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Investigación dela Atmósfera

Una Investigación de Aprendizaje de GLOBE TM

™

Atmósfera - 1997

Un Vistazo a la Investigaciónde la Atmósfera

ProtocolosMediciones diarias en el lapso de una hora desde el medio día solar, de:

tipo de nubescobertura de nubesprecipitación (lluvia o nieve)pH de la precipitacióntemperatura actualtemperatura máxima durante las últimas 24 horastemperatura mínima durante las últimas 24 horas

Secuencia Sugerida de ActividadesLea Bienvenidos a la Investigación de la AtmósferaDuplicar la carta del científico y la entrevista y distribuir copias entre los estudiantes.Lea los Protocolos para conocer con precisión lo que se debe medir y cómo se lo debe hacer.Lea la descripción breve de las actividades de aprendizaje que están al principio de la sección de

Actividades de Aprendizaje.Realice estas actividades junto con los estudiantes antes de empezar con los protocolos:

Observación, Descripción e Identificación de las NubesCálculo de la Cobertura de Nubes: Una Simulación.

Instale la caseta de instrumentos y el pluviómetro en un lugar adecuado en el patio de su escuela.Si le es posible, haga que los estudiantes participen en la planificación del lugar donde se hande colocar los instrumentos. El criterio que debe seguir para decidir esta ubicación loencontrará en la sección de Protocolos.

Envíe los datos de definición del Sitio de Estudio de la Atmósfera al Servidor de Datos delEstudiante GLOBE.

Saque copias de la Hoja de Trabajo de Datos de la Atmósfera, que encontrará en el Apéndice.Enseñe a sus estudiantes a tomar las mediciones diarias siguiendo las instrucciones de los

protocolos.Envíe sus datos a diario al Servidor de Datos del Estudiante GLOBE.Realice las demás actividades de aprendizaje a medida que avanza en la toma de mediciones

diarias.

Notas EspecialesAsegúrese de obtener los instrumentos requeridos para los protocolos de Atmósfera. Podrá

encontrar información sobre cómo conseguirlos en la sección Juego de Herramientas

GLOBE™ 1997 Bienvenida -2 Atmósfera

Bienvenidos a la Investigación de la AtmósferaCarta de la Científica a los Estudiantes .......................Bienvenida - 4

Conozca a la Dra. Susan Postawko .............................Bienvenida - 5

IntroducciónLa Gran Imagen ................................................................ Introducción - 1

Una Visión de Campo sobre la

Investigación de la Atmósfera .................................... Introducción - 2

Enfoque en las Ideas Científicas Claves ................... Introducción - 3

Preparación Para el Trabajo de Campo................... Introducción - 5

Una Vista General de las Actividades

Educativas........................................................................... Introducción - 7

Evaluación de los Estudiantes ..................................... Introducción - 7

ProtocolosCómo realizar su Investigación de la Atmósfera ...... Protocolo - 2

Protocolo del Tipo de Nubes ............................................ Protocolo - 4

Protocolo de la Cobertura de Nubes ............................. Protocolo - 5

Protocolo de la Precipitación............................................ Protocolo - 6

Protocolo de la Precipitación Sólida .............................. Protocolo - 8

Protocolo del pH de la Precipitación ............................. Protocolo-11

Protocolo de la Temperatura Máxima,

Mínima y Actual .....................................................................Protocolo-14

Actividades de AprendizajeObservación, Descripción e

Identificación de Nubes ......................... Actividades de Aprendizaje - 2

Estimación de la Cobertura de Nubes:

Una Simulación......................................... Actividades de Aprendizaje - 6

Estudio de la Caseta Protectora

de Instrumentos ...................................... Actividades de Aprendizaje - 9

Construcción de un Termómetro .... Actividades de Aprendizaje - 13

Tierra, Agua y Aire ................................ Actividades de Aprendizaje - 22

Observación de Nubes ........................ Actividades de Aprendizaje - 24

ApéndiceHoja de Trabajo de Datos ................................................... Apéndice - 2

Observación del Tipo de Nubes .......................................Apéndice - 4

Glosario ................................................................................... Apéndice - 8

Hoja de Ingreso de Datos en la Web de GLOBE ...... Apéndice - 9

Tabla de Contenido

GLOBE™ 1997 Bienvenida - 3 Atmósfera


Carta de la Científicaa los Estudiantes

Dra. Susan PostawkoUniversidad de OklahomaNorman, Oklahoma, EE.UU.

Duplicar y distribuir a los

estudiantes.

Queridos estudiantes:

¡Hola! Me llamo Susan Postawko y soy lacientífica que dirige las investigaciones de laAtmósfera y el Clima para GLOBE. Soymiembro de la Escuela de Meteorología de laUniversidad de Oklahoma, en Norman,Oklahoma. Mis colegas en el grupo deAtmósfera y Clima son el Dr. Mark Morrissey,la Sra. Renee McPherson, el Dr. Ken Crawfordy el Dr. Rajeev Gowda. Además, tenemos variosestudiantes de pregrado y posgrado quetrabajan con nosotros. Estamos muy contentosde darles la bienvenida a estas Investigacionesde la Atmósfera y el Clima y estamos muyentusiasmados de poder trabajar con ustedes.

Casi todo el mundo en nuestro planeta estáinteresado, de algún modo, en el clima y loscambios climáticos. Esto sucede debido a que cualquier cambio a largo plazo en la temperaturao la precipitación en el planeta, nos afectará a todos en última instancia. Muchos países estánponiendo en práctica programas educativos, informativos y de capacitación para aumentar laconciencia sobre los impactos potenciales del cambio climático. Para poder detectar las tendenciasa largo plazo, debemos mejorar nuestro monitoreo del clima del planeta.

Al realizar ustedes mediciones diarias de nubes, temperatura y precipitación, están ayudando atomar el pulso del planeta. Ustedes están participando en el monitoreo de los cambios que tienelugar en todo el mundo. Es una gran responsabilidad, pero estamos seguros que pueden asumirla.

Cuando miden sus parámetros ambientales y comparten esta información con estudiantes deotros lugares del mundo, están adquiriendo mayores conocimientos y habilidades para tomardecisiones que determinarán qué clase de mundo estamos dejando a las generaciones futuras.

Les mantendremos informados sobre lo que los científicos van aprendiendo acerca del tiempo yel clima, y les invitamos a que nos envíen información acerca de: ¡los descubrimientos quehagan !

Nuevamente, ¡bienvenidos a GLOBE! ¡Y diviértanse!


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aConozca a la Dra. SusanPostawko

GLOBE: En nuestro sistema solar, ¿existeagua líquida en otro lugar apartede la Tierra?

Dra. Postawko: Quizás en Europa, una de laslunas de Júpiter. Existenpruebas fehacientes de que bajola corteza helada, que puedetener un grosor de decenas demetros, existe agua líquida enEuropa. La razón por la que locreemos es que Europa esincreíblemente lisa. Muchos delos elementos del sistema solartienen estigmas de cráteres,pero Europa, a partir de lo quepodemos decir, basados en losvuelos del Voyager, tiene unrelieve de un par de metros.Eso es todo. Parece como sicada vez que algo de más alturafuera a formarse en Europa,algún líquido del interior fluyehacia arriba y lo llena y, dadoque la superficie está helada,hay bastante certeza de que setrata de agua.

GLOBE: ¿Así que es algo así como una bolade billar, en cuanto a susuperficie?

Dra. Postawko: Así es. El sistema solar es unlugar fascinante. Al ver estosotros sitios uno se pregunta:«¡Vaya! ¿Cómo sucedió todo

esto?»

GLOBE: ¿Qué tipo de información es la queusted requiere de los estudiantesde GLOBE y por qué?

Dra. Postawko: Me interesa la lluvia y las nubesporque ellas afectan la cantidadde sol que las atraviesa y el sol

Entrevista a la cien

tífica


estudiantes.

Dra. Postawko: Soy profesora asistente deldepartamento de meteorologíade la Universidad deOklahoma, Norman,Oklahoma. Estoy interesada enel clima del mundo, así comoel de otros planetas, en especialel de Marte. Estudio lo que hasucedido en Marte durante lahistoria más cercana delsistema solar y lo comparo conlo que la Tierra pudo habersido.

GLOBE: ¿Marte tiene clima?

Dra. Postawko: Marte tiene atmósfera ycualquier planeta conatmósfera tiene clima. Suatmósfera es aproximadamenteun centésimo más espesa quela de la Tierra y su temperaturapromedio está por debajo de lacongelación. Pero al mirarhacia Marte con telescopios,observamos patrones de nubesque se parecen a los de laTierra. Poco después dehaberse formado Marte, hacecuatro billones de años, pudohaber sido muy similar a laTierra. Vemos cosas que seasemejan a cauces de ríos secosen Marte, así como otrosindicios de que alguna vezhubo agua fluyendo por susuperficie. Quizás tan solohasta hace tres billones de añosMarte pudo haber sido muysimilar a la Tierra. Uno de losaspectos que más me interesandel hecho de que Marte y laTierra pudieron haber tenidoun comienzo similar es ¿porqué ahora son tan distintos?


es el que nutre de energía atodo el planeta. Es lo quemantiene la vida. Necesitamossaber qué cantidad de solingresa y qué tipo de nubespueden reflejar hacia afuera laluz solar. Las nubes tambiénnos dicen la cantidad de vaporde agua que existe en laatmósfera y esto nos ayuda acomprender el ciclohidrológico, probablemente elmás crítico que existe sobre laTierra. ¿Qué cantidad de aguase está evaporando de lasuperficie? ¿Cuánta agua existeen la atmósfera? ¿Cuántaprecipitación hay endeterminado punto en ciertaépoca?

Actualmente, todos hablan delcalentamiento global. Pero aúnno se tiene pistas de lo queestamos haciendo con laatmósfera; lo cierto es que elclima en la Tierra siempre hacambiado. Han existido épocasque han sido más frías y otrasque han sido más calientes. Espreciso que podamoscomprender estos cambios parapoder adaptarnos a los nuevosque vengan. ¿Vamos a tenerotra época glacial? ¿Quésignificaría esto en relación alos sitios en los que lapoblación pudiera vivir y loscultivos crecer?

GLOBE: Usted puede identificar lastendencias, pero ¿puede tambiénidentificar las causas de éstas?

Dra. Postawko: No siempre. La Tierra es unsistema complejo y loscientíficos deben saber un pocode todo, ciencia atmosférica,oceanografía, geología, biología

y todo lo demás, como paracomprender realmente lo queocasiona el cambio en algúnaspecto. Durante un largotiempo, los científicos hanestudiado únicamente en suspropios pequeños nichos. Solohace poco hemos caído encuenta de que no es posibleentender la Tierra por partes.De modo que es mucho másdifícil identificar lo que estáocasionando las tendencias.Parece que la tendencia en laprecipitación probablementetenga que ver con el hecho deque el planeta se estárecalentando un poco. Perouno se puede preguntar:“Bueno, ¿y qué es lo que lo estárecalentando?” Quizás podríaser el aumento de dióxido decarbono en la atmósfera, o talvez otra cosa.

GLOBE: ¿Ha habido algún progreso encuanto al cambio climático? Porejemplo, ¿se ha logrado hacerllover un poco sobre los desiertos?

Dra. Postawko: Este es un tema muycontrovertido. Desde queempezamos a tomar másconciencia del clima, la genteha intentado modificarlo.Hemos intentado sembrarnubes para producir lluvia.Hemos intentado sembrarhuracanes para ayudarlos amorir antes de que toquen elsuelo. La verdad es que en lamayoría de los casos, nosabemos si lo que estamoshaciendo tendrá algún efecto.No sabemos si sembrandonubes realmente estamosayudando a provocar lluvia o silloverá de todas maneras.


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GLOBE: ¿Los estudiantes han ayudado alos científicos a recopilar este tipode información?

Dra. Postawko: Definitivamente. Estamosinvolucrados en un programaen el que los estudiantes de lazona del Pacífico han estadorealizando mediciones de lluviadurante los últimos tres años.En el Pacífico existe muchoocéano y no demasiada tierra,de modo que la informaciónque podamos recoger a travésde los estudiantes esinvalorable, pues nos ayudan acomprender los cambios en latemperatura y la precipitaciónen la región. De hecho, losestudiantes probablemente hanrealizado un 30% del total deobservaciones que se hanllevado a cabo en el Pacífico.

GLOBE: Cuéntenos algo acerca de usted.¿Dónde nació? ¿Dónde creció?

Dra. Postawko: Crecí en San Luis, Missouri yestudié en la Universidad deMissouri, en San Luis. Siempreme interesó la astronomía, asíque me decidí por el programade física y la astronomía. ¡Yo noestaba en absoluto preparadapara ello! La secundaria a laque asistí no tenía un plan deestudios extenso dematemáticas ni de ciencias.Siempre me gustó la ciencia,pero no las matemáticas. En launiversidad vi las aplicacionesde las matemáticas en la cienciay me emocioné mucho. Lodisfruté tanto que hasta llegué aser profesora asistente dematemáticas, ¡algo que nuncahubiera soñado hacer! Terminé

obteniendo un diploma enfísica y astronomía. El interéspor esta última se centraba enlos planetas. Cuando estabaconsiderando la idea decontinuar mis estudios, uncatedrático me sugirió queconsiderara los programas deciencias atmosféricas porquerealizaban trabajos atmosféricosde los planetas. Sin dudarlo, meapunté en ciencia atmosféricaen la Universidad de Michigan.Obtuve mi doctorado en 1983,y luego estudié la evolución ylas atmósferas de planetas en laUniversidad de Hawai. En1991, mi esposo y yo vinimos ala Universidad de Oklahoma yahora estoy en un muytradicional departamento demeteorología, lo que es muydivertido. Cuando el tiempo sedaña un poco, todo el mundocorre en sus vehículos aperseguir tornados.

GLOBE: ¿Usted persigue tornados?

Dra. Postawko: Ellos van en cacería detornados. Yo todavía tengo elimpulso de ir al sótano cuandohay mal tiempo. Todos losdemás corren a sus vehículos.Los estudiantes universitariosme amenazan con arrastrarmecon ellos uno de estos días.Todos tienen su perro y unacámara filmadora. Yo lo verépor televisión.

GLOBE: ¿Qué sucede si un tornado va trasde uno?

Dra. Postawko: En ese caso está en problemas.

GLOBE: ¿Usted tiene hijos?

Dra. Postawko: No, pero tengo cuatro perros,cinco gatos y tres pájaros.


tífica


GLOBE: ¿Cómo le gusta divertirse?

Dra. Postawko: Muchas de las cosas que medivierten tienden a ser sobreciencia. Me encanta salir en lasnoches con mis binoculares aobservar las constelaciones,mirar estrellas fugaces, intentarencontrar los planetas. Mi ideaacerca de lo que es divertidocambió drásticamente al llegar aOklahoma. En Hawai,disfrutaba de hacer caminatas,de ir en kayak y de bucear.Aquí no hay mucho de eso,pero de todas maneras es unEstado interesante.

GLOBE: ¿Le empezó a interesar laastronomía cuando estaba en lasecundaria?

Dra. Postawko: Estoy interesada en laastronomía desde que tengouso de razón. Pienso que unade las razones es que a mipadre le gustaba observar lasconstelaciones. Me leía acercade los planetas y esos temas.

GLOBE: ¿Cuál era su actitud hacia laciencia cuando estaba en lasecundaria?

Dra. Postawko: Disfrutaba de ella. Luchabacontra las matemáticas porqueno comprendía su utilidad. Enla universidad tuve comoconsejera una mujer pocodiligente. Cuando le dije queme quería especializar en físicay astronomía, me dijo: «Cariño,¿sabes que eso implica muchasmatemáticas?» «Bueno, tomarématemáticas si debo hacerlo».Ella pensaba que yo queríaespecializarme en Españolporque lo había estudiado en lasecundaria. «No, no creo quequiera especializarme enEspañol».

GLOBE: Como mujer, ¿alguien intentódesanimarla de estudiar ciencias?

Dra. Postawko: Únicamente esa consejera. Creoque ella no tenía muchasmujeres en ciencias. La verdades que cuando escucho a las


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mujeres hablar acerca de losobstáculos que enfrentaron,realmente las admiro por habercontinuado, puesto que yonunca percibí que alguienquisiera impedirme hacer loque quería. Mis padres siempreme animaron a que hiciera loque deseaba. Tuve catedráticosmaravillosos que nuncasugirieron que debía hacer algomás en vez de ciencias.

GLOBE: Si un genio saliera de repente enuna lámpara y le ofrecieraresponderle una pregunta, ¿qué leplantearía usted?

Dra. Postawko: ¿Cómo era Marte en unprincipio? He pasado añosintentando imaginarlo.

GLOBE: ¿Es posible averiguarlo sin ir allí,o debemos ir y realizarexcavaciones?

