Aktivitet

Isen smelter

Lad elever undersøge, hvilken sammenhæng der er mellem koncentrationen af urenheder i isen og hastigheden i afsmeltningen.

Aktiviteten er målrettet stx naturgeografi på C og B-niveau

Anslået tidsforbrug: to moduler i træk á 85 minutter

Fra mange regioner med gletsjere rapporteres, at isafsmeltningen tager til i hastighed. En af årsagerne er, at snavs, herunder sod, farver isen sort, så der absorberes mere kortbølget stråling. Dermed stiger temperaturen i overfladen af isen. I denne aktivitet smelter eleverne 2 isklumper, en ren og en uren, og afsmeltningshastigheden bestemmes.

Aktiviteten bidrager til at dække kravet om at anvende ca. 20 % af undervisningstiden på eksperimentelt arbejde. Der arbejdes med følgende faglige mål i naturgeografi C på stx:

  • Udføre simple former for empiribaseret arbejde i laboratorium
  • Indkredse geofaglige problemstillinger og anvende enkle problemformuleringer i analysen af naturen og menneskets omgivelser
Ikon for verdensmål 13: Klimaindsats
© verdensmaal.org

I forbindelse med undervisningen kan det være relevant at inddrage FN's Verdensmål for bæredygtig udvikling og præsentere eleverne for verdensmål 13, som især er relevant for netop denne aktivitet. 

Kernestof

Klimaændringer og samfundsudviklingens klimapåvirkning

 

 

Forberedelse – foretages af læreren:

Til hver gruppe af elever skal bruges to isklumper. 

To identiske bøtter på ca. 0,5-1 liter fyldes en femtedel med vand og sættes i fryseren. Når vandet er frosset, i hvert fald på overfladen, fyldes en femtedel mere vand i. I den ene bøtte strøs samtidig en teskefuld knust aske fx fra et grillkul. I den anden bøtte strøs ingenting. Bøtterne sættes i fryseren igen, indtil det nye lag er frosset. Dette gentages – påfyldning af vand og aske – indtil bøtterne er fyldte.

Regn med at bruge et døgn på at fryse isklumperne. Den ene bøtte indeholder efter frysning ren is, den anden indeholder is med 4 hele teskefulde aske.

Spørgsmål, eleverne kan diskutere inden øvelsen, enten som klassedialog eller i grupper:

  • Vil afsmeltningen påvirkes mest af stuetemperaturen?
  • Vil asken bare flyde ud i smeltevandet og dermed ikke øge koncentrationen af aske i isen?
  • Har varmestrålingen fra lampen så meget større betydning, at den lavere albedo i aske-isen ikke slår igennem?
  • Hvor langt skal lampen placeres fra isen for at minimere varmestrålingen, men samtidig have effekt fra den kortbølgede stråling?  

 

Udførelse

Efter frysning tages isklumperne ud af bøtterne og placeres i hver deres balje under en lampe – fx en 100 watts LED-projektør, der udsender meget lidt varmestråling. På forhånd bores 2-3 huller ude i kanten i bunden af baljen, så smeltevandet kan løbe ud. Hvis baljerne placeres ud over en håndvask, kan smeltevandet løbe direkte ned i et måleglas.

Der tages tid på afsmeltningen. Med jævne intervaller tømmes målebægeret efter at mængden af smeltevand er aflæst og noteret.

Lad gerne eleverne tage billeder undervejs. Det er nødvendigt at kunne foretage aflæsninger løbende – hvert 20. – 30. minut henover 2-3 timer.

Du kan finde inspiration til opstilling af forsøg og eksempler på elevindsamlet data i bilaget nederst på denne side, 

Spørgsmål, der kan stilles til eleverne under efterbehandlingen, enten i klassedialog eller i grupper:

  • Hvordan kan man undersøge udviklingen i atmosfærens indhold af fx sod-partikler?
  • Hvad påvirker mængden af sod-partikler i atmosfæren?
  • Hvordan kan man undersøge, hvor urene gletsjere er?
  • I hvilken grad kan undersøgelsen bruges til at forudsige noget om hastigheden af afsmeltningen af gletsjere?
  • Hvordan kommer der sod på Grønlands gletsjere, når der ikke afbrændes ret meget kul på Grønland?
  • Hvordan er koncentrationen af sod fordelt i gletsjerne? Er der lige meget sod hele vejen ned gennem gletsjerne?
  • Er der lige meget sod i alle verdens gletsjere? 

Forslag til variationer:

  • Placer isklumperne på plader med forskellig overflade – fx sandpapir, plastik, træ – placeret med en hældning og diskuter overfladens betydning for isens bevægelse under afsmeltningen.
  • Udfør øvelsen med tre klumper is – en beskidt, en med halv mængde aske og en ren. På denne måde kan der bedre laves en simpel korrelation mellem mængden af aske i isen og afsmeltningshastigheden.
  • Undersøg temperaturens/strålingsintensitetens betydning for afsmeltningens hastighed. Brug tre ens, rene klumper. Varier temperaturen ved at placere lampen i tre højder.
  • Mål også temperaturen på overfladen af isen med et infrarødt termometer. Hver gang afsmeltningen bestemmes, måles temperaturen også. Det er nødvendigt at montere termometeret på et stativ, så termometerets placering er præcis den samme hver gang.
  • Ved at kende den præcise mængde tilsatte aske, kan der også laves løse beregninger på sammenhængen mellem mængden af partikler (sod) i atmosfæren – og dermed mængden af afbrændt kul – og påvirkningen af afsmeltningen.

Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP) Arktisk overvågnings- og evalueringsprogram), AMAP teknisk rapport nr. [4] The Impact of Black Carbon on Arctic Climate (Sods påvirkning af det arktiske klima), s. 60 (2011)

Sand, M. et al., Arctic Surface Temperature Change to Emissions of Black Carbon Within Arctic or Midlatitudes (Ændring af arktiske overfladetemperaturer grundet udledninger af sod på arktiske- eller midterbreddegrader), 118 Journal of Geophysical Research: Atmospheres 14, 7788-7798 (2013)

https://www.dr.dk/nyheder/viden/forsker-sod-angreb-kan-koebe-os-10-aar-i-klimakampen 

https://www.kemifokus.dk/wp-content/uploads/sites/7/DAK6-2018-s16-20.pdf

 

 


Kreditering

Anders Teglgaard Kjær, Skive Gymnasium

Samarbejdspartnere:

Materialet er udarbejdet af Centre for Undervisningsmidler (CFU) - en del af af Danmarks Professionshøjskoler.

Siden er opdateret 20. maj 2022 af emu-redaktionen
Rettigheder:

Tekstindholdet på denne side må bruges under følgende Creative Commons-licens - CC/BY/NC/SA Kreditering/Ikke kommerciel/Deling på samme vilkår. Creative Commons-licensen gælder kun for denne side, ikke for sider, der måtte henvises til fra denne side.
Billeder, videoer, podcasts og andre medier og filer på siden er underlagt almindelig ophavsret og kan ikke anvendes under samme Creative Commons-licens som sidens tekstindhold.