Teori og øvelsesvejledninger til geografi C LAB-kursus

Transkript

1 Teori og øvelsesvejledninger til geografi C LAB-kursus Indhold Den lokale strålingsbalance... 2 Teori - klima- og plantebælter... 6 Klimazoner og plantebælter... 6 Hydrotermfigurer... 8 Teori jordbund Vejledning til jordbundsundersøgelser Jordbundsprofil Jordbundsprøve Struktur Vejledning måling af ph Vejledning jordens bestanddele (jordsigtning) Vejledning humusbestemmelse Vejledning til feltarbejde på strande

2 Den lokale strålingsbalance Materialer: 1 mobil klimastation. 1 pyranometer, der måler den kortbølgede stråling. 1 IR-termometer, der måler temperaturen i o C, dvs. energien i den langbølgede varmestråling. Vi kan omregne temperaturen til W/m 2. Figur 1: Pyranometer til måling af kortbølget stråling. Figur 2: IR-termometer til måling af langbølget stråling i det infrarøde spektrum. Metode: 1. Noter hvor stor en del af himlen der er skyet. Tag et billede til rapporten. 2. Alle målinger noteres på side 4. Målingerne og observationer indskrives i de blå felter. 3. Mål temperaturen i skyggen med den mobile klimastation. 4. Mål vinden og vindens retning med den mobile klimastation. 5. Mål intensiteten af lyset fra himlen (W/m 2 ) ved hjælp af pyranometeret, samt refleksionen fra jordoverfladen. Find albedo som forholdet mellem det reflekterede og det indsendte stråling. 6. Når du måler opad pas på træer, udhæng osv. 7. Ved måling af den kortbølget stråling er det vigtigt at holde pyranometret vandret både når du måler indstrålingen (oppe fra) og refleksion (nede fra). 8. Mål langbølget strålingen fra himlen og jordoverfladen ved hjælp af IR-termometeret. 9. Når I udfører jeres 3 målinger, så husk at vælge forskellige overflader. 10. Når I har udført jeres målinger, så mål igen temperaturen i skyggen. Denne temperaturmåling bruges til, at se om temperaturen har ændret sig under forsøget. 2

3 Tabel 1: Beskrivelse af vejret Tidspunkt (dato og klokkeslæt) Vejr (skyet/skyfrit, tørt/ regn, blæsende/stille) Data Temperaturudvikling (Starttemperatur og sluttemperatur) Vindretning og vindhastighed Tabel 2: Indstråling Sted 1 Sted 2 Sted 3 Solens lys. Kortbølget indstråling til jordoverfladen (måles med pyranometer i W/m 2 ) Atmosfærens langbølget indstråling til jordoverfladen (måles med IR-termometer i o C) Den langbølget indstråling omregnes fra o C til W/m 2 (brug figur 3 til omregningen) Samlet indstråling til jordoverfladen i W/m 2 Tabel 3: Refleksion og Udstråling Sted 1 Sted 2 Sted 3 Jordoverfladens refleksion af Kortbølget indstråling (måles med pyranometer i W/m 2 ) Jordoverfladens udstråling af langbølget udstråling (måles med IR-termometer i o C) Den langbølget udstråling omregnes fra o C til W/m 2 (brug figur 3 til omregningen) 3

4 Tabel 4: Strålingsbalancen Gennemsnit af den samlet indstråling til jordoverfladen i W/m 2 Gennemsnit af den samlet udstråling til jordoverfladen i W/m 2 Nettostråling for jordoverfladen i W/m 2 Den samlet indstråling minus den samlet udstråling i W/m 2 Tabel 5: Strålingsmålinger til tegningen af den lokale strålingsbalance Gennemsnit af den kortbølget indstråling til jordoverfladen (B) i W/m 2 (se tabel 2) Gennemsnit af den langbølget indstråling i W/m 2 (se tabel 2) Gennemsnit af Jordoverfladens refleksion af kortbølget indstråling (A) i W/m 2 (se tabel 3) Gennemsnit af den langbølget udstråling i W/m 2 (se tabel 3) Albedo (%) = Tegning af den lokale strålingsbalancen. 4

5 Omregning af temperatur til W/m 2 Figur 3: Denne graf viser den maksimale udstråling fra et legeme, og den bygger på Stefan- Boltzmanns lov. 5