Dra. Postawko: Creo que definitivamentedeberíamos ir. Parte delproblema de enviarinstrumentos remotos es queestos no pueden ver algo queno es usual y probarlo. Una delas maneras por las que hemosaprendido tanto acerca de laLuna, es porque los astronautasque fueron allá miraron ydecidieron lo que había queestudiar.

GLOBE: Cómo científica, ¿recuerda elmayor desafío con el que se haenfrentado?

Dra. Postawko: Lo fascinante de la ciencia esque todos los días estamoshaciendo algo que nadie habíahecho nunca antes. Se estáaprendiendo nuevas cosas que

nadie había aprendido jamás.Lo fascinante de la ciencia esque no solo se puede tener lasuerte de tropezar con grandesdescubrimientos, sino que día adía se acumula conocimiento.

GLOBE: ¿Cuáles son las recompensas de laciencia?

Dra. Postawko: Creo que hay dos aspectos de laciencia que son gratificantes. Elprimero es descubrir cosas queayudan a la gente en su vidacotidiana. Eche un vistazo a lastecnologías que utilizamos adiario. Son los resultados de lainvestigación científica dealguna persona. También esgratificante aprender yaumentar el conocimientoacerca de la Tierra, los planetasy el universo. Nunca se sabequé información le será útil alas generaciones futuras.Cuando Isaac Newton estabaelaborando sus cálculos o lateoría de la gravedad, no creoque él realmente supiera cómoeso podría ser aplicado por lasgeneraciones venideras, peroahora nos sirve para enviarnaves espaciales a Júpiter.

GLOBE: ¿Al crecer, tuvo héroes?

Dra. Postawko: Los astronautas. Quería serastronauta. Pensaba que era lagente más interesante queexistía.

GLOBE: ¿Qué les aconsejaría a losestudiantes que están interesadosen la ciencia de la Tierra?

Dra. Postawko: Que tengan confianza en símismos. Hagan lo que quieranhacer y no permitan que nadieles diga que no son losuficientemente listos como


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para emprender algo, puestoque si yo he pasado por esto,cualquiera puede hacerlo.Deben seguir su corazón, debenobedecer a lo que en realidadles interesa. Si realmente seconcentran en ello, lo puedenlograr. Eso suena trillado, y sialguien me lo hubiera dichocuando estaba en octavo año, lehabría respondido: «Claro,claro, seguro. Usted no sabecómo es esto». Pero es verdad.

GLOBE: ¿Le gustaría añadir algo?

Dra. Postawko: Espero que los estudiantes nocrean que los científicos sesientan en torres de marfil sinconexión con el mundo real. Elmundo real es la ciencia. Laciencia es como una novela demisterio, siempre se estábuscando respuestas. ¿Por quésucedió esto y aquello? Losestudiantes deberían divertirsecon la ciencia.

GLOBE™ 1997 Introducción - 1 Atmósfera

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aIntroducción

La Gran Imagen“¡Todo el mundo habla sobre el clima, pero nadiehace nada por él!”. Esta es una clásica frase conla que la gente viene quejándose, en todo elmundo, quizás desde hace siglos. Realmente, hayalguien que sí está haciendo algo por el clima.Los científicos en todo el mundo estánestudiándolo todo los días y, ahora con elprograma GLOBE, ¡sus alumnos pueden ayudar!Las mediciones que ellos hagan nos ayudarán acomprender mejor el clima de nuestro planeta.

Existen varias razones por las que estudiamos laatmósfera. Deseamos conocer día a día cosascomo cuál será la temperatura para poder decidirqué ropa vamos a usar, si necesitamos llevarparaguas o no, o si será necesario llevar unsombrero y protección solar para evitar los rayosultravioletas del sol. Los agricultores necesitansaber si habrá suficiente lluvia para su siembra.En los complejos de esquí es preciso saber cuántanieve va a caer. Los habitantes de zonasnormalmente aquejadas por huracanes deseansaber cuántos huracanes deberán esperar a lo largodel año. Casi a todos les gustaría saber cuál va aser el clima, ¡no solo mañana o pasado sino deaquí a seis meses, un año o diez años! Loscientíficos que estudian la atmósfera analizan nosólo lo que sucede con el tiempo en todo el mundoactualmente, sino que, de cierta forma, analizanlo sucedido en el pasado y lo que vendrá en elfuturo.

Al decir tiempo nos referimos a lo que sucede enla atmósfera hoy, mañana o pasado mañana. Aldecir clima nos referimos a lo que sucede a lo largodel tiempo. Por ejemplo, en ciertas ciudades latemperatura actual podría ser 25ºC (esto es eltiempo), pero si analizáramos los registros deltiempo de los últimos 30 años, averiguaríamosque la temperatura promedio en cierta ciudad enese día en especial fue de 18º C (eso es clima).Durante este mismo período de 30 años, latemperatura de esta ciudad ha variado entretemperaturas extremas como 30ºC y tan bajascomo 12ºC, en este día en particular. Por lo tanto,la temperatura actual de 25ºC no es inusual.

Al estudiar la historia del clima de la tierra,

podemos notar que la temperatura y laprecipitación en cualquier lugar cambian a lo largodel tiempo. Por ejemplo, las imágenes de ciertossatélites muestran que había grandes ríos a travésdel desierto del Sahara. También creemos quealguna vez ciertas partes de Africa estuvieroncubiertas de hielo y que un mar no muy profundocubría gran parte de los Estados Unidos. Todosestos cambios sucedieron mucho antes de que losseres humanos habitaran en cualquiera de estasregiones, pero si la Tierra era tan distinta en elpasado, ¿podremos predecir lo que sucederá enel futuro?

La atmósfera de la Tierra es una capa delgada degases que se componen casi en un 79% denitrógeno, 20% de oxígeno y 1% de una serie deotros gases (incluyendo el vapor de agua y eldióxido de carbono). La atmósfera es muy activay los cambios en una parte del mundo van a afectara otras zonas. Muchos científicos estánpreocupados por la quema de combustiblesfósiles, como el carbón y el petróleo, puesto quedepositan demasiado dióxido de carbono en laatmósfera, lo cual puede recalentar todo el planeta.La quema de estos combustibles también añadepartículas de lo que se denominan aerosoles, loscuales -a nivel local- pueden resaltar los efectosde recalentamiento con más fuerza que losproducidos por el dióxido de carbono u otrosgases. Al quemar combustibles fósiles se puedeaumentar en la atmósfera la cantidad de gasescomo dióxido de sulfuro y óxidos de nitrógeno.El aumento de estos gases se relaciona con lacreciente acidez de la precipitación, lo cual afectaa las plantas, los animales, las fuentes de agua, lossuelos y las estructuras. Si bien el clima de laTierra varía de forma natural, la acción del serhumano ha tenido potencia como para afectar elclima en un ritmo mucho más acelerado que elnatural.

Las consecuencias de un cambio en el climapueden afectar en potencia a cada ser vivo ennuestro planeta. La comunicación internacionaly la cooperación son esenciales para comprendery enfrentar estos posibles efectos del cambioclimático en todo el globo. Las mediciones de los

Atmósfera

La Gran

Imagen


parámetros medioambientales son necesarias paravigilar el estado actual de la atmósfera y paraalertarnos sobre los muchos cambios que pudieranestar sucediendo. Con el programa GLOBE, losestudiantes ayudarán a los científicos acomprender las condiciones medioambientalessobre la Tierra en la actualidad y a lo largo deltiempo, para poder determinar si ha habidocambios.

La gente piensa a menudo que los científicos sabenlo que está sucediendo en todas partes del mundo,pero nada hay más lejos de la verdad. Existenmuchas regiones en las que los científicos tienenúnicamente una idea muy general sobre factoresambientales como temperatura y precipitación.Incluso en aquellas regiones donde pareciera quelos datos son abundantes, los científicos aún nosaben mucho sobre cómo estos factores varían deuna distancia a otra relativamente corta. Lasmediciones que los estudiantes realicen con elprograma GLOBE, ayudarán a dar un gran pasoen la comprensión de nuestro mundo.

Una Visión de Camposobre la Investigación dela AtmósferaSi bien existen muchos aspectos de la atmósfera,cuya comprensión es importante, las medicionesfundamentales, y en las que nos concentraremos,son el tipo y cobertura de nubes, la temperaturadel aire y la cantidad de precipitación y pH. Unbuen hábito a desarrollar consiste en mirar haciael cielo cada vez que salga. Empiece a prestarleatención a lo que sucede en la atmósfera. ¡Podrásorprenderse de todo lo que acontece!

Los estudiantes realizarán sus observaciones sobrelas nubes con sus ojos. Una cantidad que ellosvan a estimar es la cobertura de las nubes, la cualvaría entre cero (un cielo totalmente claro) y un100 por ciento (un cielo totalmente nublado).

Otra característica que sus alumnos van a calcularcon su vista será el tipo de nubes. Los científicoshan definido una serie de clases de nubes basadasen su apariencia y altitud. Los estudiantes quizásya estén familiarizados con algunos de estos tiposde nubes, como aquellas altas nubes derelámpagos denominadas cúmulonimbos, o lasrizadas nubes de hielo que están muy alto en el

cielo y se llaman cirros. Con la ayuda del cuadrode nubes que les proporciona GLOBE, losestudiantes van a caracterizar cada nube dentrode los diez tipos distintos que existen.

El instrumento básico para medir la temperaturaes el termómetro, del cual existen muchos tipos.Existen termómetros especiales disponibles queregistran las temperaturas máxima y mínima, esdecir las temperaturas mayores y menores desdela última vez que el termómetro fue puesto encero. Para medir al temperatura del aire, se debecolocar el termómetro en un lugar bien ventilado,lejos de la luz del sol y de fuentes locales de calor.

La precipitación es relativamente fácil de medir.El pluviómetro es un recipiente sencillo que recogeagua de lluvia y cuyo funcionamiento se combinacon ciertos métodos que permiten determinar lacantidad de agua que se ha acumulado en él. Esmuy importante que se coloque el pluviómetroen una zona en la que no quede bloqueado poredificios o cubierto por árboles, ya que estoinfluiría en la cantidad de lluvia que pudiera caeren el pluviómetro. En aquellas regiones dondenieva, la profundidad de la nieve puede medirsecon una varilla graduada. El contenido del aguavaría considerablemente de una nevada a otra, porlo que también se debe medir ésta. El pH delagua de lluvia o de la nieve derretida puedemedirse utilizando una cinta de pH, un lápiz oun medidor de pH, según el nivel de destreza delos alumnos.

Antes de decidir la ubicación definitiva de losinstrumentos utilizados en esta investigación, leala sección acerca de la colocación de losinstrumentos, dentro de los Protocolos. Luego,junto a sus alumnos, dé un paseo por lasinstalaciones de la escuela para decidir cuálesserían los mejores lugares para colocar losinstrumentos. Esta actividad le ayudará a evaluarel conocimiento inicial de sus alumnos y les harárazonar sobre los factores que pudieran incidirsobre sus mediciones.

Las siguientes son unas preguntas muy idóneaspara plantear a los estudiantes, para que puedandecidir cuáles serán los lugares más adecuadospara las mediciones:

• ¿Desde qué parte de los terrenos de laescuela se pueden observar más nubes?¿Desde dónde se ven menos?


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• ¿En qué lugar en los predios de la escuelaserá mayor la temperatura? ¿Por qué?¿Dónde será menor la temperatura? ¿Porqué? ¿Estos dos lugares sonrepresentativos de todas las instalacionesde la escuela?

• ¿Cómo podrían afectar los edificios a latemperatura?

• ¿Habrá alguna diferencia entre latemperatura de un campo con hierba y unestacionamiento de asfalto o un patio?¿Por qué?

• ¿Dónde colocaría un pluviómetro pararecoger la mayor cantidad de lluvia? ¿Porqué? ¿Colocaría el medidor de nieve eneste mismo lugar para recoger la mayorcantidad de la misma?

Mientras camina por los campos de la escuela,pida a sus alumnos que dibujen un mapa de lazona. Los alumnos menores quizás podríanseñalar únicamente las características másimportantes, como edificios, estacionamientos,zonas de juego, etc.; los estudiantes mayorespueden incluir más detalles, como la aparienciade la superficie de la zona de juegos (asfaltada,con hierba o tierra). Pídales que señalen cualquierarroyo o estanque y que indiquen las áreas deárboles. Pueden incluso medir la altura de losedificios y los árboles utilizando el clinómetro ylas técnicas señaladas en la Investigación deCobertura del Suelo y Biología y anotando losresultados en sus mapas. El objetivo consiste enconseguir un dibujo de los campos de la escuelapara que, al decidir en qué lugar se van a colocarlos instrumentos meteorológicos, los estudiantespuedan indicarlo en los mapas. De esta manera,ellos podrán contar con una buena descripciónfísica del área que rodea a sus instrumentos. Enlos años siguientes, los nuevos alumnos puedenrepetir estos trazos de mapas para comprenderpor qué se escogieron los distintos lugares.

Enfoque en las IdeasCinetíficas ClavesEn esta sección vamos a analizar másdetenidamente la importancia que cada una delas mediciones atmosféricas del programa GLOBEtiene para la ciencia.

NubesEl agua está presente en la atmósfera en formagaseosa (vapor de agua), líquida (gotas de lluviao gotas de nubes) y sólida (cristales de hielo olluvia congelada). Al igual que muchos otros gasesque son parte de la atmósfera, el vapor de agua esinvisible para el ojo humano. Sin embargo, alcontrario que con los otros gases de nuestraatmósfera, bajo condiciones adecuadas, el vaporde agua puede variar de gas a partículas sólidas ogotas líquidas. Si las temperaturas están sobre elnivel de congelamiento, el vapor de agua secondensará en gotas de lluvia. Si, por el contrario,está por encima del nivel de congelamiento, seformarán pequeños cristales de hielo. Las nubesno son otra cosa que la forma visible de estoscristales o gotas.

El tipo de nubes que se puedan observar dependede las condiciones climáticas que estéexperimentando o que pronto vaya aexperimentar. Algunas de estas nubes se formanúnicamente en climas suaves, mientras que otrastraen consigo aguaceros o tormentas de rayos. Lostipos de nubes presentes nos dan informaciónmuy significativa sobre el movimiento vertical dela atmósfera en distintas alturas. ¡Al prestaratención a las nubes, pronto podrá utilizar laformación de nubes para predecir el clima!

Todos estamos conscientes de la existencia de lasnubes, pero no todos nos damos cuenta de laimportancia que tienen para el clima y el tiempo.Las nubes desempeñan un papel muy complejoen el sistema climático. Son la fuente deprecipitación, afectan la cantidad de energíaproveniente del sol que absorbe la Tierra y aíslana la superficie de la Tierra y a la atmósfera baja.En un momento dado, casi la mitad de toda lasuperficie de la Tierra puede estar cubierta denubes, las cuales reflejan la luz del sol y la alejande la Tierra, logrando que el planeta se mantengafresco. Al mismo tiempo, las nubes tambiénabsorben la energía que emana de la superficiede la Tierra y devuelve una parte de ella, con loque el planeta se mantiene más abrigado de loque puede ser de otra manera. Las medicionesrealizadas por satélite han demostrado que, comopromedio, el efecto de enfriamiento de las nubesdomina sobre su efecto de calentamiento. Loscientíficos calculan que si nunca se formasennubes en la atmósfera de la Tierra, nuestro planeta

Enfoque en

las Ideas Científicas Claves


tendría una temperatura 30ºC mayor de lo normal.

Preguntas para discusión: Averigüe el número dedías soleados de cada mes en su área, así como latemperatura promedio de cada mes (consulte unalmanaque o un libro de referencia similar, orealice una investigación en la Red Mundial Weby, después del primer año, recurra también a losdatos de GLOBE). ¿Cómo creen los estudiantesque se vería afectada la temperatura de la zonadonde habitan si aumentara o disminuyera elnúmero de días soleados?

PrecipitaciónOtra medición vital que los estudiantes realizaránes la precipitación, la cual se refiere a toda formade agua líquida o sólida que caiga de la atmósferay alcance la superficie de la Tierra. Dentro de laprecipitación líquida tenemos la lluvia y la garúa;la precipitación sólida incluye la nieve, los trozosde hielo, el granizo y la lluvia congelada.

Nuestro planeta es un planeta de agua. De hecho,es el único planeta del sistema solar donde el agualíquida fluye naturalmente sobre la superficie. Casitoda forma de vida depende del agua. El agua quetermina en la atmósfera, para solo retornar a lasuperficie a la Tierra, es parte de un ciclo hidrológicomayor. En este ciclo, el agua se evapora desde losocéanos y la tierra, atraviesa la atmósfera, cae enla superficie en forma de precipitación y vuelve almar desde la tierra, gracias a los ríos u otrosmedios.

La precipitación es un componente vital del clima.Allí donde es escasa, existen desiertos y dondeabunda, en cambio, la vegetación es exuberante.El agua es el soporte de la vida y por ello laprecipitación es básica para la agricultura, lasfuentes de agua dulce y, en algunas regiones, hastapara producir energía.

