Chladné město

Je horký letní den, teploty stoupají a město se začíná nepříjemně přehřívat. Jde tomu zabránit? A jak? V této minilekci mají žáci za úkol ochladit město. Inspirují se přírodními jevy a zákony, aby navrhli účinná adaptační opatření pro obydlenou i volnou krajinu.

Vzdělávací cíle:

  • Žák se seznámí s přírodními jevy propojenými s adaptací na změnu klimatu.
  • Žák chápe, že přírodní jevy a zákonitosti nefungují osamoceně, jsou všechny propojené, a je tedy nutné na přírodu pohlížet jako na celek, nikoli jako na soubor samostatných nezávislých částí.

Výstupy:

  • Žáci navrhnou adaptační opatření na změnu klimatu, která jsou vhodná pro jejich obec.
  • Žáci rozvinou své analogické a kritické myšlení, schopnost argumentace a diskuze.

Postup:

1. Brainstorming – úvod do tématu (20 min)

Připravte si lepicí papírky a psací potřeby.

Nejprve vyzvěte žáky, aby vyjádřili své názory na to, jak je možné ochladit městské prostředí. Můžete napsat jejich názory na tabuli nebo dát každému žákovi několik lepících papírků, aby nejprve přemýšleli samostatně a později se o své názory podělili.

2. Transpirace rostlin (30 min)

Každý žák bude potřebovat:

  • 2 plastové 0,5l kelímky nebo dvě 1,5/2l plastové lahve – nebarevné, musí být vidět skrz; nebo dvě 0,7l sklenice (např. od okurek), (nůž na řezání lahví), kus kartonu, nůžky, lepicí páska, živý stonek kapradiny (větvička smrku, keře…), 0,4 l vody, přístup na internet

Uveďte žáky stručně do tématu:

Víte, proč je nutné zalévat rostliny? Rostliny potřebují vodu kvůli dvěma procesům: (a) fotosyntéza zahrnující štěpení vody a (b) transpirace, která odpařuje vodu z listů a vytváří podtlak v cévním systému rostliny. Díky podtlaku je rostlina schopna sát vodu spolu s živinami z půdy a tím krmit své buňky. Transpirace pohání celý metabolismus rostliny, která funguje jako solární čerpadlo. Jeden strom dokáže odpařit stovky litrů vody za horkého slunečného dne. Otázka je, jak je možné, že stromy skutečně pomáhají zadržovat vodu v krajině? Jejich důležitou úlohou je nasávat vodu z hlubokých vrstev, které by jinak zůstaly pro ostatní organismy nedostupné. Díky svým kořenům také mechanicky brání stékání vody, zejména na svahu. Významné množství vody se také kondenzuje na listech stromů před východem slunce nebo v mlze.

Vybídněte žáky, aby si připravili experiment představující transpiraci rostlin na příkladu živé větvičky uzavřené ve dvou plastových kelímcích nebo sklenicích.

Ve zbývající době nechte žáky hledat online zdroje, aby se lépe seznámili s přírodními řešeními adaptace městských oblastí na změnu klimatu.

Příprava pokusu probíhá následovně:

  1. Pokud používáte plastové lahve, rozřízněte je na dva kusy ve výšce 15 cm od spodní části, abyste vytvořili kelímek a „čepičku“ pro větvičku.
  2. Potom naplňte kelímek vodou.
  3. Následně vyřízněte kruhový kus kartonu tak, aby přesně zakrýval horní část plastového kelímku/sklenice.
  4. Uprostřed kartonu vytvořte malý otvor tak, aby stonek větvičky prošel skrz do vody.
  5. Zastrčenou větvičku v kartonu oblepte lepicí páskou, aby se dírou v kartonu nemohla odpařovat voda do horního kelímku/sklenice.
  6. Větvičku přikryjte druhým kelímkem/sklenicí a spoj oblepíme lepicí páskou.
  7. Na spodní nádobu nakreslete čáru, která označuje aktuální hladinu vody.

Nyní máte vše připraveno a můžete se vrhnout na samotný pokus. Nádoby s větvičkou uvnitř umístěte pod lampu nebo na slunné místo za oknem a nechte vše „pracovat“ několik hodin nebo počkejte do dalšího dne.

V horní nádobě budou nahoře kapky kondenzované vody. Změřte a zaznamenejte rozdíl ve vodní hladině.

Po změření rozdílu ve vodní hladině otevřete diskuzi a zamyslete se společně nad následujícími otázkami:

  • Existují nějaké rozdíly ve výsledcích?
  • Co je způsobuje v případě, že všichni mají stejný druh větvičky?
  • Pokud žáci používají různé druhy rostlin, existují nějaké rozdíly ve výsledcích?
  • Co je příčinou rozdílu – kromě toho, že se jedná o různé rostliny?

