CC BY
102
Смирнова Елена Валерьевна
ИЗОБРАЖЕНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА НА УРОКАХ ГЕОГРАФИИ
География - первый школьный предмет, в рамках которого стали использоваться изображения Земли из космоса. Сначала учителя демонстрировали первые фотографии, сделанные в космосе, затем стали использовать снимки, полученные с искусственных спутников Земли. В наши дни все большее распространение получает работа со станциями приема изображений Земли из космоса, профессионально изданными атласами и плакатами, уроки с использованием персональных компьютеров и сети Интернет.
Важна роль использования изображений Земли из космоса в профориентацион-ной работе. В наши дни данными мониторинга Земли из космоса пользуются специалисты многих областей.
Одной из первых областей применения космических снимков стала метеорология. Появление таких данных позволило наблюдать за атмосферой на обширных территориях в режиме реального времени, то есть наблюдать за глобальной системой формирования атмосферной циркуляции, передвижением циклонов, формированием облачных систем, тепловым балансом Земли и др. Космическая съемка незаменима при составлении метеорологических прогнозов, прогнозировании опасных атмосферных явлений (например, ураганов), а также при изучении глобального изменения климата. Велика роль космических снимков для разведки и учета природных ресурсов: лесных, минеральных, водных, биологических. Широко используются космические снимки в сельском хозяйстве и мониторинге акваторий морей и океанов. Мониторинг чрезвычайных ситуаций - таких как наводнения, лесные пожары, цунами, ураганы, землетрясения, извержения вулканов, торнадо -очень важен и помогает оперативно отреагировать на сложившуюся обстановку.
$емоАс&риро&а,мс аер&ш с$&хлШие 6 космосе...
Космические снимки можно классифицировать по разным признакам: в зависимости от выбора регистрируемых излуча-тельных и отражательных характеристик, что определяется спектральным диапазоном съемки; от технологии получения изображений и передачи их на Землю, во многом обусловливающей качество снимков; от параметров орбиты космического носителя и съемочной аппаратуры, определяющих масштаб съемки, обзорность, разрешение снимков и т. п.
Для задач, связанных с обучением географии на школьном уровне, наиболее важно понимать классификацию снимков по пространственному разрешению (минимальной линейной величине регистрируемых объектов); снимки разделяют на груп-
'Велико, роль космигеских сНимкаб разборки и уг&йл приро^Аих ресурсов..
пы от очень низкого до сверхвысокого разрешения.
Например, на рисунке 1* представлена европейская часть России и сопредельные регионы на снимках низкого разрешения. На рисунке 2 представлен снимок дельты Волги среднего разрешения, а на рисунке 3 - Бакинская бухта на снимке высокого пространственного разрешения (несколько метров).
В зависимости от цели и задач урока, учителю необходимо подобрать соответствующие снимки - из архива данных, полученных персональной станцией приема изображений Земли из космоса (если она есть в школе) или из других источников, например, сделать подборку в сети Интернет (или дать такое задание учащимся). В конце этой статьи приведены некоторые наиболее популярные ссылки по этой теме.
Космические снимки интересно и полезно применять во всех школьных курсах географии - физической географии мира и России, экономической географии России и зарубежных стран.
Уроки, на которых уместно демонстрировать космические снимки и проводить лабораторные работы с ними, показаны в таблицах 1-4. К некоторым урокам даны примеры космических снимков, полученных с разных спутников различными приемными станциями (к сожалению, объем этой статьи не позволяет привести больше снимков).
Таблица 1.
Место изображений Земли из космоса в курсе «Физическая география», 6 класс
Раздел: Введение
Тема: Основные этапы познания поверхности планеты_
Раздел: От плана местности к географической карте
Тема: Карта - особая модель земной поверхности. Масштаб.
Новые виды изображения местности: аэрофотоснимки, снимки Земли из космоса. Раздел: Строение Земли Тема: Литосфера
Основные формы рельефа суши: равнины и горы. Способы изучения земных глубин. Опасные природные явления в литосфере. Землетрясения.