Una de las funciones principales del agua en laTierra consiste en transportar el calor de lostrópicos a latitudes más altas. Esto se realiza graciasal movimiento de los océanos (corrientes) y al delagua de la atmósfera. A medida que la energía delsol alcanza la superficie terrestre, se vuelve másintensa en la zona ecuatorial que en los polos yesta es la razón principal por la que en los trópicoshace calor y frío en los extremos Artico y Antártico.

La mayor parte de la energía del sol que llega a lasregiones ecuatoriales es absorbida por los océanos,por lo que el agua se evapora. Este vapor de agua,

entonces, queda libre para trasladarse por laatmósfera. A medida que asciende o se traslada alatitudes más altas, el vapor del agua se encuentracon temperaturas más frías y empieza acondensarse (cambia de estado gaseoso a líquido)para formar nubes y precipitación. Cuando ocurreel cambio de agua en estado gaseoso a líquido, elcalor queda libre en la atmósfera. En otraspalabras, mediante la transformación de agualíquida a gas y luego a líquido nuevamente en laatmósfera, parte de la energía del sol se transportadesde las regiones ecuatoriales hacia las polares.

Al conocer dónde se forman las nubes y dónde,cuándo y cuánta precipitación cae, los científicospodrán comprender mejor el comportamiento dela atmósfera de la Tierra.

Pregunta para discusión: Averigüe la cantidadpromedio de precipitación mensual en su zona(consulte un almanaque o un libro de referenciasimilar, o realice una investigación en la WWW,o, si ya dispone de datos GLOBE de hace un año,también incluya a ellos también) ¿Cuáles creeusted serían las consecuencias si la lluvia sedistribuyese de manera uniforme a lo largo de todoel año? ¿Qué pasaría si únicamente se contaracon la mitad de lluvia durante determinado año?¿Y si recibiera el doble de lo normal? ¿Qué factorespiensa que influyen en el dónde y el cuándo caelluvia?

pH de la PrecipitaciónEl agua se mueve en todas las plantas y animales.La composición química del agua, por tanto,afectará los ecosistemas terrestres y acuáticos. Sibien la precipitación normal es ligeramente ácida(un pH de al menos 5,6), debido a los gases quenaturalmente componen la atmósfera de la Tierra,la quema de combustibles fósiles libera gases enla atmósfera que interactúan con el vapor de aguay dan lugar a una precipitación con un pH inferiora 5,6. Esta precipitación ácida puede ocasionardaños directos a las plantas, durante un largoperíodo, de modo que el efecto más grave consisteen que éstas se tornan más susceptibles a presionesproducidas por el frío, las enfermedades, losinsectos y la sequía. La precipitación ácida lixivianutrientes del suelo y también puede hacer quese desprendan de éste iones de aluminio quedestruyen las raíces de los árboles. Si estos ionesde aluminio son arrastrados hacia los lagos y


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corrientes, pueden causar efectos negativos sobrelos peces.

Además de afectar a las distintas formas de vida,la precipitación ácida causa graves daños a lasestructuras. Se conoce que ésta aumenta lacorrosión de los metales y contribuye a ladestrucción de las estructuras de piedra y lasestatuas. En muchas regiones del mundo, edificiosy esculturas famosos se están deteriorando aritmos muy acelerados.

La acidez o el pH del agua puede modificarse amedida que se traslada en el ambiente. Cuando elagua se condensa por primera vez en la atmósfera,el pH es neutral o con valor 7,0. Luego, los gasestales como el dióxido de carbono y las partículasde la atmósfera se disuelven en las gotas y hacenque el pH disminuya. A medida que el agua fluyepor la superficie de la tierra o a través del suelo,el pH nuevamente varía por efecto de lasinteracciones químicas con la tierra. El agua sejunta en los arroyos, ríos, lagos y finalmente enlos océanos. Con el programa GLOBE, losestudiantes van a medir el pH de la precipitación,el suelo y la superficie del agua.

TemperaturaCuando se piensa en la diferencia entre día ynoche, entre invierno y verano, o entre el climade una región tropical comparado con el clima dela región polar, uno puede fácilmente imaginaresas diferencias en términos de temperatura.

Hay muchos factores que afectan la temperatura,el más importante de los cuales es la latitud. Loscientíficos que están estudiando el clima denuestro planeta están muy interesados enaveriguar si la temperatura en distintas latitudesestá cambiando, y si es así, ¿cambia de la mismamanera en todas las latitudes? La mayoría de losmodelos que las computadoras elaboran sobre elclima en la Tierra predicen que si ésta se calienta,las regiones polares se calentarán más que lostrópicos (aunque las regiones polares siempreserán más frías que los trópicos).

Juntas –temperatura y precipitación– producenun importante impacto en los tipos de plantas yanimales que viven en cierta zona, y hasta en eltipo de suelo que se forma allí. Las medicionesque los estudiantes realizarán para la Investigaciónde la Atmósfera, son importantes para loscientíficos que estudian el clima, el tiempo, la

cobertura del suelo, la biología, la hidrología y elsuelo.

Pregunta para discusión: Averigüe la temperaturapromedio mensual en su zona (consulte unalmanaque o un libro de referencia similar, orealice una investigación en la Web o, si ya disponede datos GLOBE de hace un año, también incluyaa ellos también). ¿Existe alguna variación en latemperatura de mes a mes? Si es así, ¿Por quécree usted que esto sucede? ¿Piensa que todos lospuntos situados en la misma latitud experimentanla misma temperatura? ¿Por qué sí o por qué no?¿Cuáles factores cree usted que inciden más en latemperatura de su zona?

Preparación Para elTrabajo de CampoLa tarea que más tiempo le llevará en estainvestigación es la selección del Sitio de Estudiode la Atmósfera y la colocación del pluviómetro yla caseta para el termómetro. En la secciónProtocolos encontrará las instrucciones completaspara elegir el lugar y decidir cuál será la ubicaciónadecuada de los instrumentos. Las lecturas diariasde la cantidad de precipitación y la temperaturano tomarán nunca más de 10 minutos (quizás algomás si los alumnos requieren de más tiempo paraestudiar los valores). La observación de nubestoma unos cinco minutos diarios, según el tipode discusión en clase que haya en el aula acercade la cobertura y el tipo de nubes. Se espera quelas observaciones tomen más tiempo cuando losestudiantes recién estén aprendiendo elprocedimiento y, obviamente, los estudiantesmenores necesitarán más tiempo. Según el métodoque se use para tomar las mediciones del pH de laprecipitación, el protocolo tomará entre 5 y 15minutos (o más si el lápiz o el medidor de pH nose han calibrado oportunamente).

Todas las mediciones correspondientes a la cienciaatmosférica deben tomarse a diario, y lo másaproximado que se pueda de la misma hora, todoslos días, pues así se garantiza la comparación delas mediciones tomadas en todo el mundo. ParaGLOBE, todas las observaciones atmosféricasdeben realizarse dentro de una hora a partir delmedio día solar, y el pluviómetro debe vaciarse yvolver a colocar en 0 el termómetro durante esteperíodo de dos horas. Mire en el casillero el

Preparación

Para el Trabajo de Cam

po


Cómo Calcular el Medio Día SolarEl medio día solar sucede cuando el sol parece haber llegado a su punto más elevado en el cielodurante el día. Medio día solar es el término utilizado por GLOBE. Un astrónomo, por ejemplo,se referirá a la misma hora como medio día local aparente. El medio día solar por lo general nosucede a la misma hora ”de reloj” y depende de la ubicación dentro de su huso horario. Sinembargo, este ocurre a mitad de recorrido entre el amanecer y el atardecer locales. Por tanto,una forma muy fácil para calcular el medio día solar local, necesitamos un periódico de unpueblo cercano que nos dé las horas del amanecer y el atardecer. Calcule el promedio de estashoras para obtener el medio día solar. En primer lugar, convierta todas las horas al sistema de24 horas, añadiendo 12 a cualquiera de las horas que tenga y luego calcule el promedio de lashoras del amanecer y el atardecer. (Sume dos veces y divida por dos). Esta será la hora solar.

7:02 am

Ejemplo:Amanecer (hora am o del sistema 24 horas son la misma)AtardecerAtardecer (sistema 24 horas)Amanecer + atardecerEquivalente (para que el número de horas sea igual)Dividir para 2Medio día solar (aproximado al min. Más cercano)

1

6:58 am 7:03 am 6:32 am

5:43 pm 5:46 pm 8:09 pm 5:03 pm

17:43 pm 17:46 pm 20:09 pm 17:03 pm24 hr 45 min 23 hr 104 min 27 hr 12 min 23 hr 35 min

12 hr 22.5 min 12 hr 22 min 13 hr 36 min 11 hr 47.5 min

12:23 pm 12:22 pm1:36 pm o 13:36 11:48 am

(sin cambio) 24 hr 44 min 26 hr 72 min 22 hr 95 min

2 3 4

proceso de cómo calcular el medio día solar. ¿Seráque esto quiere decir que únicamente aquellasclases que tengan lugar a esta hora puedenparticipar? ¡NO! Porque estas mediciones norequieren mucho tiempo y los estudiantes, cuyasclases empiezan antes o después, pueden serasignados para tomar las mediciones durante sudescanso para el almuerzo. La clave es laconsistencia en la hora del día en que se tomanlas mediciones.

Un solo estudiante puede leer el pluviómetro y eltermómetro. Sin embargo, sería una buena ideapedir a un pequeño grupo de alumnos que tomeestas lecturas para que estos puedan controlarseunos a otros. Las lecturas pueden ser tomadasbien sea por el grupo en conjunto o bienindividualmente y luego comparadas.

Si las lecturas se toman individualmente, el grupodebe recordar vaciar el pluviómetro y volver acolocar el termómetro en 0 cuando hayanterminado. Si se hacen turnos por rotación diariao semanal en las clases, todos los estudiantestendrán oportunidad de participar. No se

recomienda que distintos grupos realicen lasdistintas mediciones el mismo día, porque así seestará abriendo la puerta para la confusión alvaciar el pluviómetro, colocar en 0 el termómetroy enviar los datos. Recuerde que cuando GLOBEobtiene un segundo reporte de datos para elmismo lugar de estudio de atmósfera el mismodía, a este segundo reporte se lo considera comocorrección y sustituye al primero.

Las estimaciones del tipo y cobertura de nubesson mediciones subjetivas, de modo que cuantomás estudiantes participen en esta tarea es mejor.Cada alumno debe tomar sus propias lecturas;luego, deben llegar a un acuerdo como grupo. Nose sorprenda si sus alumnos en un principio tienendificultad con sus cálculos. Aún los observadoresde clima con más experiencia debaten sobre eltipo de nubes que ven, o sobre la cantidad exactadel cielo que está cubierta por ellas. A medidaque sus alumnos se vayan familiarizando con estasobservaciones, comenzarán a reconocer lasdiferencias sutiles que se presentan en el tipo denubes.


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Una Vista General de lasActividades Educativas

Objetivos de Aprendizaje de losEstudiantesEn el programa GLOBE, los estudiantes puedenacrecentar su educación mediante la participacióndirecta en investigaciones con validez científica.Para este módulo los objetivos de aprendizaje delos estudiantes son:

• Observar y medir el clima y losfenómenos relacionados con el clima, deforma precisa y objetiva.

• Diseñar y probar los instrumentos para elclima propios de los estudiantes como unaforma de comprender cómo losinstrumentos stándar funcionan.

• Clasificar objetos y eventos sobre la basede las similitudes, diferencias e inter-relaciones.

• Resolver los problemas mediante laexperimentación.

• Interpretar los datos recogidos y llegar aconclusiones razonables.

• Explorar y comprender las inseguridadesinherentes a toda medición científica.

• Comunicar la información obtenida através de las investigaciones científicas. Y,

• Desarrollar modelos a partir de los datos,patrones o relaciones.

ConceptosLos conceptos que están cubiertos en esteprotocolo y en las actividades de aprendizaje deesta investigación son:

Composición de la atmósferaFormación de nubesCondensaciónEfectos de enfriamiento y calentamiento

de las nubesLas nubes se identifican por su forma,

altura y características de precipitaciónLa relación entre las nubes y los cambios

de las nubes y el tiempo

Efectos del viento en la medición de laprecipitación

Cambio de estadoDensidad de la nieveFactores que afectan el pH de la

precipitaciónTemperaturaCalorConvecciónConducciónRadiaciónTransferencia de calor a través de la

radiación, la conducción y laconvección

La conducción y la convección son dosformas claves de transferencia de calor

Distintas sustancias como el suelo, el aguay el aire transfieren energía y calor endistintas proporciones

Capacidad de producir calorLas sustancias se expanden y se contraen

con los cambios en temperaturaLos termómetros de líquido en vidrio

funcionan sobre la base de la expansióny la contracción termales

Utilización de una simulación paraexplorar la precisión de las observacionesLectura de meniscos

Evaluación de losEstudiantesLos estudiantes deben ser evaluados utilizandométodos formativos y sumativos, que pueden sercuantitativos o cualitativos por naturaleza. Dichosmétodos deben reflejar el nivel de desarrollo desus estudiantes. Varios instrumentos deben usarsepara evaluar el crecimiento de sus alumnos en lassiguientes áreas:

• Maestría en conceptos• Uso de destrezas sobre el proceso

científico• Las actitudes hacia la ciencia, las clases de

ciencia y las carreras científicas• Destrezas más avanzadas, incluyendo la

formulación de preguntas, la

Un

a Vista G

eneral de las A

ctividades Educativas


identificación de causas y efectos y lapredicción.

• La aplicación de conceptos y las destrezasde procesos en nuevas situaciones.

Una manera de evaluar el nivel de comprensiónde los estudiantes del contenido y los procesosdentro de la Investigación de la Atmósfera,consiste en vigilar los datos diarios que losestudiantes registran y envían. ¿La temperaturamáxima que se registra siempre es mayor que lamínima? ¿Se registra la temperatura actual iguala la máxima o la mínima, o entre éstas durantelas últimas 24 horas?

En ambos casos, la respuesta debe ser sí. Encaso contrario, debe sospechar que, o bien susestudiantes no saben cómo leer las temperaturasmáximas y mínimas en el termómetro, o que noestán seguros de lo que están leyendo.

Otra forma de evaluar la comprensión de losprotocolos, por los estudiantes consiste en pedirlesque escojan el lugar óptimo para los instrumentos,cuando se confrontan con una variedad desituaciones. ¿Qué sucedería si su escuela estuvieraen una ciudad? ¿Y qué sucedería si está en unazona de bosque denso?

Las actividades de aprendizaje de este módulo hansido diseñadas para ayudar a que los alumnoscomprendan los protocolos, así como losinstrumentos que van a usar para ponerlos enpráctica. También le serán de gran ayuda paraevaluar la comprensión de sus alumnos de losconceptos y destrezas claves. Los alumnospodrían mantener un registro de su actividad, darinformes orales a toda la clase (o quizás informarsobre el clima a toda la escuela) y escribirdocumentos que pudieran ser revisados por otrosestudiantes.

DestrezasLas destrezas cubiertas en los protocolos yactividades de aprendizaje de esta investigaciónson las siguientes:

Destrezas Científicas AmpliamenteAplicables

Observación cuidadosaObservación sistemática durante un período

de tiempoMediciónLectura de una escala con precisiónRecolección y registro de informaciónConstrucción de un aparato para

experimentosPropuesta de hipótesis y predicciónDiseño de experimentosOrganización de la información en tablasAnálisis de informaciónElaboración de gráficosCo-relación de un fenómeno observado con

otroComunicación de los resultados

experimentados en forma oral y porescrito

Comunicación matemáticaTrabajo efectivo en un grupo

Destrezas Especiales Asociadas con laInvestigación de la Atmósfera

Cálculo de la cobertura simulada de nubesCálculo de la cobertura de nubesObservación y descripción de la aparición de

nubesEstimación de la altura de las nubesIdentificación de los diez tipos de nubes más

importantesRegistro y organización de los datos sobre

nubes en el Cuaderno de CienciasGLOBE

Uso de un pluviómetroUso de un termómetroUso del equipo para medir el pH.

GLOBE™ 1997 Protocolos - 1 Atmósfera

Todas las mediciones citadas a continuación deben tomarse adiario dentro de una hora a partir del medio día solar local.

Protocolo del Tipo de NubesLos estudiantes van a determinar los tipos de nubes que existen en sucielo.

Protocolo de la Cobertura de NubesLos estudiantes van a determinar la cobertura de nubes en su cielo.

Protocolo de la PrecipitaciónLos estudiantes utilizarán un pluviómetro para determinar la precipitaciónlíquida que cae en su Sitio de Estudio.

Protocolo de la Precipitación SólidaLos estudiantes medirán la nieve y otras formas de precipitación sólida ensu Sitio de Estudio.

Protocolo del pH de la PrecipitaciónLos estudiantes van a medir el pH de la lluvia y de la nieve derretida en suSitio de Estudio.