6 Teori - klima- og plantebælter I denne øvelse skal I arbejde med hydrotermfigurer, klima- og plantebælter og det globale klima med forskellige livsbetingelser. Først lidt kort, indledende baggrundsstof om klimazoner, plantebælter og hydrotermfigurer. Klimazoner og plantebælter For at danne sig et billede af livsgrundlaget og landbrugsmulighederne på et givet sted på Jorden inddeles Jorden i klimazoner og plantebælter. Denne inddeling sker ved at undersøge hvilke planter, der naturligt vokser på en given lokalitet. Den naturlige plantevækst afhænger nemlig af stedets klima, som igen kan beskrives vha. temperatur, nedbør, fordampning og solindstråling. Det er i første omgang temperaturen, som bestemmer hvilke planter, der kan vokse på et givet sted. Middeltemperaturen i den koldeste og varmeste måned bestemmer altså grænserne mellem klimazonerne. Overordnet inddeles Jorden i fire klimazoner på baggrund af månedlige gennemsnitstemperaturer: Den polare klimazone Den tempererede klimazone Den subtropiske klimazone Den tropiske klimazone Jordens inddeling i klimazoner kan f.eks. ses på fig i Alverdens geografi eller den kan findes i et atlas. 6

7 Det siger sig selv, at der er meget store variationer i hvilke planter, der kan vokse selv indenfor samme klimazone. Derfor laves en underinddeling af klimazonerne baseret på nedbørsmængder og nedbørens fordeling i løbet af året. F.eks. inddeles den tropiske klimazone i regnskov, savanne, græssteppe, busksteppe og ørken alt efter hvor meget nedbør der falder. To forskellige plantebælter indenfor den tropiske klimazone. Til venstre: Tropisk regnskov i Costa Rica. Til højre: Tropisk ørken i Algeriet Den klimainddeling vi normalt bruger i Danmark er lavet af den danske geograf og botaniker Martin Vahl ( ). Et kort over Vahls klima- og plantebælter kan ses på figur 2.25 i Alverdens geografi eller i et atlas og på figur 2.24 kravene, som Vahls klima- og plantebælteinddeling opfylder. 7

8 Hydrotermfigurer Konstruktion af hydrotermfigur Hvis du selv har prøvet at konstruere en hydrotermfigur og har fuldstændig styr på hvordan den er opbygget, kan du springe nedenstående afsnit over og gå til afsnit 2.2. En hydrotermfigur giver et billede af klimaet på en lokalitet ved at give et overblik over den gennemsnitlige nedbør og gennemsnitstemperaturen for hver måned i en 30-års periode. Figuren laves ud fra målinger af den månedlige gennemsnitstemperatur samt nedbøren på lokaliteten. Data til figuren er altså følgende Nedbør i mm Temp. i o C Nedbør i mm Temp. i o C Januar 57 0,0 Juli 66 15,6 Februar 38 0,0 August 67 15,7 Marts 46 2,1 September 73 12,7 April 41 5,7 Oktober 76 9,1 Maj 48 10,8 November 79 4,7 Juni 55 14,3 December 66 1,6 Prøv nu selv at indtegne værdierne i en hydrotermfigur. Tallene for nedbøren afsættes i diagrammet som søjler udfor hver måned og værdien i mm kan aflæses på aksen til venstre. Temperaturen tegnes som en kurve og værdierne kan aflæses på aksen til højre. På næste side er tegnet en hydrotermfigur ud fra tallene i tabellen. 8

9 Nedbør i mm Temperatur i o C Guide til bestemmelse af klimazone og plantebælte Eksempel på hydrotermfigur. Højde 9 m, årsnedbør 712 mm, gnms. middeltemp. 7,7 o C J F M A M J J A S O N D Følgende køreplan kan bruges til bestemmelse af klima- og plantebælte. 1. Aflæs først den koldeste og varmeste måneds gennemsnitstemperatur. 2. Gå ind på figuren som viser Vahls klima- og plantebælteinddeling (fig i Alverdens geografi). Find ud af hvilken af reglerne til venstre de aflæste temperaturer opfylder begynd fra toppen og stop når temperaturerne opfylder kravene. Hvis f.eks. den koldeste måned, K, er aflæst til 16 o C, så er klimaet tropisk (da K > 15 o C) og man skal ikke gå videre og tjekke subtropisk osv. For at bestemme plantebæltet skal du bruge den samlede årlige nedbørsmængde og nedbørsfordelingen. Brug nu figuren med Vahls inddeling til at bestemme plantebæltet. 9

