każdego pojemnika do instruktora klasy, aby zostały połączone z resztą danych klasy w Tabeli 5.
3. Zmiany zakresu gatunków Expand
   • UWAGA: W tym ćwiczeniu będziesz obserwować historyczne zlodowacenia w Ameryce Północnej i plejstocenie oraz współczesne zakresy gatunków gryzoni. Następnie opracujesz hipotezy, które wyjaśnią wszelkie zaobserwowane zmiany w zakresie gatunków. Hipotezy: Alternatywną hipotezą może być to, że zakres gatunkowy przypisanych przez ciebie gatunków gryzoni rozszerzył się na północ między plejstocenem a współczesnymi mapami. Hipoteza zerowa zakładałaby, że zasięg gatunkowy nie zmieni się między tymi okresami.
   • Aby zbadać zmiany zasięgu gatunków, uzyskaj gatunek przypisany przez instruktora wraz z jego rozmieszczeniem plejstoceńskim. UWAGA: Plejstocen = 21 800 do 15 600 lat temu.
   • Użyj podanego rysunku, który przedstawia historyczne zlodowacenie w Ameryce Północnej, aby opracować hipotezę na temat tego, w jaki sposób gatunki mogą przesuwać swoje zakresy między plejstocenem a współczesnym klimatem.
   • Teraz przejrzyj przypisany przez siebie rozkład gatunków dla ery współczesnej i porównaj go z rozkładem plejstocenu.
   • Zapisz swoje ogólne obserwacje dotyczące zmian zasięgu gatunków obserwowanych w dowolnym kierunku w Tabeli 7 i zapisz swoje hipotezy dotyczące tych obserwacji.
4. Analiza danych Expand
   • Zbierz kopię skompilowanych danych klasy dla średniej zmiany temperatury i poziomu wody od instruktora, zliczonych odpowiednio w Tabeli 4 i Tabeli Piątej.
   • Dla danych dotyczących aktywności lodu lądowego i morskiego wpisz zakres danych lub zaznacz komórki, aby wstawić wartości w nawiasy polecenia średniej (=AVERAGE(X:X)).
   • Teraz wpisz lub zaznacz zakres danych w nawiasach polecenia odchylenia standardowego (=STDEV(X:X)).
   • Wykres średniej i odchylenia standardowego dla każdego zabiegu w postaci wykresu słupkowego.
   • Następnie oblicz i wykreśl średnią i odchylenie standardowe dla każdego zabiegu od czynności drugiej w ten sam sposób, a następnie wygeneruj wykres słupkowy.
   • Wykonaj test t na danych dotyczących lodu morskiego i lądowego, uruchamiając najpierw pakiet narzędzi do analizy, klikając "dane", a następnie "analiza danych".
   • Wybierz "t-Test, sparuj dwie próbki dla średnich" z menu rozwijanego i kliknij "OK".
   • Kliknij strzałkę skierowaną w górę obok zmiennej pierwszej i wybierz dane dla lodu lądowego, klikając pierwszy punkt danych i przeciągając kursor do ostatniego punktu danych w kolumnie.
   • Następnie kliknij strzałkę obok zmiennej drugiej i wybierz dane dla lodu morskiego.
   • Wybierz miejsce na wyjście i kliknij "OK".
   • Powtórz te kroki dla danych klasy z aktywności gazów cieplarnianych.
   • Zapisz wartości p i kierunek o dowolnym znaczeniu dla obu działań w odpowiedniej tabeli.
   • Dla aktywności gatunku zapisz, czy gatunek wydawał się przechodzić zmianę zasięgu, w którym kierunku się znajdował i dlaczego tak się dzieje.
5. Wyniki Expand
   • Aby przeanalizować swoje dane, zbadaj wykres danych z topnienia lodu morskiego i zanotuj, czy topnienie lodu lądowego lub morskiego spowodowało większy wzrost poziomu wody.
   • Następnie zbadaj wyniki aktywności gazów cieplarnianych i zwróć uwagę, czy dane wykazały jakiekolwiek różnice w temperaturze w zakrytym pojemniku w porównaniu z otwartym pojemnikiem. Jeśli zauważyłeś różnicę, zastanów się, do czego można porównać dodanie folii z punktu widzenia ochrony środowiska.
   • Na koniec, w ćwiczeniu dotyczącym zasięgu gatunków, zanotuj, czy twój gatunek przeszedł przesunięcie zasięgu na północ i przedyskutuj to odkrycie z kolegami z klasy. Jeśli twój gatunek nie uległ żadnej zauważalnej zmianie zasięgu lub przesunął się w kierunku innym niż północny, wyjaśnij, dlaczego uważasz, że tak może być. UWAGA: Ważne jest, aby pamiętać, że te zestawy danych są małymi reprezentacjami i że dane historyczne nie mogą być naprawdę kompletne, ale zapewniają pobieżną analizę tego, jak zasięgi gatunków mogą się zmieniać w ocieplającym się klimacie.