Protocolo de la Temperatura Máxima, Mínima y ActualLos estudiantes van a medir la temperatura del aire en su Sitio de Estudio.

Protocolos


Alturadel

árbol4 veces la distancia del árbol

Distancia de la caseta de instrumentos

Cómo Realizar la Investigaciónde la Atmósfera

Figura AT-P-1

Sitio de Estudio para laInvestigaciónUbique el Sitio de Estudio de la atmósfera dentroo cerca de la escuela para que los estudiantespuedan acceder a él diariamente. Las medicionesde precipitación deben tomarse dentro de los 100metros de las mediciones de la humedad del suelo,según se describe en la Investigación de Suelos.

Observación de NubesLas mediciones de la cantidad y tipos de nubesrequieren el poder observar el cielo sin obstáculoalguno. El medio de un campo de deportes podríaser un lugar excelente, ya que el lugar desde dondese realicen las mediciones de nubes no tienenecesariamente que estar en el mismo lugar queel pluviómetro y los termómetros. Para escogerun buen lugar desde donde observar las nubes,simplemente camine por su escuela hasta llegar aun zona en la que pueda mirar al cielo sinobstáculos.

Si vive en una ciudad, quizás sea difícil encontrarun lugar sin obstáculos para observar el cielo. Paraprobar si en verdad el lugar seleccionado esadecuado, pregúntese a usted mismo qué pasaríasi las partes del cielo que usted no alcanza a verestuvieran completamente nubladas ocompletamente despejadas. ¿Marcaría esto algunadiferencia en el informe de su medición? Un lugarllega a ser satisfactorio cuando una pequeñaporción del cielo está bloqueada, siempre ycuando esta porción no modifique las medicionesque usted envíe.

Ubicación de los InstrumentosEl lugar ideal para colocar tanto el pluviómetro(y/o medidor de nieve) y la caseta de instrumentos,donde se alojarán los termómetros, debe ser unlugar plano, abierto y con superficie natural(hierba, por ejemplo). Evite recurrir a techos deedificios o superficies asfaltadas o de cemento, yaque éstas se recalientan más que una superficiede hierba, lo cual afectará sin duda a lasmediciones de temperatura. Las superficies duraspueden causar errores en las mediciones deprecipitación, debido al rebote. Asimismo, deberáevitar colocar los instrumentos en laderasinclinadas o en lugares cubiertos, a menos queeste tipo de terreno represente la zona de losalrededores.

No coloque el pluviómetro ni la caseta deinstrumentos cerca de edificios, árboles niarbustos grandes. Los objetos cercanos puedenbloquear el flujo del aire hacia los termómetros,lo cual afectará la cantidad de lluvia que se recogeen el pluviómetro.

Lo ideal sería colocar el pluviómetro y la casetade instrumentos a una distancia que equivalga alcuádruple de la altura del objeto de referencia.Por ejemplo, si su lugar está rodeado de árboles oedificios de 10 metros de altura, coloque susinstrumentos al menos a 40 metros de estosárboles. Vea la figura AT-P-1. A esa distancia losárboles, arbustos o edificios pueden romper elviento, con lo que sus mediciones de la cantidadde lluvia serán más precisas.


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tmósfera

Los instrumentos deben colocarse con elpluviómetro en el lado opuesto de la caseta y porencima de él, de modo que ésta no bloquee lacantidad de lluvia que se recoge en el pluviómetro.

Sin embargo, el viento es uno de los factores quemás contribuye a tener errores en las medicionesdel pluviómetro (el viento que sopla por encimadel pluviómetro crea un efecto que hace que lasgotas de lluvia caigan inclinadas hacia elpluviómetro). Donde sea posible, es mejor colocarel pluviómetro lo más bajo que se pueda para queesté cerca del suelo y así resulte más práctico paralas mediciones. Esto requiere colocar elpluviómetro en un poste por separado a 3 ó 4metros de distancia de la caseta de instrumentospara que éste no evite que la lluvia se deposite enel pluviómetro. La caseta de instrumentos debemontarse del lado del poste que esté lejos de lalínea ecuatorial (es decir, hacia el lado norte en elhemisferio norte, y hacia el lado sur en elhemisferio sur).

Sus alumnos luego deben dibujar un mapa de lasubicaciones de los instrumentos. Incluya en estetrazo la ubicación de edificios, árboles y arbustoscercanos utilizando las coordenadas norte-sur asícomo otras distancias hacia estos objetos. Debeanotar también el tipo de superficie donde secolocan los instrumentos. Si no le fue posiblecolocarlos lo suficientemente lejos de edificios,árboles o arbustos, según se sugiere, o si la zonaque rodea a esta caseta de instrumentos no tienesuperficie natural de hierba, reporte toda estainformación acerca de las ubicaciones relativas deposibles obstáculos y sobre el material de lasuperficie al Servidor de Datos de los Estudiantesde GLOBE, como parte de la definición de su Sitiode Estudio de la Atmósfera.

Colocación del Medidor de NieveColoque el medidor de nieve casi a ras de suelo,donde la profundidad de la nieve represente elpromedio de la zona. En una ladera, utilice lainclinación que no esté expuesta al sol (es deciruna exposición hacia el norte en el hemisferionorte, y hacia el sur en el hemisferio sur). El lugardebe estar lejos de edificios, árboles u otrosobstáculos que puedan afectar las corrientes deviento o hacer que la nieve se derrita.

Determinación de la UbicaciónCuando haya elegido el lugar para losinstrumentos, determine sus coordenadas con elreceptor de GPS y envíe sus resultados al Servidorde Datos del Estudiante GLOBE.

Puede ser que no exista un sitio que responda auna ubicación ideal para los instrumentosatmosféricos en las instalaciones de su escuela;pero si este es el caso, haga todo esfuerzo posibley envíe los detalles que se desvían de lasespecificaciones citadas como ideales (porejemplo, únicamente a 20 metros de árboles de30 metros de altura; la caseta de instrumentosestá colocada sobre el asfalto).

Nota: Algunas escuelas quizás prefieran utilizarinstrumentos automatizados para medir latemperatura. La información acerca de losinstrumentos que se utilizan debe enviarse alServidor de Datos del Estudiante GLOBE, ya queparte de la definición del Sitio de Estudio de laAtmósfera con instrumentos automáticos requierede calibración periódica. Si su escuela utiliza uninstrumento automático, debe revisar su precisióncada mes, comparándolo con las lecturasobtenidas de un instrumento que sí cumpla conlas especificaciones de GLOBE y que esté situadolo más cerca posible de los sensores de su sistemaautomático.


Protocolo del Tipo de Nubes

Conceptos ClavesFormación de nubesComposición de la atmósferaEfecto de enfriamiento/calentamiento de las nubes

DestrezasIdentificación del tipo de nubesRegistro de datosObservación cuidadosa

Materiales y HerramientasHoja de T rabajo de Datos de Investigac ión

de la AtmósferaCarta de Nubes de GLOBEObservación de los tipos de nubes (en el

apéndice)

PrerequisitosNinguno

Cómo Observar el Tipo de NubesDesde su sitio de observación el tipo de nubes,examine las nubes del cielo. Consulte la Carta deNubes de GLOBE y las definiciones queencontrará en «Cómo observar los tipos de nubes»del Apéndice, para determinar el tipo o los tiposde nubes presentes. Marque con una señal en loscuadros de la Hoja de Recolección de Datos de laAtmósfera por cada tipo de nubes que observe.No estime la cantidad de cada tipo de nube.

Nota: En algunos momentos, podría ser difícildistinguir los diferentes tipos de nubes. (Ejemplo

PropósitoObservar el tipo de nubes desde el Sitio deEstudio de la Atmósfera de la Escuela.

Visión GeneralConocer el tipo de nubes resulta muy útil enlos estudios sobre el clima y tiene relación conla precipitación y la temperatura del aire

Tiempo5 minutos

NivelTodos

FrecuenciaA diario, en el lapso de una hora dentro delmediodía solar

altocúmulos versus cirrocúmulos). En estos casos,los estudiantes deben hacer su mejor juicio yanotar si ellos están dudosos en la sección decomentarios, en sus Cuadernos de Ciencias deGLOBE.

Envío de DatosReporte lo siguiente al Servidor de Datos delEstudiante GLOBE:

Fecha y hora de la observac ión del tipo denubes en Hora Universal (UT).

Tipo(s) de nubes observado(s) puederepor tar más de un tipo de nube

Hora UniversalUna de las maneras más sencillas de pensar en la hora universal (UT) consiste en preguntar «¿Quéhora (en un reloj que marque las 24 horas) es en este momento en Greenwich, Inglaterra?» Puestoque Greenwich es la línea cero de longitud, constituye un punto de partida para el día global. Amedianoche en Greenwich, la UT es 0:00. En la historia más reciente, la UT se ha denominadoGMT por Greenwich Mean Time (Hora Promedio en Greenwich).


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aCobertura de N

ubesProtocolo de laCobertura de Nubes

PropósitoObservar la cobertura de nubes desde el Sitiode Estudio de la Atmósfera de la escuela.

Visión GeneralConocer la cobertura de nubes resulta muy útilen los estudios sobre el clima y tiene relacióncon la precipitación y la temperatura del aire.

Tiempo5 minutos

NivelTodos

FrecuenciaA diario, dentro de una hora del mediodía solar

Conceptos ClavesFormación de nubesComposición de la atmósferaEfecto de enfriamiento/calentamiento de

nubes

DestrezasCálculo de la cobertura de nubesRegistro de los datosObservación cuidadosa

Materiales y HerramientasHoja de T rabajo de Datos de

Investigación de la Atmósfera


Cómo Observar la Cobertura de NubesTome las mediciones de la cobertura de nubesdesde el mismo Sitio y hora desde donde midelos tipos de nubes. La cobertura deberá serreportada de acuerdo a las siguientes definicionesde clasificación de la cobertura de nubes:

DespejadoEl cielo está despejado o las nubes cubren menosde una décima parte del cielo. (Puesto que un cielodespejado puede tener algunas nubes, es posiblereportar el tipo de nubes aún cuando tenga uncielo claro).

Nubes DispersasLas nubes cubren entre una décima y cincodécimas partes del cielo.

Nubes FragmentadasLas nubes cubren entre cinco décimas partes ynueve décimas partes del cielo.

CubiertoHay nubes en más de las nueve décimas partesdel cielo.

Nota: Aun los observadores más experimentados

pueden encontrar dificultad al diferenciar conprecisión un cielo con nubes dispersas y rotas. Siobserva más cielo azul que nubes, entonces seconsidera que la cobertura es dispersa. Si observamás nubes que cielo azul, la cobertura es de nubesfragmentadas.

Envío de DatosAnote en la Hoja de Trabajo de Datos deInvestigación de la Atmósfera una de las cuatrocategorías de cobertura de nubes al día, y envíelos resultados al Servidor de Datos del EstudianteGLOBE.


Protocolo de la Precipitación

DestrezasUtilización de un pluviómetroRegistro de datosLectura de una escala

Materiales y HerramientasPluviómetroHojas de T rabajo de Datos de Investigac ión

de la AtmósferaLápices y plumasNivel de c arpinteroPoste de madera (apro ximadamente de 1 0

cm x 10 cm)DestornilladorExcavador de hoyos para postes

PreparaciónColocación del pluviómetro


PropósitoMedir la caída de lluvia en el Sitio de Estudiode la Atmósfera de la escuela.

Visión GeneralLos estudios sobre el clima y los sistemasterrestres requieren de mediciones precisas yde largo plazo de las lluvias.

Tiempo5 minutos

NivelTodos

FrecuenciaA diario, dentro de una hora del mediodía solar

Conceptos ClavesCondensaciónEfec tos del viento sobre las medic iones de

la prec ipitac iónLectura de meniscos

AntecedentesLa precipitación se define como la profundidad deagua que atraviesa una superficie horizontaldurante un período determinado de tiempo. Sepuede calcular la cantidad de lluvia leyendo elvalor en milímetros sobre la escala de medicionesque corresponde al nivel del agua. Note que setrata de una escala expandida (por ejemplo, sisostiene una regla hacia la parte superior de laescala sobre el centro del tubo, la distancia entrelas marcas del centro del tubo no serán las mismasque las de la regla). Esto se debe a que el área derecolección del embudo del pluviómetro es 10veces el área de la sección cruzada del centro deltubo. Esto requiere que las marcas en el tubointerior aparezcan como mayores, de modo quela cantidad de lluvia se pueda leer directamentedesde las marcas.

Cómo Colocar el PluviómetroLos estudiantes utilizarán un pluviómetroestándar que se compone de cuatro partes. Ver la

figura AT-P-2.

1. El embudo, que va sujeto al tubo demedidas;

2. El tubo de medida, que es un pequeñotubo c ilíndrico con un diámetro uniformey una escala graduada situada en el lateraldel tubo;

3. El tubo para recoger los derrames, que esun tubo cilíndrico grande, diseñado pararecoger c ualquier derramamiento de lluviaen los períodos de más prec ipitac ión; y

4. Un soporte.

Inserte el tubo de medidas dentro del tubo pararecoger los derrames y luego el embudo dentro deestos dos.

Asegure el soporte a un poste de madera, que tieneun ancho aproximadamente similar al pluviómetro.Ajuste el soporte de modo que la parte superior delpluviómetro se extienda diez centímetros más arriba


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recipitación

de la parte superior del poste.

Si es posible, corte la punta del poste en un ángulode 45 ° para disminuir la probabilidad de que lalluvia salpique al pluviómetro.

El pluviómetro armado y colocado debe estarnivelado. Revíselo colocando un nivel de carpinteroa lo largo de la parte superior del embudo en dosdirecciones, la una cruzando a la otra en ángulosrectos.

Cómo Medir la Precipitación1. Una vez que haya colocado correctamente el

pluviómetro, debe leerlo a diario dentro dellapso de una hora del mediodía solar.

2. Cuando los estudiantes lean la escala demediciones, asegúrese de que sus ojos esténal mismo nivel del agua del tubo de medida yde que lean la base del menisco.

3. Después de cada medición, debe vaciar elagua desde el tubo de medida a un vaso deprecipitación limpio o una jarra para lamedición de pH de la precipitación.Entonces, debe volver a armar y a colocar elpluviómetro. Registre en la Hoja de Trabajode Investigación de la Atmósfera, la fecha enla que se realizó la medición, la hora UT enla que ésta se realizó, la profundidad de lacantidad de lluvia en milímetros y el númerode días que el agua se ha acumulado.

Durante los períodos de bastante lluvia, el aguapodría exceder la capacidad del tubo de medida yderramarse al interior del tubo exterior. En este caso,el nivel del tubo de medida debe anotarse y el tubovaciarse. Luego, el agua del tubo exterior debemedirse vertiéndola en el tubo de medida yregistrando el nivel correspondiente del agua. Habráocasiones en que se requiera repetir esta acciónvarias veces hasta vaciar el tubo de derrames(externo). Las profundidades resultantes deben

sumarse luego, para determinar la profundidadtotal.

Incluso aunque no llueva, los estudiantes debenrevisar el pluviómetro a diario, para asegurarse deque no contiene desechos (por ejemplo: hojarasca,papeles, palos, etc.). Limpie el pluviómetro despuésde cada lectura y lávelo con agua destilada.

Lleve los pluviómetros al interior cuando latemperatura caiga por debajo de los niveles decongelamiento, para evitar que los recipientesplásticos se cuarteen. El tubo más ancho delpluviómetro puede ser dejado afuera duranteperíodos en que la temperatura diaria está alrededorde los 0°C y es posible tener tanta lluvia como nieve.

Envío de DatosReporte la siguiente información al Servidor deDatos del Estudiante GLOBE:

Fecha y hora de la recopilac ión de datos (enHora Universal).

Cantidad diaria de lluvia (en milímetros)Número de días que se ha ac umulado la

lluviaEn aquellos días en que no llueva, coloque un ceroen la columna de agua lluvia del pluviómetro. Cuandose derrame por accidente la cantidad de agua delpluviómetro, o se pierda por alguna razón, marquecon una «M» (missing - falta) la cantidad de lluviadiaria. Es importante que se registre el valor con laM, antes que con un cero. (Es un error muy comúnsustituir cero por valores faltantes. Esto produciráanálisis erróneos).

Aquellos días en los que haya lluvia, pero la cantidadsea menor que 0,5 mm, marque con la letra «T»(trace - traza) por la cantidad de lluvia diaria. Estonos dirá que ha caído una cantidad muy pequeñade lluvia. En algunas investigaciones lo importantees saber solo si ha llovido, mas no la cantidad.

Es de gran importancia tomar las lecturas diariasde la cantidad de lluvia. En este caso, reporte 1 porel número de días de lluvia que se ha acumulado.Si no es posible tomar las mediciones por variosdías, usted debe reportar el número de días desdeque el pluviómetro no ha sido vaciado. Usted debereportar el número de días aunque la lectura delpluviómetro sea cero. Por ejemplo, si usted vació elpluviómetro el viernes y no realizó una mediciónun sábado y un domingo, pero sí lo hizo el lunes,tendrá que ingresar 3 días el lunes, junto con lalectura real.