Při diskuzi můžete využít připravenou prezentaci, případně si ji pozměňte dle svých potřeb. Další podněty k diskuzi z prezentace:

  • Jak lidé využívají evapotranspiraci rostlin v každodenním životě?
  • Představte si, že jste architekt a stavíte dům, kde byste chtěli vytvořit příjemné vnitřní klima – mohou být rostliny užitečné? Pokud ano, jak? – zelené střechy a fasády, vnitřní zelené stěny – rostliny, mechy…, uvnitř – rostliny zvlhčují vzduch
  • Jak byste změnili krajinu, aby zadržovala více vody? Diverzifikovaná krajina s přírodními vodními plochami, stromy, živými ploty, půdou pokrytou vegetací.
  • Co by se stalo, kdyby všechny stromy ze Země zmizely?
  • Brainstorming – neznáme odpověď, je na žácích, aby zapojili svou fantazii.

3. Vliv albeda na ohřívání povrchů (45 min)

Místo: ve třídě i venku

Pomůcky:

  • V každé skupině žáků bude zapotřebí: stolní lampa se silnější žárovkou (10 W) / slunečné okno, černý a bílý hrnek, 1 infračervený teploměr, papír a tužka na zaznamenávání naměřených teplot / pracovní listy – tabulka a graf (vliv albeda), pokud k prezentaci dat budeme používat počítače, použijeme list aplikace Excel albedo.xls, Albedo.ppt

Cílem této aktivity je měřit rychlost ohřevu dvou různě zbarvených hrnků a měřit teplotu různých venkovních povrchů. Žáci zjistí, jak je teplo absorbováno v závislosti na barvách předmětů.

Pokus se provádí následovně:

  1. Umístíme dva hrnky, jeden černý a druhý bílý, před vypnutou lampu.
  2. Změříme aktuální teplotu hrnků.
  3. Zapneme lampu/umístíme hrnky na sluneční světlo a každou minutu po dobu 15 minut budeme měřit a zaznamenávat změnu teploty.
  4. Výsledky budeme zakreslovat do grafu.
  5. Během slunečného a teplého počasí můžeme jít ven s teploměry a necháme žáky měřit povrchovou teplotu různých neživých předmětů – fasády, chodníku, automobilu, kamenů, písku. Měli by si všímat jejich teploty i barvy.

Následně požádejte každou skupinu o prezentaci výsledků – graf zakreslený v pracovním listu nebo v excel souboru (Albedo.ppt) – z experimentu s hrnky. Žáci se podělí o své výsledky z měření teplot venkovních povrchů.

V závěru aktivity vybídneme žáky k diskuzi následujícími otázkami:

  • Zamyslete se společně nad pravděpodobným dopadem albeda na klima města za horkého slunečného dne. Kde byste se cítili špatně a kde lépe?
  • Pomyslete na typickou barvu středomořských domů (například Řecko). Proč existují některá místa ve městě a v krajině, která jsou stále teplejší než jiná? Jaká by mohla být strategie k ochlazení městských oblastí? – střechy a fasády natřené bílou barvou, více odrazivé materiály pro stavbu chodníků a silnic než jsou asfalt a beton.
  • Proč je efekt tepelného ostrova takovým problémem, když máme například klimatizaci a bazény?

4. Chladící efekt rostlin (45 min)

Místo: ve třídě i venku

Pro každou dvojici žáků bude zapotřebí:

  • infračervený teploměr, šálek vody, kus látkového/papírového ubrousku, papír a tužka pro zaznamenávání údajů o teplotě a kreslení grafu, některé pokojové rostliny pro případ vnitřní aktivity – vhodné pro celou třídu, Chladící efekt rostlin.ppt pro učitele

Uveďte žáky stručně do tématu:

„V horkém letním dni je nejlepším způsobem, jak se ochladit koupel nebo pocení. Voda se odpařuje při teplotě nad 0 °C. Tento proces spotřebovává energii – teplo, což vede k místnímu ochlazení. Rostliny odpařují vodu z listů během evapotranspirace, čímž ochlazují své okolí. Čím slunečnější je den, tím je teplejší, tím více rostlina transpiruje (v půdě musí být k dispozici dostatek vody) a tím větší je množství spotřebované tepelné energie. Přemýšlejte o důležitosti rostlin ve městě (o albedu a transpiraci už víte). Jaký chladicí efekt má trávník, keře, jednotlivé stromy nebo les? Mají vodní plochy (jako jezero, potok, řeka, moře) stejný chladící efekt jako strom nebo les? Jezero – voda se odpařuje pouze z povrchu, strom – obrovská plocha všech listů, vítr profukující korunou navyšuje transpiraci.

V případě venkovní aktivity vezměte všechny vyjmenované pomůcky a materiály s sebou. Je nutné zajistit přítomnost různých druhů povrchů jako například asfalt, beton, kov, sklo, půda, písek, kameny, tráva, keře, stromy nebo voda. Pokud zůstanete uvnitř, pro tuto činnost není nutné uspořádat učebnu, ale přinést do třídy nějaké pokojové rostliny nebo zkontrolovat, kde jsou nějaké na chodbě poblíž učebny.

