2.4 Drivhuseffekt

Drivhuseffektene er grunnlaget for livet på jorda. En jordklode uten drivhusgasser i atmosfæren ville ha hatt en mye høyere temperatur enn vi har nå. Når klimaproblemer blir tatt opp i mediene ser vi ofte effektene som isfjell som smelter og stigende vannivåer som legger hele land under vann. Hvor mye prosent vil vannivåene stige? Hva gjør egentlig atmosfæren? Dette ville vi finne ut.

Teori:

Sola er jordas viktigste energikilde, men hadde vi ikke hatt det vi kaller atmosfære hadde solstrålingen vært til lite nytte; det hadde faktisk vært veldig skadelig for alt liv på jorda. Atmosfæren er nemlig et beskyttende lag rundt jorda som opprettholder strålingsbalansen. Atmosfæren bestemmer hvilke stråler som slipper inn, og hvilke som slipper ut igjen.

Energibalanse er når jorda sender ut like mye energi i form av varmestråling som den mottar i form av solstråling. Om denne balansen blir forskjøvet vil temperaturen på jorda endre seg til balansen er tilbake. Drivhusgasser i atmosfæren slipper solstrålene inn, men holder igjen varmestråler fra jorda. Dette er bakgrunnsinformasjonen vi trenger for å få utbytte av disse øvelsene.

Utstyr:

·      Lyspære (sol)

·      glassplate

·      2 bokser, små

·      2 kar, store (med 3 cm lunket vann)

·      2 temperaturmålere

·      plastfolie

·      2 bokser med sten

·      2 like store isklumper

·      linjal

Fremgangsmåte:

1.    Jeg tok en glassplate og holdt den opp mot en lampe. Jeg studerte lyset som skinte gjennom glasset for å se om det synlige lyset ble hindret av glassplata.

2.    Så tok jeg en kokeplate, skrudde den på middels varme og ventet på at den skulle bli varm. Deretter holdt jeg hånden så nær platen som mulig uten å  bli brent. Så tok jeg glassplaten mellom hånden min og kokeplaten for å se om jeg merket forskjell.

3.    Deretter tok jeg to termometere og la de i hver sin plastboks. Senere leste jeg av temperaturen. Så dekket jeg den ene boksen med plastfolie og satte begge boksene under lampen og observerte temperaturen.

4.    For det neste eksperimentet la jeg den ene isblokken oppå den ene boksen med stein i et kar som var fylt med lunkent vann 3 cm opp på kanten. Jeg fylte det andre karet med tilsvarende mengde vann, men denne gangen la jeg steinene og isen separat; isen fløt i vannet. Så lot jeg det stå til isen hadde smeltet betraktelig og målte vannmengden underveis.

Observasjoner; forsøk 1

Lyset ble ikke betraktelig påvirket av glassplaten. En feilkilde her kan være at glasset var møkkete.

Observasjoner; forsøk 2

Temperaturen sank betraktelig med glassplaten. Dette viser oss at drivhusgassene holder varmen inne på jorda, mens lys slipper ut og inn. At glasset slipper gjennom lys og ikke varme viser oss at glasset er en modell på drivhusgassene som omringer jorda.

Observasjoner; forsøk 3

Tid	Uten plast, grader	Med plast, grader
0 min	20	20
2 min	24	24
5 min	25	25
7 min	25	26

Vi ser her at det sakte endrer seg slik at det blir en høyere temperatur der vi har dekket over boksen. Dette kan også understreke at det beskyttende laget av gass rundt jorda stenger varme inne, men vi fikk ikke så store endringer at vi kan si noe sikkert ut ifra dette forsøket. Mulige grunner til dette, altså feilkilder, kan være at boksen ikke var dekket godt nok, at temperaturmålerne var defekte, at det var forskjell i varmepåføringen og solpåvirkningen. Vi kan allikevel, med den bakgrunnskunnskapen vi har, se at dette er et eksperiment som burde vise oss noe av grunnlaget til global oppvarming.

Observasjoner; forsøk 4

Før dette forsøket måtte vi sette en hypotese på hvor mye vi trodde vannmengden ville øke i det karet hvor isen stod på land. Jeg trodde vannstanden kom til å øke med 10%.

Tid	Vannstand: Is oppå boksen	Vannstand: Is nedi vannet
0 min	3,0 cm	2,8 cm
3 min	3,1 cm	2,8 cm
Etter at det meste av isen har smeltet	3,2 cm	2,8 cm

Forenklet formel for å finne prosentvis økning i vannstand:

Ny vannstand dividert på opprinnelig vannstand

3,2/3=(tilnærmet) 1,067 som er tilnærmet 7% økning.

I dette forsøket kan vi tenke oss at isen som ligger oppå boksen er som Antarktis og Grønnlandsisen, mens iden som ligger nedi vannet er som havisen. Vi kan da se at når for eksempel Grønnlandsisen smelter vil havstanden i verden øke. Ved å utføre liknende eksperimenter som dette også i større skala og flere ganger vil vi kunne anslå en økning i vannstanden vi tror kan komme til å skje.

elevundersøkelse nr. 2 og 3, SPEKTRE

Vi skulle bruke et håndspektroskop for å se hvordan ulike elementers bølgelengder påvirker deres spektre. På forhånd hadde vi fått nyttig bakgrunnskunnskap om de ulike spektrene (sammenhengende spekter, emisjonsspekter og absorpsjonsspekter. 