Figura AT-P-2

tubo de medida

tubo pararecoger

derrames

embudo

poste demadera


Protocolo de la PrecipitaciónSólida

Conceptos ClavesCambio de estadoCapacidad de calentamientoDensidad de la nieve

DestrezasLectura de una escalaRegistro de datos

Materiales y HerramientasUn metro de madera (Si la nieve de su

reg ión tiende a alc anzar más profundidadque un metro, requerirá una vara demayor longitud).

Recolector de nieve


AntecedentesUn recolector de nieve es una superficie plana ydelgada que se coloca sobre las primeras capasde nieve. En él se recoge nieve nueva que se puedemedir con la vara para mediciones. La tabla puedeser de aglomerado delgado (1 cm ó 3/8”). Sutamaño debe ser al menos de 40 cm x 40 cm, demodo que sea posible realizar más de unamedición de la profundidad de la nieve. Marquela ubicación del recolector de nieve para quepueda encontrarlo fácilmente cuando quedecubierto después de una nevada.

En la mayoría de los casos será adecuado utilizaruna vara de un metro como “palo de medición”.Sin embargo, en regiones donde cae la nieve por24 horas, o donde la acumulación de nieve en elinvierno excede 1 metro de profundidad, senecesitará un palo de medición más largo. En estoscasos, se puede construir un palo de medicióntomando una pieza recta de madera y se trazanmarcas, con mucho cuidado, usando una regla yun marcador permanente. El palo puede estarpermanentemente instalado, ya que es muy difícil

empujar verticalmente el palo a través de más deun metro de nieve.

Cómo Medir la Precipitación Sólida1. En su primera nevada, inserte la vara de

medic ión en posic ión ver tical dentro de lanieve hasta que toque la superficie delsuelo. Tenga cuidado de no confundir unacapa de hielo o de nieve congelada con elsuelo. Repit a la medic ión en varios lugares,donde la nieve está menos afectada porgoteo. Si no hay nieve nueva, ing rese 0.Si la profundidad medida está entre 0 y0,5 milímetros, ing rese la letra «T» (traza).

2. Coloque el recolec tor de nieve enc ima deést a y empújelo suavemente dentro de lanieve para que su super ficie quede parejacon el nivel de nieve. Coloque unabanderilla o c ualquier otra marc a cerc a delsitio para poder encontrar el recolec tordespués de la siguiente nevada.

3. Cuando haya caído nieve nueva encima dela anterior, inser te suavemente la vara demedic ión dentro de la nieve hast a toc ar el

PropósitoMedir la precipitación sólida en el Sitio de Estudiode la Atmósfera

Visión GeneralLos estudios sobre el clima y los SistemasTerrestres requieren de mediciones precisas y delargo plazo sobre las precipitaciones sólidas.

Tiempo5 minutos

NivelTodos



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recipitación Sólida

recolec tor. Realice varias medic iones ensitios distintos del mismo y calcule unpromedio. L a c ifra result ante será suprofundidad de nieve nueva en elrecolec tor.

4. Mida el tot al de la profundidad de la nievesobre el suelo a la misma hora,diariamente. El procedimiento es similaral de la medición de la primera nevada:inserte la vara de medición verticalmentedentro de la nieve en varios puntos(excepto en la zona del recolec tor denieve) y tome el promedio de las lec turasde profundidad.

La Determinación del ContenidoLíquido de la Precipitación SólidaDiariaNo todas las nevadas son similares. Algunas sonligeras y esponjosas y otras son mojadas y pesadas.El líquido diario equivalente a la precipitaciónsólida se puede determinar derritiendo unamuestra de nieve y midiendo el volumen del agua.

Para realizar esta medición, se necesita de uncontenedor. Cuando en el exterior lastemperaturas están por debajo del nivel decongelamiento, los pluviómetros plásticos que seutilizan para las mediciones de precipitaciónlíquida pueden romperse, de modo que debenser trasladados hacia el interior. Sin embargo, elcilindro grande (exterior), que forma parte delpluviómetro, constituye un contenedor ideal pararecoger nieve, con el fin de calcular su contenidode agua líquida.

1. Cuando haya medido la profundidad de lanevada diaria en el recolector de nieve,tome el cilindro grande del pluviómetro einviértalo sobre el recolector de nieve,empujándolo hacia abajo con cuidadohasta que toque la superficie delrecolector. Si la profundidad de la nieve esmayor que la profundidad del cilindrogrande del pluviómetro, usted debecompactar la nieve en el cilindro. Tengacuidado de no empujar la nieve fuera delcilindro. Si la nieve es muy profunda,usted no podrá compactar la nieve delcilindro como una única muestra. Segúnel tamaño del recolector y la profundidad

de la nieve, existen al menos dos manerasde lograr introducir ese círculo de nieveen el cilindro.Método ASi su recolector de nieve no es ni muygrande ni muy pesado, sostenga elcilindro contra la tabla e invierta a la vezlos dos. Esto hará que la nieve que seencuentra fuera del cilindro caiga, así queasegúrese de haber realizado lasmediciones de profundidad primero.Ahora ya puede llevarse al interior la nieveque queda dentro del cilindro.Método BSi su recolector de nieve es demasiadogrande o pesado como para virarlo, o si lacolumna de nieve, ya compactada, noentra en el cilindro, debe colocar la nievedentro del cilindro o de otro contenedorcon la mano. Eleve con cuidado elcilindro hacia afuera de la tabla, y asítendrá un círculo perfecto de nieve. Ahoracoloque con cuidado la nieve de estecírculo dentro del cilindro.

2. Una vez que la nieve haya sido colocadadentro del cilindro, llévela al interior de laescuela y deje que se derrita. Tape elcilindro para evitar la evaporación.

3. Cuando la nieve se haya derretido, viertacon cuidado el agua en el tubo de medidadel pluviómetro y lea la profundidad delagua, de la misma manera como lo hacecon la lluvia.

Es posible que la nieve se derrita durante la nocheantes de que se realice la medición diaria deprecipitación sólida. Si usted ha dejado su cilindrodel pluviómetro afuera, aún puede reportar losdatos de agua líquida equivalente a laprecipitación de nieve. Ingrese “M” paraprofundidad Diaria de nieve nueva y 0,0 mm paraprofundidad Total de nieve sobre el suelo. Encasos como éste, usted puede ingresar un mensajeen el espacio para comentarios diciendo que lanieve se cayó y se derritió o que fue llevada por elviento. Si usted ha medido la profundidad de lanieve antes de que se haya derretido, esto tambiénpuede ser reportado en la sección paracomentarios, junto con la hora en la que ustedrealizó la medición. Recuerde que las medicionesque se reportan en la sección regular de la hojade ingreso de datos son aquellas que se tomandentro de la hora del medio día solar.


Preparación para la Siguiente MediciónAl terminar la observación de la nieve, limpie elrecolector de nieve y vuélvalo a colocar al nivelde la superficie de la nieve.

Envío de DatosEnvíe la siguiente información al Servidor deDatos del Estudiante GLOBE:

Fecha y hora de la recolecc ión deinformación (en Hora Universal)

Profundidad tot al de la nieve sobre el suelo(mm)

Profundidad diaria de la nieve nueva (mm)Número de días que la nieve se ha

ac umulado en el recolec torLa profundidad del agua procedente de la

nieve derretida (mm).Nota: Si ha nevado pero, por alguna razón, no hasido posible realizar las mediciones (por ejemplo,el recolector se ha movido o alguien lo limpióaccidentalmente antes de realizar las mediciones),marque con una «M» (missing - falta). El total dela profundidad de la nieve aún se puede reportar.

Aquellos días en los que haya nevado pero no sehaya podido leer la profundidad, marque con laletra «T» (“trace” - traza) en la cantidad de nievediaria.

Es de gran importancia tomar las lecturas diariasde la cantidad de nieve , pero si no es posiblehacerlo, es decir, si no se ha medido la nevada envarios días (por ejemplo, el fin de semana), ingreseel número de días transcurridos desde la últimavez que se limpió el recolector junto con lacantidad de nieve. Esto indica que la cantidadmedida se recogió durante un período mayor a24 horas. Por ejemplo, si no realizó una mediciónun sábado y un domingo, pero sí lo hizo el lunes,tendrá que ingresar 3 días para el lunes, juntocon la lectura actual.


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aProtocolo del pH de laPrecipitación

Propósito

Medir el pH de la lluvia y la nieve

Visión GeneralEl pH de la precipitación afecta a la región sobrela que cae. La lluvia ácida puede afectar a lavegetación, los edificios, las estatuas y puedecambiar el pH del agua en cuerpos acuáticos oen el suelo.

Tiempo5 minutos para las mediciones5 minutos para calibrar el lápiz o el

medidor de pH

NivelTodos

FrecuenciaPara el agua lluvia: cuando se haya acumuladoal menos 2 mm de agua de lluvia en supluviómetro.

Para la nieve: cuando haya caído nieve suficientecomo para recoger aquella que no ha estado encontacto DIRECTO con el suelo ni con elrecolector de nieve, y cuando esta nieve, alderretirse, produce al menos 20 ml de líquido.

Conceptos ClavesLos factores que afectan el pH de laprecipitación

DestrezasUtilización del equipo para las mediciones

del pHRegistro de informac ión

Materiales y HerramientasEquipo para medir el pH (cinta indicadora

del pH para principiantes; lápiz de pHpara los intermedios; medidor de pHpara los avanzados, más el material decalibración que sea necesario)

PluviómetroRecolector de nieveTubo de prec ipitac ión de 1 00 ml

PreparaciónLea y familiarícese con el Protocolo deInvestigación del pH de Hidrología. Si susestudiantes están en un nivel intermedio oavanzado, asegúrese de que tanto el lápiz comoel medidor de pH hayan sido acondicionadosy calibrados de acuerdo a las instrucciones delprotocolo.

PrerequisitosNinguno. Sin embargo, el equipo que se utilizaen este protocolo es el mismo que el deInvestigación de pH de Hidrología y no esnecesario que se mida el pH del sitio de tomade muestras de agua para poder realizar lasmediciones del pH de la precipitación.

Estudiantes Principiantes: CintaIndicadora del pHLo más rápido y más fácil es llevar un vaso deprecipitación vacío y una cinta del pH al Sitio deEstudio del pluviómetro para realizar lasmediciones inmediatamente después de leer yregistrar la cantidad de lluvia caída.

1. Utilice un vaso de prec ipitac ión de 1 00 mlque esté limpio y seco.

2. Luego de leer y reg istrar la c antidad delluvia en el medidor, si hay al menos 2

mm de agua acumulada, viértala en el vasode prec ipitac ión. Si ha habido una g rancantidad de lluvia será suficiente con quellene el rec ipiente hast a la mit ad con elagua de lluvia.

3. Sumerja una tira de la cinta de medicióndel pH en el agua de lluvia y manténgaloasí por 20 segundos. Asegúrese de quetodos los segmentos coloreados esténsumerg idos en el agua de lluvia.

pH de la P

recipitación


4. Retire la c inta del agua y compare lossegmentos del color result ante con elcuadro que encontrará en la c aja delindicador de pH. Intente encontrar unasecuencia en la que todos los segmentosde color del papel conc uerden con los deuna de las tiras de la caja.

5. Si la lectura no es clara, puede ser que lacinta requiera de más tiempo parareacc ionar bien. Entonces, sumérjalonuevamente en el agua lluvia del vaso deprec ipitac ión por otros 20 segundos, yluego repit a los pasos 4 y 5 hast a que laprec isión de la lec tura le satisfaga. Si alcabo de dos minutos, la lectura sigue sinaclararse, empiece desde el principio conuna nueva tira de cinta. Si la prueba fallapor segunda vez, indique este hecho en suHoja de Ing reso de Datos de Investigac iónde la Atmósfera.

6. Si ha quedado satisfecho y ha obtenidouna buena lec tura del pH, reg istre el valorobtenido en la Hoja de T rabajo de Datosde Investigación de la Atmósfera.

7. Si ha recog ido sufic iente agua de lluvia,repit a los pasos 2 al 5 del procedimientopara tener un control de c alidad.

8. Informe el valor medido de pH al Servidorde Datos del Estudiante GLOBE.

9. Sin importar si ha llovido o no, debelimpiar su pluviómetro a conc ienc ia conagua destilada y secarlo bien al menos unavez a la semana. Cualquier materialextraño que se enc uentre en el medidorpuede afectar la lectura del pH. ¡NOUTILICE JABÓN NI DETERGENTESPARA LIMPIARLO, PUESTO QUE LOSRESIDUOS TAMBIÉN AFECTARÁN LALECTURA DEL pH!

Nivel Intermedio / Avanzado: Lápiz depH / Medidor de pHPaso 1: Cómo acondicionar y calibrar el lápizo el medidor de pHSiga las instrucciones del Protocolo de pH para laInvestigación de Hidrología para poder acondicionary calibrar sus instrumentos.

Paso 2: Medición del pH del agua lluviarecolectadaLleve su lápiz o medidor de pH correctamentecalibrado y un vaso de precipitación limpio allugar donde se encuentre el pluviómetro y procedaa medir el pH inmediatamente después de haberterminado de medir la cantidad de agua de lluvia.

1. Antes de dejar el aula, destape el lápiz o elmedidor de pH y enjuague con aguadestilada el electrodo y toda la zona que lorodea. Séquelo con una toalla de papelsuave.

2. Tome un vaso de precipitación limpio, secoy con capacidad de 100 ml o más y, juntocon el lápiz o el medidor de pH, llévelo allugar donde se encuentra el pluviómetro.

3. Una vez allí, lea y registre la cantidad deagua lluvia.

4. Si existen al menos 2 mm de agua lluvia enel medidor, viértala en el vaso deprecipitación. Si la cantidad de agua lluviaha sido mayor, será suficiente si llena elvaso de precipitación hasta la mitad.

5. Sumerja el electrodo del lápiz o medidor depH en el agua y asegúrese de que se hasumergido por completo, pero no más delo necesario. Si no cuenta con suficienteagua lluvia para sumergir el electrodo porcompleto, no tome la lectura del pH.

6. Remueva el agua lluvia con el lápiz o elmedidor del pH por una sola vez y luegodeje que el valor en la pantalla se estabilice.

7. Una vez que el valor esté estable, lea elvalor del pH y regístrelo en la Hoja deTrabajo de Investigación de la Atmósfera.

8. Si tiene suficiente agua de lluvia aún en elmedidor, repita los pasos 4-7 para realizaruna prueba del control de calidad. Los dosvalores del pH deberán concordar con unadiferencia de 0,2 (que es el nivel deprecisión de esta prueba). Si no coinciden,realice una tercera medición con una nueva


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muestra de agua de lluvia (en caso de queaún cuente con suficiente agua en elpluviómetro). Si no tiene bastante aguacomo para una tercera medición, no envíeel valor del pH de la Precipitación alServidor de Datos del Estudiante GLOBE yrevise nuevamente la calibración del lápizo el medidor de pH antes de realizar otramedición.

9. Si el agua que tiene le permite realizar sólouna medición, informe este valor del pH alServidor de Datos del Estudiante GLOBE.

10.Si tiene suficiente agua de lluvia comopara dos mediciones separadas, y éstascoinciden con un margen de 0,2, informeel promedio de ambas mediciones alServidor de Datos GLOBE.

11.Si ha recogido suficiente agua de lluviacomo para realizar tres o más medicionesde pH, calcule el promedio de los valoresobtenidos. Si todos los valores registradosestán dentro de un promedio de 0,2reporte el valor al Servidor de Datos delEstudiante GLOBE. Si solo hay un valoraislado (es decir, uno que es totalmentediferente del resto), deseche este valor ycalcule el promedio de los demás. Si ahoraestos valores están dentro del 0,2 depromedio, envíe este valor al Servidor deDatos, especificando que se realizaron treso más mediciones (aún cuando las tresmediciones no se ha incluido en el valorpromedio de pH que ha sido reportado).Si existe una diferencia pronunciada entrelas lecturas de pH, no envíe el valor alservidor y revise la calibración delinstrumento. Analice el procedimiento ylas posibles causas del error.

12.Enjuague el lápiz o el medidor del pH conagua destilada y séquelo con un pañuelode papel. Vuelva a tapar la sonda y apagueel instrumento.