Вулканическая деятельность. Тема: Гидросфера
Мировой океан и его части. Моря, заливы, проливы (см. рисунок 4). Острова и полуострова. Температура вод Мирового океана. Морские течения (теплые и холодные). Реки - речная система, бассейн, водораздел. _Речная долина и ее части._
*
Здесь и далее представлены стилизованные изображения спутниковых фотографий, качественные снимки размещены на диске к журналу.
Продолжение таблицы 1
Раздел: Строение Земли
Тема: Основные этапы познания поверхности планеты Реки горные и равнинные.
Поведение реки в течение года: половодье, паводок межень, ледостав (см. рисунок 5).
Озера. Искусственные водоемы: каналы и водохранилища. Охрана вод от загрязнения.
Ледники, снеговая линия. Оледенение горное и покровное. Раздел: Строение Земли Тема: Атмосфера
Атмосферное давление. Ветер и причины его образования. Облака. Погода, причины ее изменений, предсказание погоды. Климат. Распределение солнечного тепла и света по поверхности земного зависимости от географической широты (см. рисунок 6). Охрана атмосферного воздуха. Тема: Взаимосвязь земных оболочек
Изменение лика Земли в результате природных процессов и деятельности
шара в
человека.
Таблица 2.
Место изображений Земли из космоса в курсе «Физическая география материков и океанов»
Раздел: Введение
Темы: Многообразие источников географической информации._
Раздел: Как открывали мир
Темы: Развитие географических представлений об устройстве поверхности Земли. Современные географические исследования: изучение Земли из космоса. Исследования полярных областей.
_Заполнение «белых пятен» на карте._
Раздел: Географическая карта - величайшее творение человечества
Тема: Из истории создания карт._
Раздел: Земля - уникальная планета Тема: Атмосфера и климат
Пояса освещенности и тепловые пояса.
Распределение температуры воздуха, атмосферного давления и осадков на Земле. Воздушные массы. Опасные природные явления в атмосфере. Тема: Гидросфера. Мировой океан - главная часть гидросферы Система поверхностных течений в Океане. Льды. Перераспределение тепла и влаги между сушей и океанами. Воды суши: поверхностные (великие речные системы мира, ледники на Земле, многообразие озер). Тема: Географическая оболочка, ее строение и свойства Природная зона (см. рисунок 7). Географическая зональность. Карта природных зон.
Раздел: Материки и океаны Тема: Африка
Географическое положение, размеры, очертания и омывающие континент океаны. Стихийные природные явления. Крупные города.
Продолжение таблицы 2.
Раздел: Материки и океаны Тема: Австралия и Океания
Географическое положение, размеры, очертания и омывающие континент океаны. Крупные города. Тема: Южная Америка
Географическое положение, размеры, очертания и омывающие континент океаны. Крупные города. Тема: Океаны
Тихий, Индийский, Атлантический океаны. Географическое положение. Тема: Полярные области Земли
Антарктида. Современные исследования материка. Северный Ледовитый океан. Тема: Северная Америка
Географическое положение, размеры, очертания и омывающие континент океаны. Изменение природы в результате хозяйственной деятельности. Крупные города. Тема: Евразия
Географическое положение, размеры, очертания и омывающие континент океаны. Изменение природы в результате хозяйственной деятельности. Территории с опасной экологической ситуацией. Крупные города.
Раздел: Земля - наш дом
Темы: Изменения природы в планетарном, региональном и локальном масштабах под воздействием хозяйственной деятельности людей. Роль географии в рациональном использовании природы.
Новейшие методы (в том числе космические) исследования природы на Земле и за ее пределами.
Таблица 3.
Место изображений Земли из космоса в курсе «Физическая, социальная и экономическая география России» 8-9 классы
Раздел: Введение
Тема: Методы географических исследований: аэрокосмический, геоинформационный
Раздел: Природа
Тема: Геологическое строение, рельеф и минеральные ресурсы Главные черты рельефа России. Горы и равнины. Тема: Климат и агроклиматические ресурсы
Типы воздушных масс, циркуляция атмосферы (атмосферные фронты, циклоны и антициклоны) (см. рисунок 8).