W tym ćwiczeniu będziesz symulować topnienie lodu lądowego i topnienie lodu morskiego oraz dokonywać obserwacji zmian poziomu wody w obu warunkach. Połowa klasy będzie zajmować się topnieniem lodu morskiego. Najpierw oznacz jeden cylinder z podziałką jako lód morski, a drugi cylinder z podziałką jako lód lądowy.

W tym ćwiczeniu hipoteza eksperymentalna może być taka, że topnienie lodu lądowego spowoduje wzrost poziomu wody bardziej niż topnienie lodu morskiego. Hipoteza zerowa zakładałaby, że nie będzie różnicy w zmianie poziomu wody między tymi dwoma zbiornikami. Dodaj 10 kostek lodu do cylindra z podziałką lodu morskiego, a następnie napełnij go do 300 mililitrów zimną wodą z kranu.

Zapisz początkowy poziom wody w centymetrach w tabeli drugiej. Napełnij cylinder z podziałką lodu lądowego do znaku 300 mililitrów zimną wodą z kranu. Umieść kawałek styropianu na powierzchni wody.

Dodaj 10 kostek lodu do cylindra z podziałką i zapisz początkowy poziom wody w tabeli drugiej. Odczekaj 30 minut, aż lód się stopi. Po stopieniu lodu zapisz w tabeli danych końcowy poziom wody zarówno w cylindrach z podziałką lodu morskiego, jak i lodu lądowego.

Teraz oblicz zmianę poziomu wody w każdym cylindrze z podziałką, odejmując początkowy pomiar od końcowych wartości poziomu wody. Zapisz tę wartość w tabeli. Prześlij dane dotyczące zmiany poziomu wody dla każdego zbiornika instruktorowi klasy, aby zostały połączone z pozostałymi danymi klasy w tabeli czwartej.

W tym ćwiczeniu poddasz zakryty pojemnik i otwarty pojemnik ciepłym warunkom i dokonasz obserwacji zmian temperatury w każdym pojemniku. Jeśli chodzi o aktywność związaną z efektami cieplarnianymi, hipoteza eksperymentalna może zakładać, że zakryty pojemnik osiągnie wyższą temperaturę niż odkryty pojemnik. Hipoteza zerowa może zakładać, że nie będzie różnicy między temperaturą w pojemniku zakrytym a odkrytym.

Jedna połowa klasy wykona ćwiczenie drugie, podczas gdy druga połowa wykona ćwiczenie pierwsze. Aby zbadać wpływ gazów cieplarnianych, najpierw przyklej termometry do wnętrza obu cylindrów z podziałką, skierowanymi na zewnątrz, tak aby liczby były widoczne przez plastik. Upewnij się, że termometry są na tym samym poziomie.

Oznacz pierwszy cylinder z podziałką jako otwarty, a drugi cylinder jako zamknięty. Połóż folię na górze zamkniętego cylindra. Zabezpiecz go mocno taśmą lub gumkami.

Każda grupa uczniowska powinna użyć tej samej metody do zabezpieczenia folii. Temperatury początkowe butli należy zapisać w tabeli trzeciej. Ustaw oba cylindry z podziałką na słońcu lub pod lampą grzewczą.

Zanotuj aktualny czas i pozwól pojemnikom odstawić na 30 minut. Po upływie 30 minut zapisz końcowe temperatury każdego pojemnika w tabeli trzeciej. Oblicz zmianę temperatury, odejmując temperaturę początkową od temperatury końcowej.

Zapisz wynikową wartość w tabeli. Prześlij dane dotyczące zmiany temperatury dla każdego pojemnika do instruktora klasy, aby połączyć je z pozostałymi danymi z klasy w tabeli piątej. W tej aktywności będziesz obserwować historyczne zlodowacenia w Ameryce Północnej i plejstocenie oraz współczesne zasięgi gatunków gryzoni.