13.No importa si ha llovido o no, elpluviómetro siempre debe limpiarlo conagua destilada y secarlo completamente almenos una vez por semana. Cualquierelemento extraño que esté presente en elmedidor afectará la lectura del pH. ¡NOUTILICE JABÓN NI DETERGENTESPUESTO QUE LOS RESIDUOS PUEDENAFECTAR LA LECTURA DE pH!

pH de la P

recipitación

Recolección de Nieve para Realizar lasMediciones del pHAunque lo que vaya a medir sea la profundidad ysu equivalente en agua líquida, es preciso actuarcon mayor precaución al recoger nieve pararealizar las mediciones del pH. El recolector delluvia que utiliza para medir la profundidad de lanieve (remítase al Protocolo de Precipitación Sólida),puede ser que esté colocado un poco antes de quecaiga nieve en él y material, tales como hojas otierra, pueden acumularle sobre él. Cuando tomeun pedazo de nieve del centro del bloque de nieveque ha caído sobre el recolector, para determinarsu equivalente en agua líquida, la nieve del fondo(la que está en contacto directo con la tabla) puedesufrir alguna reacción con el material acumuladoen la tabla (o con la tabla misma). Lo que enrealidad deseamos medir es el pH de la nieve. Poresta razón, si va a realizar esta medición serápreciso tomar una segunda muestra de nieve,además de la que ya recogió, para calcular suequivalente en agua líquida.

Para la muestra de nieve para el pH, también deberecoger un pedazo de nieve del centro del bloquesobre el recolector de nieve. No obstante, no esnecesario que vaya hasta el fondo de la tabla, si lopuede evitar. La razón por la que debe tomar delcentro en lugar de tomar simplemente de la partesuperior es porque el pH de la nieve puede variarcuanto mayor sea la cantidad caída de ésta. Loque deseamos averiguar es el promedio del pHde la nevada, así que es preciso tomar del centrode la nieve recogida, pero sin llegar hasta el fondodel recolector. Con el fin de poder obtenersuficiente nieve como para producir al menos 20ml de agua cuando la nieve se haya derretido, sedeben recoger varios pedazos centrales de nievede varios puntos del recolector.

Se puede utilizar cualquier recipiente que estévacío, seco y que sea profundo (de cristal o deplástico) para recoger la nieve y medir el pH. Unavez que la haya recogido, lleve el recipiente alinterior y cúbralo. Deje que la nieve se derrita ala temperatura ambiente.

Una vez que se haya derretido la nieve, se procedea realizar las mediciones del pH, siguiendo elprocedimiento que se describe en las seccionesya mencionadas, usando nieve derretida en lugarde agua de lluvia y realizando la medición en elaula en vez de hacerlo en el Sitio de Estudio de laAtmósfera.


Protocolo de la TemperaturaMáxima, Mínima y Actual

Conceptos ClavesCalorTemperaturaConvecciónConducciónRadiación

DestrezasUtilización de un termómetroRegistro de datosLectura de una escala

Materiales y HerramientasUn termómetro de máximas y mínimasUn caseta de protección de instrumentosUn segundo termómetro de alcohol para

calibrar al termómetro de máximas ymínimas

Las hojas de Trabajo de Datos deInvestigación de la Atmósfera


AntecedentesEl termómetro de máximas y mínimas es un tuboen forma de U con dos indicadores, que señalan lastemperaturas máximas y mínimas. Ver la Figura AT-P-3. En el lado correspondiente al valor máximo, laescala de temperatura es de tal naturaleza que éstaaumenta a medida que va de la base a la partesuperior (como sucede con los termómetrosdomésticos). En el lado correspondiente a latemperatura mínima, la escala muestra latemperatura descendiendo a medida que se recorredesde la base hacía la parte superior. Por lo tanto, amedida que la temperatura aumenta, el indicadorsituado en la parte superior de la columna demercurio del lado del valor máximo, será empujadohacia arriba. Cuando la temperatura cae, el indicadorse mantiene en el mismo lugar para indicar latemperatura máxima. De igual modo, a medida quela temperatura desciende, el indicador que estáencima de la columna de mercurio en el lado delvalor mínimo, será empujada hacia arriba. Cuandola temperatura se incrementa nuevamente, esteindicador se queda en el mismo lugar para indicarla temperatura mínima.

PropósitoMedir la temperatura del aire en el Sitio deEstudio de la Atmósfera.

Visión GeneralLos estudios sobre el clima y de los sistemasterrestres precisan de mediciones exactas y alargo plazo de la temperatura del aire.

Tiempo5 minutos

NivelTodos


Figura AT-P-3: Termómetro de máximas y mínimas


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Nota: El mercurio empuja la parte baja delindicador hasta que alcanza la temperaturamáxima o mínima.

En consecuencia, los estudiantes deben leer estastemperaturas en la parte baja de los indicadores.

Si su termómetro tiene la escala Farenheit, cúbralacon pintura para que sus estudiantes no vayan aleer en ella por equivocación. Note que eltermómetro que presentamos en la figura AT-P-3,tiene una escala Farenheit que debería ir pintadade negro.

Antes de utilizar su termómetro de máximas ymínimas, asegúrese de que la columna delmercurio esté continua, puesto que a veces sesepara en segmentos durante el transporte. Si hayvacíos en la columna de mercurio, agarre altermómetro por la caja, asegurándose de que nolo está sujetando al revés, y agítelo hasta que elmercurio forme una columna continua. Nopresione contra el tubo del termómetro puestoque podría romperlo. Usted podría necesitargolpear suavemente la parte baja del termómetrocontra la palma de su mano.

CalibraciónSu termómetro de máximas y mínimas debe sercalibrado al instalarlo y cada seis meses despuésde haberlo instalado. (Es posible que se requierade calibraciones más frecuentes, si descubre quela lectura de la temperatura actual no es igual enambas escalas o, si en algún punto, la columna demercurio aparece discontinua y necesita serreparada. Ver arriba).

Para calibrar este termómetro debe compararlocon un termómetro de calibración. Este será untípico termómetro de un sólo tubo y lleno delíquido, que puede registrar temperaturas tanbajas como -5°C. El termómetro de calibraciónpuede someterse a una prueba de exactitudcolocándolo en un recipiente con agua helada.

1. Prepare una mezc la de una par te de agualíquida con una parte de hielo picado.

2. Deje que el baño de agua helada reposepor unos 10 a 15 minutos hasta quealcance su temperatura más baja.

3. El bulb o de su termómetro de c alibrac ióndebe ser coloc ado en el rec ipiente.Desplace suavemente el termómetro por el

rec ipiente, con agua helada, para que seenfríe por completo. El termómetro debearrojar una lec tura entre 0,0 y 0,5 °C. Sino lo hace, utilice otro termómetro.

4. Cuando ya sienta que puede confiar en laprec isión de su termómetro de c alibrac ión,cuélguelo en un gancho dentro de lacaset a protec tora de instrumentos (vea lasinstrucciones a continuación para colocarel termómetro de máximas y mínimas).

5. Cuando hayan transcurrido 24 horas,compare las temperaturas de amb ostermómetros. Si son distint as, eltermómetro de máximas y mínimas debeser c alibrado de ac uerdo a la temperaturadel termómetro de c alibrac ión. Ajuste lasescalas de temperatura, de ambos ladosdel termómetro, solt ando un poco eltornillo pequeño, ubic ado en la par teposterior del termómetro. Cuando lo hayahecho, las escalas pueden deslizarse haciaarriba o hacia abajo independientemente.

Colocación del Termómetro deMáximas y MínimasColoque el termómetro de máximas/mínimasdentro de la caseta protectora de instrumentos, elaire fluirá alrededor de toda la caja deltermómetro. Este deberá estar pegado a losbloques de la pared trasera de la caseta, para queninguna de sus partes toque las paredes, el sueloo el tumbado de la caseta protectora. Eltermómetro debe estar ubicado a 1,5 metros porencima del suelo ó a 0,6 metros por encima delpromedio de profundidad de nieve, la que sea másalta. La caseta protege al termómetro de laradiación del sol, del cielo, del suelo y de losobjetos de su alrededor. Al mismo tiempo permiteque el aire fluya a través de éste para que latemperatura en el interior sea la misma que en elexterior de la caseta de protección.

La caseta protectora de instrumentos debemontarse sobre un poste que esté fijo en el suelolo más firmemente posible, de modo que no vibrepor los vientos fuertes. Dichas vibraciones puedenmover los indicadores del termómetro de máximasy mínimas y, por tanto, producir lecturas erróneas.La puerta de la caseta deberá estar en direcciónnorte en el hemisferio norte y hacia el sur en elhemisferio sur, para reducir la exposición del

Temp

eratura Máxim

a, Mín

ima y A

ctual


termómetro a la luz directa del sol cuando lapuerta esté abierta, durante las mediciones diarias.

La caseta protectora de los instrumentos debecumplir con las especificaciones anotadas en laLista de Instrumentos GLOBE de la sección de“Juego de Herramientas” de esta Guía. Se lo puedeconstruir siguiendo el plan de esa caja. Debe irpintado de color blanco, tanto en el interior comoen el exterior. El seguro es para evitar el malmanipuleo de los instrumentos. En su interior sedeben colocar bloques de montaje para garantizarque el termómetro de máximas y mínimas notoque la pared trasera. La puerta tiene las bisagrasen el lado derecho (esto no se muestra en eldiagrama). Las partes deben ir unidas contornillos. Los planos se especifican en unidadesmétricas. Consulte a la sección sobre “Caja deHerramientas” si desea información detalladasobre los planes de construcción de esta casetaprotectora).

Cuando la caseta protectora esté en uso, limpiede vez en cuando el polvo del interior con untrapo seco.

Cómo Medir la Temperatura del Aire1. Asigne a un equipo de estudiantes que

lean el termómetro a diario, en el lapso deuna hora del mediodía solar . Estaspersonas deben situarse lo más alejadosque puedan de los termómetros, paraevit ar que la temperatura del c uerpo alterela lectura. Esto es muy importante,especialmente en los climas fríos. Notoque ni respire sobre las par tes sensiblesdel termómetro, puesto que así t ambién sepuede afectar la lectura.

2. Los estudiantes deben leer la temperaturaactual diaria en la parte superior de lacolumna de merc urio, bien sea en el ladode la máxima o en el de la mínima deltubo en forma de U. Asegúrese de que susojos estén al mismo nivel de la columna demerc urio. De otra manera, las lec turasresult arán demasiado elevadas odemasiado bajas.

3. Tome las lec turas máximas y mínimas enla base de los indic adores. Asegúrese deque los ojos del observador estén al mismo

nivel que la base del indic ador .4. Cuando haya realizado las lec turas de las

temperaturas máxima, mínima y actual,los estudiantes deberán reprog ramar losindicadores. Esto se hace utilizando unimán para arrastrar los indic adores hac iaabajo hasta colocarlos en la parte superiorde la columna de merc urio. Para evit arsoltar el imán, sujételo con un hilo a lacaset a protec tora o al termómetro.

Cuando una observación de temperatura se lapierda, programe el termómetro para la próximaobservación y registre únicamente la temperaturaactual en esa ocasión, puesto que, cuando hayantranscurrido más de 24 horas entre las lecturas,no será posible saber en qué día las temperaturasmáximas y mínimas ocurrieron.

Envío de DatosReporte la siguiente información al Servidor deDatos del Estudiante GLOBE:

Fecha y hora de la recopilac ión deinformación en Hora Universal.

Temperatura ac tual del aireTemperatura máxima diaria del aireTemperatura mínima diaria del aire.

GLOBE™ 1997 Actividades de Aprendizaje - 1 Atmósfera

Observación, Descripción e Identificación de NubesLos estudiantes empezarán a conocer los tipos de nubes y susrespectivos nombres.

Estimación de la Cobertura de Nubes: Una Simulación.Los estudiantes van a practicar cómo estimar la extensión de cieloque está cubierta de nubes.

Estudio de la Caseta Protectora de InstrumentosTrabajando en equipos, los estudiantes explorarán cómo lacolocación de la caseta de instrumentos y las características de éstapueden influir en las mediciones.

Construcción de un TermómetroLos estudiantes fabricarán termómetros sencillos para comprendercómo y por qué funcionan los termómetros que tienen líquidodentro del cristal.

Tierra, Agua y AireEsta es una actividad práctica que enseñará a los estudiantes lasdistintas proporciones de enfriamiento y calentamiento que existenentre la tierra y el agua, lo cual influye considerablemente sobre elclima.

Observación de NubesLos estudiantes monitorearán las nubes y el clima para poderempezar a comprender las conexiones entre las dos.

Actividades de

Aprendizaje!

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Observación, Descripción eIdentificación de Nubes

AntecedentesLa predicción exacta del clima se inicia conobservaciones cuidadosas y consistentes. El ojohumano representa uno de los mejores y menoscostosos instrumentos del clima. Gran parte de loque conocemos acerca del clima procede de laobservación directa que el ser humano ha realizadoa lo largo de miles de años. Si bien el ser capaz deidentificar los tipos de nubes resulta un tema muyútil en sí mismo, la observación de nubes practicadacon regularidad, así como el llevar la cuenta deltiempo asociado con ciertos tipos de nubes mostraráa los estudiantes la conexión que existe entre el tipode nubes y el clima. El reconocimiento de tipos denubes le ayudaría a usted a predecir la clase de climaque se puede esperar en un futuro cercano. Nohemos descrito esas conexiones aquí, pero existe

variada bibliografía que le puede ser útil para quesean usted y sus alumnos quienes las establezcan.Invite a un meteorólogo local a que visite su clase yhable con los alumnos; así, de seguro, los estimularápara que se interesen en la relación existente entrelas nubes y los patrones del tiempo.

En esta actividad, pediremos a los estudiantes queobserven con atención las nubes, las dibujen y lasdescriban con sus propias palabras antes dedenominarlas con los nombres oficiales. La actividadse puede repetir en días distintos, cuando esténpresentes en el cielo distintos tipos de nubes. Dehecho, si usted puede actuar con espontaneidad,sería bueno descansar un poco y salir a hacer unpoco de «trabajo con las nubes» afuera, cada vezque vea que un nuevo tipo de nubes aparece en elcielo. Al transcurrir el tiempo, los estudiantes podránfamiliarizarse muy bien con los tipos de nubes. Y, si

DestrezasObservación y descripción de la apariencia de

las nubesIdentificación de los diez tipos de nubes

principalesEstimación de la altura de las nubes.Registro y organización de los datos acerca de

las nubes en el Cuaderno de CienciasGLOBE.

Materiales y HerramientasLa carta de nubes de GLOBELas Hojas para la Observación de Tipos de

Nubes (la encontrará en el Apéndice)Cuadernos de Ciencias GLOBELibros de referencia que contengan imágenes

de nubesUna cámara de video o fotos para fotografiar

las nubes (opcional).

PreparaciónObtenga libros de referencia acerca de nubes ymarque las páginas más adecuadas al tema.


!?

PropósitoCapacitar a los estudiantes para que observen lasnubes y las describan utilizando un vocabulariocomún y comparar estas descripciones con losnombres oficiales de éstas.

Visión GeneralLos estudiantes observan y hacen esbozos de lasnubes, describiendo sus formas. En un principio,generarán descripciones de naturaleza personal yluego pasarán a elaborar un vocabulario máscientífico. Correlacionarán sus descripciones conlas clasificaciones estándar, utilizando los dieztipos de nubes identificados por GLOBE. Cadauno de los alumnos desarrollará un folletopersonal de nubes que lo utilizará junto con laCarta de Nubes de GLOBE.

TiempoDos períodos de clase. Se podrá repetir en aquellosdías en que se divisen distintos tipos de nubes.

NivelTodos

Conceptos ClavesLas nubes se identifican según su forma, altura ycaracterísticas de precipitación.


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no siempre le es posible llevar a los estudiantes alexterior, cuando aparecen nubes interesantes, quizáslas puedan observar a través de la ventana.

Los Estudiantes Elaborarán un FolletoPersonal de NubesLos estudiantes deberán recoger, ya sea en sucuaderno de ciencias GLOBE o en folletosseparados de nubes, una serie individual ypersonal de notas acerca de las nubes y susdistintos tipos. Deberán dedicar una página de sucuaderno de ciencias GLOBE a cada tipo de nubeque identifiquen. También pueden incluir no solosus propias observaciones y descripciones, sinotambién las fotos de nubes que hayan tomado oque recojan de otras fuentes. Cualquier día, losalumnos podrán observar varios tipos distintosde nubes en el cielo al mismo tiempo. En estecaso, deberán registrar cada uno de los tipos quedivisen en una página separada de sus Cuadernosde Ciencias GLOBE.

Identificación y Clasificación de lasNubesEl protocolo GLOBE le pide que identifique dieztipos comunes de nubes. Los nombres con los quese las denomina se basan en tres factores: la forma,la altura en la que ocurren y si producenprecipitación o no.

1. Las nubes adoptan tres formas básicamente:nubes cúmulos (amontonadas y esponjosas)nubes de estrato (por capas)nubes cirros ( delgadas)

2. Las nubes aparecen a tres niveles de altura(específicamente, la altura de la base de lanube):Las nubes altas (por encima de los 6.000 m)se denominan «cirros o cirro-»• Cirros• Cirrocúmulos• CirroestratosLas nubes medianas (entre 2.000 y 6.000 m)se llaman «alto-»• Altocúmulos• AltoestratosLas nubes bajas (por debajo de los 2.000 m),no llevan ningún prefijo:• Estratos• Nimboestratos• Cúmulos• Estratocúmulos

• CúmulonimbosNota: Si bien tanto las nubes cúmulos como lascumulonimbos pueden tener bases que se inicienpor debajo de los 2.000 m, a menudo sedesarrollan con suficiente espesura como paraextenderse hasta el nivel medio o alto. Por tanto,a menudo se hace referencia a ellas como «nubesde desarrollo vertical». Únicamente las nubes altasson delgadas y por tanto, el término cirros se haconvertido en un sinónimo de delgado, en lo quea nubes altas se refiere.