Během aktivity budou žáci měřit teplotní rozdíl jejich pokožky a různých venkovních povrchů – umělých povrchů, přírodních povrchů a rostlin.

  • Žáci měří a zaznamenávají teplotu kůže vybraného žáka pomocí infračerveného teploměru. To samé místo na ruce poté navlhčete vodou a pokračujte v měření. Teplota místa klesá, ale postupně začíná opět stoupat.
  • Změřte teplotu pokojové rostliny – v případě vnitřní aktivity, trávníku před školou, keře, korunu stromu.
  • Poté změřte teplotu přilehlé silnice, budov, automobilů atd.
  • Odečtěte povrchovou teplotu stromu od teploty holé půdy – tím získáte hodnotu, která vyjadřuje chladicí kapacitu vegetace – ta nám ukazuje, o kolik je vegetace schopna ochladit okolní prostředí ve srovnání s holou půdou (různé typy vegetace mají odlišnou chladicí kapacitu).

Po pokusech s měřením pokračujte prezentací, kdy žáci zakreslí naměřené hodnoty teploty kůže do grafu a prezentují před třídou. Stejně tak i chladící kapacitu vegetace.

Na závěr opět vybídneme žáky k diskuzi následujícími otázkami:

  • Jak byste se asi cítili během horkého dne ve městě, kde není vegetace?
  • Znáte místo bez vegetace ve vašem městě? Jak se tam cítíte?
  • Co má lepší chladicí kapacitu – vodní plocha nebo les?
  • Jak pomocí rostlin ochladíte budovy, otevřené městské prostory?
  • Jakou roli mohou hrát rostliny při snižování skleníkového efektu (oteplování)?
  • Porovnejte dvě vnitřní prostředí. Kde byste raději pracovali? Proč?

Tipy pro další práci:

Jak je vhodné navázat na tuto lekci:

Doporučujeme navázat lekcí Vlhké, nikoli zaplavené: při této minilekci žáci pomocí pokusů zkoumají schopnost humusu absorbovat a zadržovat vodu jako houba. Žáci si vyzkouší, kolik vody mohou různé vzorky půdy nasát a seznamují se s přírodními řešeními pro přizpůsobení městských oblastí změně klimatu. Dále se také žáci pokusí pomocí různých přírodních materiálů zadržet co nejvíce vody v modelové krajině – kopci písku/půdy.

Metodická podpora pro učitele:

POZOR: U aktivity 2 probíhá pokus, jehož výsledky lze sledovat až po několika hodinách, proto je vhodné začít tímto pokusem a uzavřít ho po skončení celé minilekce. Pro použité pokusy je třeba slunečného počasí, ideálně v letních měsících.

Využití místa a komunity při minilekci:

Žáci ve velkou část minilekce tráví venku v obci a zabývají se vlivem horka na město a život v něm. Minilekce není zaměřena na spolupráci s komunitou, nicméně ji lze rozšířit o další návazné aktivity, které již spolupráci s komunitou nabízejí.

Autoři: Středisko ekologické výchovy SEVER, Horní Maršov

Přílohy:

pdf
Priloha-1-kompletni-lekce-Chladne-mesto.pdf
ppt
Priloha-2-prezentace-Albedo.ppt
ppt
Priloha-3-prezentace-Chladici-efekt-rostlin.ppt
xlsx
Priloha-4-excel-Albedo.xlsx
pdf
Priloha-5-graf-vliv-albeda.pdf
pdf
Priloha-6-tabulka-vliv-albeda.pdf

Soubory z lekce ke stažení

Vyzkoušejte také

Chytrá města

Na příkladu čtyř měst a obcí si ukážeme, jak fungují udržitelné strategie v praxi. Podíváme se na snižování emisí ve škole, fotovoltaiku, […]

Více informací

Nazeleno aneb kdo nás tahá za nos? (90´)

Odolejte greenwashingu! V této lekci prozkoumáme, jestli se firmy chovají k životnímu prostředí tak ohleduplně, jak tvrdí. Nekalé praktiky si ukážeme na […]

Více informací

Vlhké, nikoliv zaplavené město

Dva experimenty názorně předvedou, jak funguje zadržování vody v přírodě. Pak společně prozkoumáte okolí, abyste zjistili, kde je potřeba více vody […]

Více informací

Napište nám zpětnou vazbu a přispějte ke zlepšení našich výukových materiálů

Dejte nám vědět, jak se vám podle našich podkladů učilo a jak na téma žáci reagovali. Stejně tak se rádi dozvíme, pokud jste odhalili nějakou nesrovnalost, chybu nebo máte nápad, jak lekci obměnit. Pomůžete nám materiály nejen zlepšovat, ale také zpracovávat nové. Děkujeme!

Děkujeme za spolupráci