Następnie opracujesz hipotezy, które wyjaśnią wszelkie zaobserwowane zmiany w zakresie gatunków. W tym ćwiczeniu alternatywną hipotezą może być to, że zakres gatunkowy przypisanych gatunków gryzoni rozszerzy się na północ między plejstocenem a współczesnymi mapami. Hipoteza zerowa zakładałaby, że zasięg gatunkowy nie zmieni się między tymi okresami.

Aby zbadać zmiany zasięgu gatunków, zdobądź gatunek przypisany przez instruktora wraz z jego rozmieszczeniem plejstoceńskim. Wykorzystaj dostarczony rysunek, który przedstawia historyczne zlodowacenie w Ameryce Północnej, aby opracować hipotezę na temat tego, w jaki sposób gatunki mogą zmieniać swoje zasięgi między plejstocenem a współczesnym klimatem. Teraz przejrzyj przypisany rozkład zasięgu gatunków dla epoki współczesnej i porównaj go z rozkładem plejstocenu.

Zapisz swoje ogólne obserwacje dotyczące zmian zasięgu gatunków obserwowanych w dowolnym kierunku w tabeli siódmej i zapisz swoje hipotezy dotyczące tych obserwacji. Aby przeprowadzić analizę danych, instruktor powinien skompilować dane dotyczące średniej zmiany temperatury i poziomu wody z obu połówek klasy odpowiednio w tabeli czwartej i piątej, aby rozdać je uczniom. Wpisz zakres danych w nawiasach polecenia average.

Następnie wpisz zakres danych w nawiasach polecenia odchylenia standardowego. Wykreślić średnią i odchylenie standardowe dla każdego zabiegu od czynności pierwszej na wykresie pierwszym. Następnie wykreślić średnią i odchylenie standardowe dla każdego zabiegu od czynności drugiej na wykresie drugim.

Wykonaj test t, uruchamiając najpierw pakiet narzędzi do analizy, klikając dane, a następnie analizę danych. Z menu rozwijanego wybierz t-Test, sparuj dwie próbki dla średnich i kliknij przycisk OK. Kliknij strzałkę skierowaną w górę obok zmiennej pierwszej i wybierz dane dla lodu lądowego, klikając pierwszy punkt danych i przeciągając kursor do ostatniego punktu danych w kolumnie. Następnie kliknij strzałkę obok zmiennej drugiej i wybierz dane dla lodu morskiego.

Wybierz miejsce, w którym mają być dane wyjściowe, i kliknij przycisk OK. Powtórz te kroki dla danych klasy z ćwiczenia drugiego. W odpowiedniej tabeli należy zapisać wartości p i kierunek o dowolnym znaczeniu dla czynności pierwszej i drugiej. W przypadku aktywności trzeciej zapisz, czy gatunek wydawał się przechodzić zmianę zasięgu, w którym kierunku się znajdował i dlaczego tak się dzieje.

Aby przeanalizować dane, najpierw wykreśl dane z topniejącego lodu morskiego. Czy topnienie lodu lądowego spowodowało większy wzrost poziomu wody niż lód morski? Jak myślisz, dlaczego tak się dzieje?

Następnie należy wykreślić wyniki aktywności związanej z efektami gazów cieplarnianych. Czy dane wykazały jakiekolwiek różnice w temperaturze w zakrytym pojemniku w porównaniu z otwartym pojemnikiem? Jeśli zauważyłeś różnice, jak myślisz, do czego można porównać dodatek folii plastikowej, z punktu widzenia ochrony środowiska?

Wreszcie, jeśli chodzi o zasięg gatunkowy, czy zauważyłeś, że twój gatunek uległ przesunięciu zasięgu na północ? Czy któryś z twoich kolegów z klasy znalazł coś innego? Jeśli twój gatunek nie przeszedł żadnej zauważalnej zmiany zasięgu lub przesunął się w kierunku innym niż północ, jak myślisz, co to mówi o ich niszy ekologicznej lub stylu życia?

Należy pamiętać, że te zestawy danych są małymi reprezentacjami i że dane historyczne nie mogą być naprawdę kompletne. Dostarczają jednak pobieżnej analizy tego, jak zasięgi gatunków mogą się zmieniać w ocieplającym się klimacie.