3. Aquellas nubes cuyos nombres incorporan lapalabra «nimbos» o el prefijo «nimbo-» sonaquellas de las que caerá precipitación.

Pautas para Identificar las NubesExisten muchos elementos cuyo conocimientoresulta de mucha utilidad a la hora de identificar ydar nombres a las nubes atendiendo a la clasificaciónoficial:

Las nubes delgadas y altas siempre son cirros decualquier clase. Si las nubes cirros contienen ondaso son esponjosas, entonces serán del tipocirrocúmulos. Si se forman en capas continuas y danla apariencia de cubrir todo el cielo, entonces soncirroestratos.

Las nubes de alturas medias se designan con elprefijo «alto-.” Si están en capas, son altoestratos ysi son acumuladas y esponjosas, entonces sonaltocúmulos.

Las nubes que se forman a bajas alturas (por debajode los 2.000 m) pueden ser tanto de la familiacúmulos como de la de estratos. Las que pertenecena la familia cúmulos, son esponjosas y acumuladas.Las de la familia estrato, se forman en capas o nivelesque cubren extensas porciones del cielo.

Las nubes bajas que son oscuras, amenazadoras yque, de hecho, producen lluvia, reciben el nombrede «nimbos». Las nubes nimboestratos cubren todoel cielo en capas amplias y producen una lluviaestable. Estas nubes son más grandes en sentidohorizontal que vertical. La lluvia asociada con estasnimboestratos es típicamente de intensidad baja amoderada, pero cae sobre una extensa área duranteun largo período de tiempo. Las cumulonimbostienen bases oscuras y partes superiores esponjosas;a menudo tienen forma de yunque y, a veces, se lasllama «cabezas de trueno». Estos tienden a producirprecipitaciones fuertes, acompañadas típicamente derayos y truenos.

Observación

, Descripción

e Identificación

de Nubes


Utilización de FotografíasNo es muy difícil encontrar fotografías de nubesen libros, cartas o revistas. Sin embargo, losestudiantes disfrutarán tomando sus propias fotosde nubes. Introduzca esta actividad una vez quehayan descrito y dibujado las nubes con suspropias palabras y símbolos. El filmar las nubescon movimiento también añade otra perspectivasobre la formación y comportamiento de lasnubes, en especial si puede usar un trípode yfotografía de movimiento.

Parte 1: Describa lasNubes con sus PropiasPalabras

Qué Hacer y Cómo Hacerlo1. Organice a sus estudiantes en parejas.

Envíelos con sus Cuadernos de Cienc iasGLOBE a un lugar abier to a que observenlas nubes. Cada uno deberá dibujar unesbozo detallado de las nubes que están enel cielo. Si existen distintos tipos denubes, entonces deben dibujar cada tipoespecífico en hojas individuales de suscuadernos.

2. Cada estudiante debe reg istrar la fecha y lahora y describir la apariencia de las nubesjunto al esb ozo. Es prec iso que utilicentantas palabras como puedan paradescribir la apariencia de las nubes. Hagaénfasis en que no existen respuest ascorrec tas ni incorrec tas y que deberánutilizar c ualquier palabra que les parezc aapropiada. Est as podrían ser algunasposibles respuest as:Tamaño: pequeñas, g randes, pesadas,ligeras, densas, espesasForma: esponjosas, fibrosas, algodonosas,irregulares, desgarradas, suaves, en trozos,en láminas, ajadas, se parece a un...Color: gris, negra, blanca, plateada, colorde leche.Descripción: nubes de truenos,amenazadoras, ahuyentadoras, pesimistas,envolvedoras, hermosas, delgadas, comoniebla, en burbujas, dispersas, en

movimiento, en remolino.3. Al retornar al aula, las parejas se

encontrarán para compartir susdesc ripciones. Pida a c ada g rupo de c uatrointeg rantes que elab oren una «list a degrupo» de todas las palabras que hanutilizado para describir cada uno de lostipos de nubes observados. Deberán eleg irlos términos que c rean que desc ribenmejor las nubes que observaron.

4. Utilizando la Carta de Nubes de GLOBE,deberán emparejar sus dibujos con una delas fotog rafías y reg istrar el nombrecientífico del tipo de nube.

Parte 2: Cómo Compararsus Descripciones con lasOficiales

Qué Hacer y Cómo Hacerlo1. (Puede posponer esta discusión hasta que

el grupo haya acumulado descripciones dealgunos tipos de nubes distintos).Inicie la discusión en la clase. Pida a ungrupo de c uatro integ rantes que dibuje suesbozo de nubes en la pizarra y quereg istre las palabras que el g rupo utilizópara desc ribirlas. Si se han observadodistintos tipos de nubes, pídale a un grupodiferente que se enc argue de un tipo. Hagaque los otros g rupos contribuyan dandopalabras adicionales que hayan utilizadopara la descripción.

Pida a los estudiantes que agrupen lostérminos en c ategorías que parezc ansimilares. Dígales que nombren lascaracterísticas específicas de las nubes(tamaño, forma, color, altura u otras) a lasque est as c ategorías hacen referenc ia.¿Represent an esos g rupos a las princ ipalescategorías de nubes a las que, según ellos,un observador debería prest ar atenc ión?¿Existen algunas características de lasnubes que no se hayan incluido? ¿Cuál esla base de su sistema, según ellos, es dec ir,a qué características de las nubes poneatención éste?


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2. Pida a los estudiantes que indiquen losnombres «ofic iales» de las nubes pint adasen la pizarra. Explíqueles el sistema oficialque se utiliza para clasificar las nubes, elcual se basa en tres c arac terístic as: forma,altura y prec ipitac ión. Compare el sistemaoficial con el sistema de clasificaciones quesus alumnos han establecido por símismos. ¿Qué características incluyen ycuáles omiten?Pregunte a los estudiantes qué términosutilizarían para describir cada una de lassiguientes familias de nubes:

nubes estratosnubes cúmulosnubes c irrosnubes nimbos

3. Repit a los procesos de observac ión, dibujoy descripción de los distintos tipos denubes durante los días subsiguientes, amedida que aparezc an nuevas nubes en elcielo. Pida a sus alumnos que elab orenpág inas separadas de sus Cuadernos deCiencias GLOBE para cada tipo nuevo denube que observen. Dígales que debenreg istrar t anto el nombre ofic ial como lasdesc ripciones que ellos prefieran para c adanube. Continúe discutiendo con ellos labase del sistema oficial de clasificación.

Adaptaciones para Alumnos Menores yMayoresLos estudiantes menores pueden describir lasnubes en términos del tipo básico de familia:cirros, cúmulos y estratos. Asimismo, puedendescribir su altura: bajas, medias o altas; su forma:grandes o pequeñas; y su color: blancas, grises onegras.

Los estudiantes mayores pueden correlacionar eltipo de nubes con la apariencia de cierto tipo declima. Ver la actividad de Observación de Nubes.También podrán prestar atención a la secuenciade ciertos tipos de nubes durante varios días einvestigar los factores que producen su formación.

Esta actividad puede presentar posibilidadesinteresantes para colaborar con los maestros dearte o literatura, pues ellos pueden contribuir conperspectivas no científicas sobre la descripción delas nubes.

Investigaciones PosterioresExamine la correlación existente entre el viento ylas nubes. Registre la velocidad y dirección delviento correspondiente a cada tipo de nube.

Explique la conexión existente entre el ciclohidrológico y las condiciones atmosféricas.

Las fotos de los satélites y cohetes permitenobservar la dinámica de nuestra atmósfera, asícomo examinar fenómenos a gran escala que noes posible captar desde la tierra. Utilice imágeneslogradas desde el espacio para predecir el tiempoo para seguirle el rastro a una tormenta. Considerelos méritos y desventajas de las imágenesespaciales con la información y datosmeteorológicos locales.

Siga el rastro a tormentas y nubes desde ladistancia para ayudar a la comprensión de lascondiciones locales del tiempo. Utilice binocularespara estudiar las nubes y sus formaciones a ladistancia. Recurra a mapas locales para identificarla distancia de las marcas en la superficie y lavelocidad a la que se desplazan las nubes.

Invente juegos con las nubes para practicar lashabilidades de identificación y conceptos:

Juego de Nubes # 1: Pídale a cada estudianteque fabrique un juego de cartas indicadoras de6,5 x 16 cm en las que deberá incluir los nombresde los diez tipos de nubes. Otro juego de cartasdeberá contener las ilustraciones de estos dieztipos. Las parejas de estudiantes combinarán lascartas colocándolas con la cara abajo. Losjugadores se turnarán para voltear dos cartas encada turno, intentando localizar un par. Si lologran, podrán tener un turno de más. El juegocontinúa hasta que todas los pares se hayanencontrado; y el ganador será el que haya juntadomás.

Juego de Nubes # 2: Grupos de estudiantespueden formular preguntas sobre las nubes:apariencia, forma, altura y porcentaje decobertura. En una carta índice de 6,5 x 16 cm(3x5 pulgadas), escriba la frase que constituya larespuesta. Por ejemplo: «nubes dispersas», serála respuesta a la pregunta: «¿Cuál es la coberturade nubes cuando aproximadamente una décimaparte y la mitad del cielo está cubierto de nubes?»Divida la clase en dos equipos para jugar. Losjugadores responden a las cartas de respuesta enforma de una pregunta (ver arriba).

Observación

, Descripción

e Identificación

de Nubes


Estimación de la Cobertura deNubes: Una Simulación

Conceptos ClavesUso de una simulación para explorar la precisiónde las observaciones

DestrezasCálculo de la cobertura de nubes simuladaComunicarse matemáticamenteRecopilación y registro de informac iónOrganización de datos en t ablas

Materiales y HerramientasLos Cuadernos de Cienc ias G LOBEHojas coloridas de papel de construcción,

uno azul y otro blanco por estudiantePegamento o cinta adhesiva

PrerequisitosFamiliaridad con el sistema de clasificación dela cobertura de nubes

Familiaridad con fracciones y porcentajes

AntecedentesHasta los observadores más experimentadostienen dificultad para estimar la cobertura de lasnubes. Esto parece ser consecuencia, en parte, denuestra tendencia a subestimar el espacio abiertoque existe entre los objetos, en comparación conel espacio que ocupan los mismos objetos, en estecaso, las nubes. Los estudiantes tienen unaoportunidad de experimentar este sesgo depercepción por sí mismos, de reflexionar sobrelas consecuencias que esto tiene sobre su trabajocientífico y de analizar las estrategias que mejorensu habilidad para estimar la cobertura de lasnubes.

Qué Hacer y Cómo HacerloRevise el protocolo de la cobertura de las nubescon los estudiantes. Explíqueles que van a simularuna cobertura utilizando papel de construcciónpara intentar estimar la cantidad de cobertura delas nubes representada por los fragmentos blancosde papel. Demuestre los procedimientosexplicados en los pasos 3-6 que vienen acontinuación para que los estudiantes

comprendan cómo funciona.

1. Entregue a c ada alumno los materialesnecesarios:• Una hoja de papel azul brillante• Una hoja de papel blanco dividida en10 segmentos iguales• Los Cuadernos de Cienc ias G LOBE• Pegamento o cinta adhesiva.

2. Organice a los estudiantes en parejas.3. Dígale a c ada pareja que escoja el

porcent aje de cober tura de nubes quedesea represent ar. Deberán escoger unmúltiplo de 10%, (es decir 20%, 30%,60%, etc. no 5% ó 95%). No debenrevelar a nadie el porcent aje eleg ido.

4. Cada pareja, trabajando sola, deberá cor tarel papel blanco de tal manera querepresente el porcent aje de cober tura denubes que haya escogido. Por ejemplo, siha elegido el 30%, deberá cortar el 30%del papel blanco y rec iclar el rest ante 7 0%.

5. A continuación debe arrugar el papel

!?

PropósitoLograr que los estudiantes comprendan lasdificultades que implica la estimación visual delporcentaje de cobertura de las nubes; practicaresta estimación utilizando simulaciones depapel y evaluar la precisión de sus estimaciones.

Visión GeneralAl trabajar en parejas o en pequeños grupos,los estudiantes utilizarán una construcción depapel para simular la cobertura de las nubes.Estimarán el porcentaje de cobertura de lasnubes y le asignarán la clasificación que lecorresponda.

TiempoUn período de clase

NivelIntermedios y Avanzados


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Estimación

de la Cobertura de Nubes: U

na Sim

ulación

blanco dándole formas irregulares querepresenten las nubes.

6. Luego procederá a pegar los pequeñostrozos de nubes sobre el papel azul,represent ando así la cober tura de lasnubes.

7. Por turno, los alumnos visit arán lassimulac iones de los otros y estimarán elporcent aje de cober tura. Tambiénclasificarán cada simulación como«despejada, dispersa, rot a o c ubier ta».Registrarán sus estimaciones en loscuadernos, utilizando una t abla similar ala que se muestra en la Figura A T-L-1.

Quizás usted prefiera llevar a todos los estudiantesa visitar las simulaciones, o dividir a la clase detal forma que se visiten solamente algunas.

8. Cuando sus alumnos hayan terminadocon sus estimac iones, elab ore una t abla enla pizarra, para compararlas con losporcent ajes reales. V er Figura A T-L-2.

9. Elabore una segunda t abla que comparelas c lasific ac iones correc tas con lasincorrec tas. Figura A T-L-3.

10. Discuta con la c lase la prec isión de susestimaciones.¿Cuáles fueron más exac tas, lasestimac iones de porcent ajes o lasclasificaciones?¿Dónde oc urrieron los errores más serios?¿Pueden los estudiantes obtener unamedida c uantit ativa de su prec isióncolectiva?¿Hay en la clase una tendencia asubestimar o sobrestimar la cober tura delas nubes?¿Qué fac tores influyeron en la prec isión delas estimaciones (Por ejemplo, ¿el tamañode las nubes, la agrupación de nubes enuna par te del c ielo, el porcent aje de c ieloque estaba cubierto?)¿Tienen los estudiantes la impresión deque para realizar est as medic iones esprec iso poseer un t alento espec ial, o que esalgo que se puede aprender?¿En qué otro c ampo serían valiosas est ashabilidades de cálculo espacial?¿Cuáles c lasific ac iones de nubes fueron lasmás sencillas y las más difíciles deidentificar?¿Qué estrategias permitirán a los alumnosactuar con éxito?

Figura AT-L-2

Nombre % Real Subestimaciones Estimaciones Correctas Sobreestima.

Jon y Alice 50 4 5 12

Figura AT-L-3

Nombre Clasificación correcta Poca cobertura clasificada Clasificada Mucha coberturacorrectamente clasificada

Jon y Alice Dispersa 4 9 8

Nombre Porcentaje estimado Clasificación

Jon y Alice 40% dispersa

Juan y José 70% fragmentada

Figura AT-L-1


¿Cuáles estrategias pueden producir másclasificaciones exactas?

Adaptaciones para EstudiantesMenores y MayoresLos estudiantes menores pueden necesitarinstrucciones acerca de la identificación deequivalentes fraccionales, así como sobre laconversión simple de fracciones en porcentajes.

Los estudiantes mayores pueden producir y filmaren vídeo los pronósticos diarios, simulando queson para un noticiero local o un canal del tiempo.El formato de la transmisión puede incluir datossobre los tipos de nubes dominantes, porcentajede cobertura y reportes de visibilidad.


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aEstudio de la CasetaProtectora de Instrumentos

cartón, se pueden elaborar las casetassiguiendo un plano que se decidirá deantemano.

Para cada propiedad que se vaya a explorar, senecesitarán al menos dos casetas protectorasde cartón.

Según el número de características que sedesee investigar, se necesitarán lossiguientes materiales:

Pintura blanca y negra (para investigar elcolor)

Dos brochas de pintar (si se utiliza pintura)Tijeras para cortar objetos gruesos (son

necesarias si las casetas se van a elaborarcon láminas de cartón, así como parainvestigar el propósito de las ranuras en lacaseta).

Papel (para comparar el efecto de tener casetasprotectoras elaborados con distintosmateriales)

Dos o más termómetros por grupo deestudiantes (según el número depropiedades que se vayan a probar almismo tiempo)

HiloUno o más postes de madera, lo

suficientemente fuertes como paracolocarlos en el suelo para sostener la casetaprotectora de los instrumentos (a estosúltimos se los puede clavar a los postes)

Clavos (para clavar las casetas a los postes, deser necesario)

MartilloUna vara de un metroLa c aset a protec tora de instrumentos de

GLOBE. Si ésta no está disponible, losestudiantes deben mirar una foto de lamisma y la descripción física que seencuentra en el “Juego de Herramientas”.