Синоптическая карта, прогнозы погоды, их значение. Использование аэрокосмических методов изучения климатических явлений. Изменение климата под влиянием естественных и антропогенных факторов. Смог. Тема: Внутренние воды и водные ресурсы
Главные речные системы, водоразделы, бассейны. Важнейшие озера, их происхождение (см. рисунки 9, 10). Ледники. Болота. Искусственные водоемы. Ледовый режим рек (см. рисунок 5).
Продолжение таблицы 3.
Раздел: Природа
Тема: Почва и почвенные ресурсы
Изменение почв в процессе их хозяйственного использования, борьба с эрозией и загрязнением почв.
Тема: Природное районирование
Характеристика арктических пустынь, тундр и лесотундр, лесостепей и степей, полупустынь и пустынь.
_Экологические проблемы разных природных зон._
Раздел: Население
Темы: Интенсивность урбанизации в России. Городские агломерации. Раздел: Хозяйство
Тема: География отраслей и межотраслевых комплексов
Негативное влияние различных типов электростанций на окружающую среду. Крупнейшие месторождения нефти и газа. Система трубопроводов. Фокусы экологических проблем России. Раздел: Регионы России Тема: Европейская часть России
Разнообразие рельефа в связи с особенностями геологического строения и рельефообразующих процессов. Тема: Европейский Север
Своеобразие географического положения на севере Восточно-Европейской равнины в связи с выходом к Северному Ледовитому океану. Мурманский и архангельский порты. Северный морской путь (см. рисунок 11). Города региона. Проблема охраны природы Севера.
Раздел: Регионы России Тема: Центральная Россия
Преимущества географического положения и состав территории. Чередование возвышенностей и низменностей - характерная черта рельефа. Моренно-ледниковый рельеф разной степени сохранности. Радиально-кольцевая планировка Москвы и столичного региона. Экологические проблемы Москвы Пояс полесий и ополий. Эрозионные равнины. Тема: Европейский Северо-Запад
Природные особенности: сочетание возвышенностей и низменностей. Густая озерно-речная сеть.
Санкт-Петербург - северная столица России. Его основание, планировка, архитектурные ансамбли и памятники. Пригородные садово-парковые ансамбли. Тема: Поволжье
Географическое положение на юго-востоке Русской равнины.
Зональность климата и почвенно-растительного покрова в пределах региона, их влияние на развитие сельского хозяйства.
Волга - великая русская река. Экологические и водные проблемы. Система трубопроводов и проблемы их безопасности. Столицы республик и крупнейшие города (Волгоград, Самара, Астрахань). Основные географические фокусы экологических проблем региона. Тема: Европейский Юг
Особенности географического положения региона.
Равнинная, предгорная и горная части региона: их природная специфика. Рельеф Кавказа.
Основные географические фокусы экологических проблем региона.
Продолжение таблицы 3.
Раздел: Природа Тема: Урал
Пограничное положение Урала между Европейской Россией и Сибирью на стыке тектонических структур, невысоких гор и равнин.
Урал - водораздел крупных рек и климатораздел. Крупнейшие города Урала. Антропогенные изменения природы Урала.
Основные географические фокусы экологических проблем региона. Тема: Азиатская часть России
Географическое положение. Тема: Сибирь. Западная Сибирь
Географическое положение.
Границы Сибири с точки зрения физико-географического районирования. Сильная заболоченность - характернейшая особенность территории. Отчетливо выраженная географическая зональность. Система трубопроводов. Транссибирская магистраль, БАМ. Основные географические фокусы экологических проблем региона. Тема: Восточная Сибирь
Особенности рельефа Среднесибирского плоскогорья.
Влияние климата и многолетней мерзлоты на особенности рельефа, водной сети и почвенно-растительного покрова.
Великие сибирские реки: их водность, питание, режим, энергетические и водные ресурсы. Тектоническая впадина Байкала - прообраз океана будущего. Уникальность Байкала (см. рисунок 10). Тайга - основная природная зона.
Транссибирская железная дорога - главная транспортная артерия региона. БАМ. Основные географические фокусы экологических проблем региона. Тема: Дальний Восток
Особенности географического положения.
Границы Дальнего Востока с точки зрения физико-географического районирования. Тектоническая подвижность территории: частые землетрясения и вулканизм, моретрясения, цунами.