10 Gennemgang af eksemplet: 1. Den varmeste måned aflæses til juli med 16 o C og den koldeste er januar/februar med 0 o C. 2. For at klimaet kan være tropisk skal den koldeste måned være mere end 15 o C (K > 15 o C). Dette er ikke opfyldt. For at klimaet kan være subtropisk skal den varmeste måned være mere end 20 o C (V > 20 o C). Det opfylder temperaturen for denne lokalitet heller ikke. For tempereret klima skal den varmeste måned være mere end 10 o C. Da dette er opfyldt befinder vi os altså på en lokalitet i den tempererede klimazone. 3. Den samlede nedbørsmængde på lokaliteten er 712 mm. Dvs. vi befinder os i nåle- eller løvskovsbæltet. For at afgøre om det er nåle- eller løvskov skal vi se på hvor mange måneder, der har en gennemsnitstemperatur på over 10 o C. Da der i eksemplet er ca. 5 måneder med temperatur over 10 o C ligger lokaliteten i løvskovsbæltet. Nu vil vi gerne komme med et bud på, hvor målingerne er fra. Til det bruges figur 2.25 i Alverdens geografi (eller tilsvarende i atlas) som viser klima- og plantebælter. Da det er varmest i de måneder, hvor vi har sommer på den nordlige halvkugle, må vi befinde os i den nordlige tempererede klimazone. Ud fra plantebælterne kan vi se, at lokaliteten må være et sted i mellem/nordeuropa eller i det østlige USA. Nærmere er det svært at komme. Et bud kunne være Danmark og data er faktisk fra København. 10

11 Teori jordbund 11

12 12

13 13

14 14

15 15

16 16

17 Vejledning til jordbundsundersøgelser Jordbundsprofil Grav cirka 50 cm dybt hul, hvor I skære siden af hulet ren med en spade. Inddel jordbundsprofilen i følgende horisonter: Førn: Øverste lag med uomdannet planterester A-horisonten udvaskningszonen B-horisonten udfældningszonen C-horisonten mineraljorden Husk at tage billeder af jordbundsprofilen, så I kan dokumenter jeres resultater. Jordbundsprøve Vi skal ned under vegetationen, f.eks. i en dybde på ca. 50 cm. Der skal heller ikke være humus i jordprøven. Man kan tage jordprøven med et jordbor eller en spade. Man kan også måle i hvilken dybde, man har taget prøven. Prøven kommes i en pose. Det hårdeste ved at være i felten er ikke at grave huller i jorden. Det hårdeste er at holde styr på prøverne. Man skal omhyggeligt anføre, hvor man har taget prøven. Og hvem, der har taget den. Ellers får man problemer ved hjemkomsten. Struktur Jordens struktur har betydning for bl.a. jordens evne til at holde på vand og næringssalte. Vi kan ikke måle strukturen, men vi kan iagttage og beskrive den ved hjælp af en lup. De to vigtigste strukturformer er krumme struktur og enkeltkornstruktur. Ved krummestruktur har krummerne en størrelse fra mindre end 1 mm op til cirka 5 mm. Krummernes form er meget forskellig. Ved enkeltkornsstruktur er de enkelte partikler lejret usammenhængende med hinanden og jorden bliver derfor løs. Partiklerne kan være af næsten samme størrelse eller blandet stor og små mellem hinanden. Efter undersøgelsen af jordbundbundsprofilen skal hulet dækkes pænt til. 17

18 Vejledning måling af ph 18

19 Vejledning jordens bestanddele (jordsigtning) 19

20 Vejledning humusbestemmelse 20

21 Vejledning til feltarbejde på stranden Metode Undersøgelse af strandsten Brug af hammer Brug af lup 1. Udvælg et sted på stranden, som I vil undersøge 2. Opmål en kvadratmeter og afmærk hjørnerne med flag. 3. Alle sten inden for denne kvadratmeter skal bestemmes. 4. Gruppér stenene på et hvidt underlag i følgende grupper: I. Magmabjergarter, Sedimentbjergarter, Metamorfe bjergarter Flint, Menneskabte bjergarter, Ubestemmelige bjergarter 5. Tag et billede af de enkelte grupper. 6. Navngiv nu stenene i grupperne magma-, sediment- og metamorfe bjergarter. 7. Skriv navnene med sprittus på det hvide underlag og derefter tag et billede af det. Billederne skal I bruge i jeres opgave. 1. Hvis det kniber med at se krystallerne på stenens overflade, må man slå den i stykker. 2. Læg stenen i posen og slå stenen i stykker med hammeren (stenen kan splintre så posen beskytter os). 1. Før luppen op til øjet. Hvis man har briller på, så tag brillerne af. 2. Før stenen nedefra op mod øjet, til man ser den skarpt. Stil skarpt ved at flytte stenen, ikke ved at flytte luppen. 3. Stil dig sådan, at du ikke skygger for lyset. Materialer Lup Hammer Poser Sprittus Tommestok Flag Hvidt underlag 21

22 22

23 Oversigt over bjergarter 23

24 Bestemmelsesnøgle for Bjergarter 24

25 Undersøgelsesnøgleaf bjergarter 25

26 26

27 27

28 Kilder: Dyhr-Larsen, Sten lær stenene ved stranden at kende. Kristensen, Feltgeografi. Smed, Sten i det danske landskab. 28