Bakgrunnskunnskap:

Akkuratt som når hvitt lys blir brutt på veien gjennom en vanndråpe og viser en regnbue kan vi også se fargespektrene til andre lystyper. Ved å bruke et spektroskop blir lyset enten bøyd eller brutt, slik at det blir spredt ut på de forskjellige bølgelengdene. På denne måten kan vi se hvilke bølgelengder lyskilden sender ut. 

Det finnes forskjellige spektre. 

Sammenhengende spekter, som kommer fra glødende fast stoff, glødende væske eller glødende gass med høyt trykk. Emisjonsspekter, hvor vi bare ser helt bestemte lyse spektrallinjer fra gass. Asorbsjonsspekter, hvor det oppstår mørke streker i spekteret i det lyset passerer gjennom en gass. 

Utstyr:

• Håndspektroskop
• Lighter
• Mobilkamera
• Stearinlys
• Magnesiumbånd
• Lysstoffrør
• Lommelykt
• Lyspære

Hypotese:

Fremgangsmåte:

Først lagde vi hypoteser på hvilke spektre vi forventet å se fra de ulike stoffene. Vi tok grunnlag i den bakgrunnskunnskapen vi har fra tidligere timer, og kom frem til hypotesene over. Vi sørget for at vi var i et rom med så lite annet lys som mulig, og brukte håndspektroskopet til å se på de ulike lyskildene. Både magnesiumbåndet og stearinlyset krevde påtenning før vi kunne se på det, mens de andre kunne vi se direkte på gjennom håndspektroskopet.

Resultat/observasjoner

(de grønne er der hypotesene våre stemte, de røde er der vi tok feil)

Lyspære: fargespekter med hvite merker i midten. tydelig rødt, oransje, gul så hvitt, grønn, blå og lilla

Lommelykt: absorpsjonsspekter

Lysstoffrør: emisjonsspekter

Magnesiumflamme: sammenhengende spekter, med mye blått

Stearinlys: fargespekter, fullt

Lyspære/glødelampe: 

I en normal lyspære er det stoffet Wolfram som gløder. Jeg sjekket fargespekteret til Wolfram, og det stemte godt over ens med det vi fant da vi så i håndspektroskopet. Glødende faste stoffer gir oss et sammenhengende spekter. 

Lommelykt:

Stoffet i en LED-lommelykt, slik som den vi brukte, er en blanding av gallium, aleminium og arsenikk (Galliumaluminiumarsenid). For å finne riktig spekter måtte vi se på spektrene til disse tre stoffene kombinert, og resultatet likner da det vi fikk.

Lysstoffrør:

(vår observasjon)

Lysstoffrør inneholder den edle gassen Argon. Argons fargespekter stemmer over ens med våre observasjoner.

Magnesiumflamme:

Vi observerte ikke det sorte området i spekteres grønne del som vi senere så i fasiten. Dette tror vi skyldes feilkilden blandingslys, som kan ha påvirket hvor godt vi så skillene mellom fargene. Allikevel er det et glødende fast stoff, som skal gi oss et sammenhengende spekter. 

Stearinlys:

(vår observasjon)

Vi trodde et stearinlys ville gi oss et emisjonsspekter. Dette var fordi vi trodde det var gassen som glødet, ikke det faste stoffet i veken på lyset. Det viste seg at den gav oss et sammenhengende spekter. 

Sollys:

Sollys skal i teorien avgi et absorpsjonsspekter, men øynene våre klarer ikke å oppfatte de små forskjellene. På denne måten virker det for oss som et sammenhengende spekter. 

Feilkilder og konklusjon:

En av de største feilkildene i denne undersøkelsen kan være blandingslys, hvor vi oppfatter bølger fra andre lyskilder som kan forstyrre spektrene. Vårt eget øye er også en feilkilde, ettersom vi kan se feil eller ikke oppdage små forskjeller. I tillegg kan noe være galt med utstyret, som deretter gir feil uttrykk, eller vi kan bruke det galt. 

På tross av ulike feilkilder virker undersøkelsen å være vellykket. Vi fikk logiske resultater i henhold til det fagstoffet vi har tilgang til.

Kilder

http://jersey.uoregon.edu/vlab/elements/Elements.html

http://ndla.no/nb/node/27230?fag=7

Suksesjon i myr

Vi var på Haglebu den 16.-17. september og brukte derfor mulighten til å studere suksesjonen som foregikk i dette området. 

Utstyr: mobilkamera

Området jeg valgte å studere var ei myr, ettersom jeg tydelig kunne se at suksesjonen var i full gang her. Vannet var i ferd med å overtas av torvmose og myrull. De abiotiske faktorene var vind, stein, jord og vann.  

Vi fant også store mengder med tyttebærlyng samt molter og blåbær. På dette bildet kan man også se nærmere på torvmosen som dekket store deler av myren. Torvmose kan bære opp til 20 ganger sin egen vekt i vann, og derfor trives ikke bakterier og liknende nedbrytere seg der. På denne måten vil torvmosen til slutt nå helt ned i bunnen av tjernet som en gang var der og vannet vil til slutt bli helt gjengrodd. Suksesjonen har enda ikke nådd sin siste fase i denne myra, ettersom det fremdeles ikke har blitt fuktskog. 

Jeg tror at myra om 20 år vil være betraktelig mer gjengrodd, men den vil fortsatt ikke ha nådd siste del av suksesjonen, nemlig klimaksfasen. Dette vil ta i alle fall enda 20 år til. 

Vi skal sammenlikne dette med suksesjon i et hogstfelt til våren. 

 

Dette er det første av mange spennende innlegg om naturfag!