Долина гейзеров, термальные источники. Климатические контрасты севера и юга. Месторождения нефти и газа на Сахалине и шельфе. Густая речная сеть и полноводность рек. Паводки и наводнения. Основные географические фокусы экологических проблем региона.
Таблица 4.
Место изображений Земли из космоса в курсе «Социальная и экономическая география мира», 10 класс
Раздел: Общая характеристика мира
Тема: Охрана окружающей среды и экологические проблемы Два лесных пояса Земли. Обезлесение и борьба с ним. Опустынивание и борьба с ним.
Загрязнение окружающей среды и экологические проблемы (рисунок 12) Антропогенное загрязнение окружающей среды; причины и последствия. Загрязнение литосферы, гидросферы, атмосферы. Междисциплинарный характер проблемы «Общество и окружающая среда» - роль географии.
Продолжение таблицы 4.
Раздел: Общая характеристика мира Тема: География населения мира
Урбанизация в экономически развитых странах. Крупнейшие города (агломерации) и мегаполисы мира. Влияние урбанизации на окружающую среду. Экологические проблемы больших городов. Тема: География отраслей мирового хозяйства
_Транспорт и окружающая среда._
Раздел: Региональная характеристика мира Тема: Зарубежная Европа
Крупнейшие городские агломерации зарубежной Европы. Западноевропейский тип города.
Охрана окружающей среды и экологические проблемы. Географический рисунок расселения и хозяйства. Высокоразвитые районы: примеры Лондона и Парижа. Тема: Зарубежная Азия
Тип азиатского (восточного) города. Охрана окружающей среды и экологические проблемы. Угроза обезлесения и опустынивания. Китай. Восточная зона (города Пекин и Шанхай). Япония. Особенности размещения населения и урбанизации. Япония. Главные городские агломерации. Япония. Проблемы загрязнения окружающей среды. Индия. Охрана окружающей среды и экологические проблемы. Тема: Африка
Охрана окружающей среды и экологические проблемы. Проблема опустынивания. Тема: Северная Америка
Урбанизация в США. Главные города, агломерации и мегаполисы. Загрязнение окружающей среды в США. Тема: Латинская Америка Угроза обезлесения.
Крупнейшие городские агломерации - Мехико, Сан-Паулу, Буэнос-Айрес, Рио-де-Жанейро. Охрана окружающей среды и экологические проблемы. Региональная политика освоения Амазонии. Тема: Австралия и Океания
_Охрана окружающей среды и экологические проблемы._
Раздел: Глобальные проблемы человечества
Темы: Продовольственная проблема, ее географические аспекты и пути решения, Проблема освоения космоса.
Наиболее удобно проводить работу с космическими снимками в виде практических работ. В качестве примера такой работы мы приводим пример занятия по теме «Анализ облачности по космическим снимкам». В качестве основы могут использоваться снимки, полученные школьной станцией приема космических снимков, снимки, приведенные в этой работе (рисунки 13-16), или
снимки, найденные в сети Интернет. Эта же работа может использоваться на уроках естествознания в 5 (темы «Образование облаков» и «Погода») и 11 (тема «Движение воздушных масс») классах. А также в качестве демонстрации на уроках биологии в 5 классе при изучении тем «Воздушная оболочка Земли», «Образование облаков» и «Погода и прогноз погоды».
АНАЛИЗ ОБЛАЧНОСТИ ПО КОСМИЧЕСКИМ СНИМКАМ
Предмет 6 класс 7 класс 8 класс
География Облака Распределение температуры воздуха, атмосферного давления и осадков на Земле Циркуляция атмосферы
Погода, прогноз погоды Воздушные массы Прогноз погоды
- закрепить знания об образовании облаков, их разнообразии и распределении в атмосфере;
Возраст учащихся: 11-14 лет.
Цель работы: научить анализировать облачность по космическим снимкам. Задачи работыи
- научить работать с космическими снимками, на которых отображена облачность.
Основные понятия: облака, облачность, кос-мическии снимок.
Продолжительность работы1: 25 мин.
Материалы1 и наглядные пособия:
- космические снимки;
- физическая карта мира;
- учебник;
«ЯАамиг облагНасми аа космическим сАимкам».
