核心概念
冰和水
海洋和陸地
氣候變化
來自國家科學教育標準:自然災害
引言
看看外面。你能看到冰嗎?夏天中期呢?信不信由你,地球陸地面積的約 10% 實際上全年都被冰覆蓋!這些地方的冰,例如南極洲或非常高的山脈,通常以稱為冰川或冰蓋的大塊形式存在。如果溫度保持足夠涼爽,並且有足夠的降雪來補充溫度高於冰點時融化的冰,它就可以保持在那裡。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮訂閱以支援我們屢獲殊榮的新聞報道。 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保關於當今塑造我們世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。
所有這些冰都是由大量的水組成的。當這些水融化時,大部分最終會流入海洋。這會如何影響我們?我們可以用幾個冰塊和一些粘土快速瞭解一下目前正在發生的過程。
背景
南極洲是一個像北美或亞洲一樣堅固的大陸。因為它從太陽那裡獲得的溫暖很少,所以它足夠冷,可以全年被冰覆蓋——至少目前是這樣。(另一方面,北極周圍的北極冰主要覆蓋著海洋。)
但是,當平均溫度上升時,正如氣候變化導致世界許多地方正在發生的那樣,大塊的冰融化的速度比它們在冬季生長的速度更快。因此,較少的水分被困在冰蓋中,而更多水分以液態形式存在。而且,很多額外的水最終會流入海洋,最終導致海平面升高。
氣候變化是全球總體溫度和天氣的變化,它已經影響到全球各地的冰蓋和冰川。當冰塊從南極洲或格陵蘭島等陸地墜落到海洋中時,冰融化的速度會更快。科學家目前預測,到 2100 年,海平面將至少升高三英尺。
材料
• 小碗
• 冰塊
• 造型粘土
• 牙籤
• 溫水
準備
• 取下兩份造型粘土。(大小取決於你的碗的大小和冰塊的大小——它們需要足夠大,以便它們中的一個可以容納兩個冰塊在其表面上,並且它們兩個都伸出水面。)
• 將粘土粘在碗底的相對兩側。
• 將一塊粘土塑造成扁平狀,表面足夠大,可以容納兩個冰塊。這將是南極洲。
• 將另一塊粘土塑造成比第一塊略高的形狀——這塊將代表一個沒有人居住的無冰大陸。使一些部分平坦,並在其他部分設定丘陵或山脈。
步驟
• 將兩個冰塊放在較低的扁平粘土上(南極洲)。
• 開始慢慢地將溫水倒入碗中,直到它幾乎到達南極洲粘土的頂部。您的另一塊粘土大陸應該仍然有大部分割槽域遠高於水面。水代表海洋。
• 由於冰塊周圍的空氣比冰點高(現在是這樣),您認為冰塊會發生什麼變化?如果能將南極洲區域周圍的空氣保持在冰點以下,那會改變冰塊的狀況嗎?
• 再往碗裡倒入一點水,使水位剛好到達兩個冰塊的底部。(在南極洲,冰實際上延伸到陸地之外並覆蓋部分海洋,因此其中一些與水接觸。)
• 透過將兩根牙籤垂直插入水與粘土相遇的地方,記下幹大陸粘土上的水位。將平坦區域與丘陵區域進行比較。
• 觀察冰塊開始融化。碗中的水位會發生什麼變化?
• 當水位上升時,放置另一根或兩根牙籤以標記新水位。
• 在南極洲、格陵蘭島和其他被海洋包圍的大型冰蓋的地方,有時大塊的冰在開始融化後會掉入海洋。要複製此過程,請將其中一個冰塊推入水中。(您可能會注意到海浪衝擊您的幹大陸——儘管這比現實世界中的鄰近大陸更近,但科學家認為,一大塊冰可能會導致巨浪衝擊遠處的陸地。)
• 觀察兩個冰塊繼續融化。哪個冰塊融化得更快?您的幹大陸上的水位發生了什麼變化?平坦區域和丘陵區域受到的影響是否不同?
請繼續閱讀有關觀察、結果和更多資源的資訊。
觀察和結果
碗中的水位發生了什麼變化?這如何影響沒有任何冰的大陸上的水位?
為什麼冰掉入水中時融化得更快?較密集的材料(例如液體或固體)能更好地傳遞能量,因此熱量透過液體傳遞到冰的速度比透過空氣傳遞到冰的速度更快,這會使冰變暖並使其更快地融化。
這些大型冰蓋在過去曾多次凍結和融化(產生海平面低的冰河時代和海平面高的溫暖時期)。但是科學家們發現,南極洲的冰融化的速度甚至比他們想象的還要快。這種情況發生的原因是,人類產生二氧化碳的速度(例如,透過使用汽油執行汽車)快於植物吸收二氧化碳的速度,這使得地球變暖——而且比過去自然發生的速度快得多。
減少我們使用的化石燃料量(例如,用於汽車的汽油和用於發電的煤)可以幫助減緩冰的融化速度(透過減緩平均溫度的上升)。您可以透過哪些方式提供幫助?
分享您對海平面上升的觀察和結果!在下面留言或在大眾科學的Facebook 頁面上分享您的照片和反饋。
清理
小心地取出牙籤。從碗中取出粘土塊,倒出水。
更多探索 來自大眾科學的“極地冰蓋融化速度比預期快” 來自大眾科學的“氣候變化的受害者:海平面上升可能導致數千萬人流離失所” 來自環境保護署的“氣候變化兒童網站”
來自美國宇航局的“氣候兒童”
朱莉·霍爾和莎拉·萊恩的《一個炎熱的星球需要酷孩子:瞭解氣候變化以及您可以做些什麼》,適合 4-8 歲兒童
凱瑟琳·伯傑·凱伊的《兒童氣候變化和全球變暖指南:如何採取行動!》,適合 12 歲及以上兒童
接下來…
回收利用!讓舊紙煥然一新
您需要什麼
• 報紙
• 攪拌機
• 金屬衣架
• 尼龍連褲襪
• 大攪拌碗
• 紙巾
• 溫水