-дополнительная литература.
Рекомендации по подбору снимков: выбираИте те снимки, на которых видна одна и та же территория в безоблачную погоду и при разных типах облачности.
Облака состоят из мельчаИших водяных капелек или кристалликов льда - снежинок. Облака образуются на разных высотах в тропосфере. В зависимости от высоты расположения, выделяют облака верхнего яруса (5-13 км), к ним относятся перистые, перисто-кучевые и перисто-слоистые облака. К облакам среднего яруса (2-8 км) относятся высококучевые и высокослоистые облака. К облакам нижнего яруса (до 2 км) относятся слоистые, слоисто-кучевые, слоисто-дождевые, кучевые и кучево-дождевые облака.
На космическом снимке о наличии облаков над какоИ-либо территорией свидетельствуют наиболее светлые участки. Однородный тон изображения свойственен слоистоИ облачности. Скопление пятен светлого и темного тона характерны для изображения кучевых облаков. Темные пятна соответствуют просветам в облаках. Волокна, нити, тонкие полосы с размытыми нечеткими краями, вытянутые в длину на десятки и сотни километров, определяют перистую облачность. Сквозь них просвечивает рельеф или более низкие облака.
Количество облачности характеризует степень покрытия облаками участка земноИ поверхности и определяется отношением (в процентах) площади, занятоИ облаками внутри выделенного участка, ко всеИ площади этого участка.
Облака, перемещающиеся с суши в сторону моря, имеют облик тонкополосчатых струИ, параллельных друг другу, наглядно иллюстрируя процесс влагонасыщения, разогревания и подъема первоначально сухих и холодных масс воздуха. Когда ветры дуют с моря на сушу, облака на космических снимках вблизи береговоИ линии видны как параллельные берегу узкие полоски.
Наряду с облачными массами, располагающимися на небольших высотах, на космических снимках хорошо прослеживаются и более высокие ярусы облачности, нередко образующие светлые полосы, лучисто расходящиеся от центральных светлых пятен. Слоистые облака характеризуются матовым тоном изображения. Кучевые облака представля-
ют собой на снимке скопление пятен светлого или темного тонов. В виде длинных тонких полос и нитей отображаются перистые облака.
Вопросы для предварительного обсуждения:
1. Вспомните строение атмосферы.
2. На какой высоте находятся облака?
Задания и упражнения для учащихся:
1. Изучая космические снимки с изображением облачности и пользуясь учебником, охарактеризуйте разные типы облаков. Результаты оформите в виде таблицы:
Облака Характеристика Погода
Слоистые
Кучевые
В ысокослоистые
Перистые
Кучево-дождевые
2. Определите по космическому снимку районы с наибольшей и наименьшей облачностью. Сделайте выводы о состоянии погоды в этих областях.
3. Проанализируйте облачность по космическому снимку. Результаты оформите в виде таблицы:
Тип облаков Характер отображения на космическом снимке Район распространения
Контрольные вопросы:
1. Какие существуют виды облаков?
2. Как отображается облачность на космических снимках?
3. Сквозь какие облака можно рассмотреть на снимке поверхность Земли?
Более подробную информацию о школьных станциях приема изображений Земли из космоса, примеры методических разработок в этой области и наиболее известные и доступные сайты со снимками, пригодными для выполнения практических работ, можно найти
г г шрмс&ерН-и щгеош обмгкш.
на следующих сайтах в сети Интернет:
http://www.transparentworld.ru (сайт компании «Прозрачный мир», специализирующейся в области разработок применения изображений Земли из космоса в школах и вузах);
http://www.transparentworld.ru/edu/atlas (атлас космических снимков для уроков);
http://www.scanex.ru/rus/default.htm (сайт ИТЦ «СканЭкс», разрабатывающего станции приема изображений Земли из космоса), а также пользуясь поисковыми системами.
Смирнова Елена Валерьевна, руководитель отдела образовательных программ Некоммерческого партнерства «Прозрачныш мир».
фаюхеЯие а&ЛеЯ сЗеЛлага < Лем^ага Ла^а
© Наши авторы, 2004. ОигаиЫг$,2004.