PreparaciónJunte los materiales que necesita para construir lascasetas. Los estudiantes podrán traer de casa cajasde cereal (redondas) o de zapatos.

PrerequisitosUna caseta protectora de instrumentos yaensamblada

Estudio de la Caseta Protectora de In

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PropósitoDescubrir por qué la caseta protectora de losinstrumentos está construida de esa manera.

Visión GeneralLos estudiantes explorarán algunas de lascaracterísticas de la caseta protectora deinstrumentos y de su localización. La secciónprincipal de esta actividad consistirá en construircasetas protectoras con varias propiedades, asícomo investigar el efecto de dichas propiedadessobre la temperatura. Se pedirá a los alumnos quepredigan lo que crean que sucederá en cada unode los distintos diseños de casetas.

TiempoUn período de clase para la discusión sobre lacaseta protectora y el diseño de un experimento.Dos o tres períodos más para experimentar conlos modelos.

NivelTodos

Conceptos ClavesTransmisión del calor mediante radiación,conducción y convección

DestrezasProposición de hipótesis y predicciónDiseño de experimentosRecolección de informaciónOrganización y análisis de datosComunicación de resultados del experimento

oralmente y por escrito

Materiales y HerramientasAl menos dos casetas protectoras de

instrumentos hechas de cartón (según elnúmero de las propiedades que se vayan aexplorar y la disponibilidad de losmateriales). Se pueden utilizar cajas deempaque de cereales o de zapatos.Es mucho mejor si las casetasexperimentales son similares, de modo quela forma y el tamaño no se conviertan enfactores de alteración de los resultados. Siúnicamente se cuenta con láminas de


AntecedentesPodría parecer que la medición del aire es sensible,pero no es necesariamente fácil para muchaspersonas en todo el mundo, hacer precisamentelas mismas mediciones de modo que puedancompararse unas con otras. Para podercomprender a cabalidad la temperatura que se estámidiendo, es preciso que todos midamosexactamente lo mismo. Factores como el viento,la luz del sol directa y la humedad pueden afectara un termómetro, de modo que debemos protegerestos instrumentos colocándolos en una casetaprotectora que se ha de construir siguiendoinstrucciones específicas. Además, el tema acercade dónde colocar esta caseta y cómo situar eltermómetro en su interior es de vital importancia.

Debemos tener certeza de que las diferencias detemperatura que se reporten desde distintas áreas,se deben a diferencias reales de la temperatura delaire, y que no reflejan el hecho de que tal vez alguiencolocó una caseta con termómetros en una superficiecon hierba y otra persona lo hizo cerca de unaventana donde recibía luz directa del sol.

Qué Hacer y Cómo HacerloDía Uno

1. Debe empezar la discusión pidiendo a losalumnos que identifiquen las principalescarac terístic as de la c aset a protec toraGLOBE que pueden influir en latemperatura de su interior . Entre ellaspodemos citar las siguientes:- El color de la caseta- La existencia de ranuras en la caseta.- Los materiales que se utilizarán parahacer la casetaLa disc usión debe llevar a la pregunt a depor qué los estudiantes piensan que estascaracterísticas son importantes.

2. A la disc usión acerc a de las c arac terístic asfísicas de la caseta puede seguirle unasobre la coloc ac ión de la misma y deltermómetro en el interior . Las pregunt asserían:- ¿Por qué debería colocarse la casetalejos de los edificios y árboles?- ¿Por qué se la debe situar sobre unasuperficie natural, como la hierba?- ¿Por qué se la debe situar a 1 ,5 metros

del suelo?- ¿Por qué la caseta debería estar ubicadacon la puerta que mira al norte en elhemisferio norte y con la que mira al suren el hemisferio sur?- ¿Por qué el termómetro no debe toc arla caseta?

Los estudiantes deberán predecir el efecto quecada uno de los parámetros antes mencionadosejerce sobre la medición de la temperatura. Acontinuación, habrá llegado el momento deprobar sus predicciones.

Día Uno / Día Dos (dependiendo de cuanto seextiendan las discusiones)

1. Agrupar a los alumnos en equipos. Elnúmero de equipos dependerá de lacantidad de propiedades que se vayan ainvestigar y de la disponibilidad demateriales y del número de estudiantes. Sepueden formar hasta ocho equipos paraexplorar los ocho parámetros básicos quese disc utieron anteriormente.

2. Cada equipo debe construir dos casetas.Se trat a de una t area senc illa si losalumnos utilizan cajas ya listas, como lasde zapatos o cereal, pero será máscomplicada si deben elaborar casetas conláminas de cartón.Si las c aset as protec toras se elab oran conláminas de c ar tón, el diseño real de lasmismas (bien sea un c ilindro, como la c ajade cereal, o bien un rec tángulo, como lacaja de zapatos) no es tan importantecomo el hecho de que todos las casetasdeben asemejarse en diseño y tamaño.

3. Cada equipo escoge, o se le asigna, unapropiedad para explorar . Aquellos queinvestiguen las propiedades físic as de lacaset a requerirán adic ional trabajo acerc ade la c aset a protec tora. A continuac ióndetallamos las posibles alteraciones que sepueden realizar a las c aset as para estudiarlas propiedades:- Pinte una caseta de blanco y otra deneg ro- Fabrique una c aset a con ranuras y otrosin ellas (pinte a las dos de blanco)


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- Si se están utilizando cajas ya hechas,utilice papel blanco para fabricar unacaseta de forma y tamaño similar a la decartón. Pinte la caseta de cartón de colorblanco.

4. Todos las casetas deben colocarse en postes(a menos que un equipo esté investigando elefecto de la altura de la caseta con respecto alsuelo). Para la mayoría de los equipos serásuficiente conque los postes estén a un metrode altura. El equipo que esté investigando laaltura del poste con relación al suelo, debedejar una de las casetas desmontada y a laotra montarla sobre un poste deaproximadamente 1,5 metros de altura.

5. Cada equipo deberá recibir dos termómetros.Antes de colocarlos dentro de las casetas, losestudiantes deben asegurarse de que lostermómetros marquen la misma temperaturamientras están en el interior. Si no lo hacen,deberán calibrarlos, siguiendo lasinstrucciones de los Protocolos de laAtmósfera. Si el termómetro no lee entre 0.5°C a 0.0 °C mientras está en un balde conhielo, no puede ser usado. No se debecolocar a los termómetros dentro de lascasetas hasta que los estudiantes estén listospara llevarlos al exterior.

Día Tres/ Día Cuatro1. Escoja un día que sea soleado y, de

preferencia, con un poco de brisa. No realicela actividad en días grises, lluviosos o connieve.

2. Cada equipo deberá registrar la temperaturacon la que inicia el termómetro(Nuevamente, ésta debe ser la misma).

3. Los termómetros se deben colocar en elinterior de las casetas de tal forma que notoquen la superficie de cartón (o papel) (amenos que, por supuesto, el grupo estáinvestigando el efecto de que los termómetrostoquen la pared de la caseta). Si se utilizancajas de cartón ya listas, es posible colgar eltermómetro con un hilo desde la partesuperior.

4. Cada uno de los equipos toma sus doscasetas protectoras (con los termómetros) ylas lleva afuera. Aquellos equipos queinvestigan las propiedades físicas de la caseta(color, ranuras, material) deben buscar unazona abierta apartada de los edificios y, de

preferencia, en campo abierto. Los equiposque investigan la colocación de la casetadeben dividirse en dos subgrupos. Uno deellos colocará la caseta en una zonaapropiada (suelo con hierba, lejos de losedificios). El otro la colocará en un lugar queno sea lo ideal. Es decir, para investigar losefectos de la colocación de la casetaprotectora:• Una de las casetas debe estar en unasituación ideal y la otra en el lado soleado deun edificio.• Una de las casetas debe estar colocada enun punto ideal y la otra en medio de unestacionamiento, o sobre una superficieasfaltada.• Una de las casetas debe estar a unadistancia de 1,5 metros por encima de lasuperficie y la otra en la base del poste.• Una de las casetas debe estar con la puertaorientada hacia el norte y otra caseta cercanacon la puerta hacia el sur.

5. Una vez que hayan colocado las casetas, losestudiantes deben registrar la temperatura decada termómetro cuando hayan transcurridounos cinco minutos. Entonces, deben esperarotros cinco minutos y volver a registrar lastemperaturas. Es preciso repetir el proceso aintervalos de cinco minutos, hasta que latemperatura de la caseta se haya estabilizadoy no varíe en dos lecturas sucesivas. Notarque esto no debe necesariamente tomarles elmismo tiempo para cada caseta. Es decir, unode los termómetros puede tardar más que elotro en alcanzar la temperatura máxima. Portanto, es importante revisar ambostermómetros.

6. Una vez que se haya estabilizado latemperatura en ambas casetas, los estudiantespodrán llevarlas -junto con las temperaturasregistradas- nuevamente al aula.

7. Cada equipo debe entregar a toda la clase unbreve reporte sobre lo que ha averiguado, yluego discutirá el por qué las temperaturas sehan comportado de esa manera.

8. Cada equipo debe escribir un informe breveque muestre las temperaturas registradas. Espreciso que discutan sus descubrimientosatendiendo al por qué y cómo el parámetroen particular, que estaba investigando, afectaa la temperatura.

Estudio de la Caseta Protectora de In

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Adaptaciones para EstudiantesMenores y MayoresPara estudiantes menores: El número de variablesexploradas puede reducirse al color, existencia deranuras y colocación de la caseta cerca o lejos deedificios, así como su ubicación sobre superficiesasfaltadas o naturales. Las casetas se puedencolocar sobre el suelo en lugar de montarlas sobrepostes. (Siempre y cuando todas se coloquen enel suelo en las distintas áreas, el factor seráconsistente para todas las lecturas).

Para estudiantes mayores: Pueden explorar cuál delos parámetros es el más importante, construyendodos casetas por cada categoría. Por ejemplo,pueden probar si el color es más importante quelas ranuras, haciendo una caseta negra y otrablanca sin ranuras y otra negra y una blanca conranuras. Analice cuantas combinaciones se lesocurran y cuál de los parámetros ejerce un efectomayor sobre la temperatura. También puedenexplorar los efectos producidos por los distintosdiseños de casetas en un día despejado conrespecto a un día nublado, o de un día calmadocon respecto a uno ventoso.

Evaluación de los EstudiantesLa comprensión que los estudiantes hayan logradoacerca del diseño de la caseta protectora y sucolocación se puede evaluar en términos de:

• Las conc lusiones a las que llegaron en susinformes orales y escritos

• La comprensión que demostraron durantelas discusiones en clase

• Su capac idad para enfrent arse a pregunt asadicionales, tales como: ¿Cuál hubiera sidoel efecto si la caseta blanca hubiera estadocubierta de una gruesa capa de polvo?

• La validación de las mediciones que ellostoman.


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aConstrucción deun Termómetro

DestrezasConstrucción de un aparato para

experimentosConducción de un experimentoObservación y mediciónRecopilación, registro y organización de datosTrabajo efic iente en equipo

Materiales y Herramientas(por grupo de estudiantes)

HieloAguaUna b otella de plástico de un litro de

refrescoUn sorbete plástico blanco o transparente

para beberArcilla para modelar . Un bloque de medio

kilo debe ser suficiente para 25 ó 30termómetros

Dos b otellas plástic as de refresco de 2litros: hay que cor tar la par te superiorde estas botellas

Tijeras o c uchillos para cor tar las b otellasplástic as de 2 litros

Colorante para alimentos (el amarillo nofunc iona t an bien como el rojo, azul overde)

Un reloj de mano o de pared consegundero

Una regla métric aUn marc ador, lápiz de cera o pluma para

marc ar el lado del sorbeteHoja de Actividad de Construcción de un

Termómetro

PreparaciónEnsamblar materiales

Revisión de los principios de transparencia decolor


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Construcción

de un Term

ómetro

PropósitoAyudar a que los estudiantes comprendan porqué y cómo funciona un termómetro normal

Visión GeneralLos estudiantes construirán un termómetro conuna botella de refresco, el cual se parece muchoal que utilizan las escuelas GLOBE. Ambosestán basados en el principio de que muchassustancias se expanden y se contraen a medidaque su temperatura varía. Este experimentotambién demuestra el principio de transmisióndel calor.

TiempoDos períodos de clase

1. Para realizar experimentos: un períodode clases.

2. Para discutir los principios de laexpansión y contracción, así como latransmisión del calor a través de laconducción y la convección: 15 a 30minutos.

3. Para reg istrar los datos de la c lase en lapizarra o en su par te superior y realizargráficos: 30 minutos.

4. Para que c ada g rupo presente a la c lasesus result ados, ideas acerc a de otrasvariables que se puedan probar ycualquier problema que hayanencontrado: 30 minutos.

NivelIntermedios

Conceptos ClavesLas sustancias se expanden y contraen con

los cambios de temperatura.Los termómetros con líquido en el tub o de

cristal funcionan debido a la expansióny contracción termal.

La conducción y convección son dosformas principales de transmisión delcalor .


Conducc

ión

delc

alor

por

lapa

red

dela

bote

lla

Proceso de transmisión del calorAgua

calienteperdiendo

calor

Agua fríacalentándose

y expandiéndose

Con

vecc

ión

Bañ

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e ag

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Bo

tella

ter

mó

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Par

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de

dos

litro

s

AntecedentesPara obtener mayor información acerca de cómofuncionan los termómetros, revisar Una Visión deCampo sobre la Investigación de la Atmósfera en lasección de Bienvenida.

Existen diferencias entre el termómetro fabricadocon una botella de refresco y el utilizado porGLOBE: los líquidos utilizados son distintos, eltermómetro hecho con la botella no es un sistemacerrado, y le falta una escala numérica.

Algunos principios científicos están en juego enesta actividad. Uno de ellos es el de expansión ycontracción. La mayoría de las sustancias seexpanden cuando se calientan y se contraen alenfriarse. En todo el rango de temperaturas deeste experimento, el agua también se expande alcalentarse y se contrae al enfriarse. (Conforme elagua se aproxima al punto de congelamiento,nuevamente se expande).

Figura AT-L-4

puede visualizar.

Este experimento también ilustra la transferenciade calor por conducción. La conducción sucedecuando la energía es transferida de una moléculaa la siguiente por el contacto directo, comocuando el mango de metal de una sartén secalienta. Los metales son buenos conductores delcalor, al contrario de la madera. En esteexperimento, el agua caliente del contenedorexterior transmite su energía por conducción através de la pared de plástico de la botella de unlitro hacia el agua de la botella interior.

Si bien la transferencia de calor por conducciónse puede dar en sólidos, líquidos o gases, es máseficiente en sólidos y líquidos. En la atmósferalas moléculas de aire que están en contacto conel suelo se calientan por conducción. Conformeesas moléculas ganan energía se tornan menosdensas y comienzan a elevarse.

La convección es un movimiento a gran escala deun líquido a un gas el cual actúa para redistribuirel calor a través de un volumen completo. Unejemplo común de convección es el aguahirviendo en una olla, en este caso, el agua queestá en contacto con el fondo de la olla (donde seencuentra fuente de calor) se calienta y se tornamenos densa que el agua que está encima de ella.Esta agua caliente se eleva mientras que el aguafría va hacia el fondo y de esta manera se calientapor el contacto con el fondo de la olla.

PreparaciónEsta actividad funciona bien en equipos de dos otres estudiantes. A continuación se encuentranalgunas tareas y descripciones:

Estudiante 1 Ensamblador: recoge el material yensambla los termómetros

Estudiante 2 Tomador de tiempo/informador:toma el tiempo a los intervalos de 2 minutoscuando empieza el experimento; marca sobre elsorbete mostrando la cantidad de agua que se hamovido; mide el sorbete al final del experimentoy avisa al registrador las mediciones; informa a laclase el resultado del experimento.

Estudiante 3 Registrador: registra las medicionesque el tomador de tiempo ha realizado; tambiéntransfiere las mediciones del grupo a las hojas dedatos.

Las sustancias se expanden al calentarse porquesu energía cinética, o energía de movimiento, sufreun incremento con la temperatura. Las moléculasse mueven más rápido y se dispersan alejándose,lo cual hace que el material se expanda. Cuandola sustancia se enfría, el movimiento moleculardisminuye y la sustancia se contrae.

En el caso del agua, el coeficiente de expansiónes más bien pequeño, así que el volumen de aguaaumenta pero únicamente en un pequeñoporcentaje. No obstante, debido a que todo elaumento de volumen se canaliza dentro delsorbete de diámetro estrecho, la expansión se


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Sacar una copia de la Hoja de la Actividad deConstruir un Termómetro para cada grupo deestudiantes.

El maestro debe ensamblar los materiales antesde que la clase empiece. Si se va a trabajar congrupos pequeños, se los organizará por anticipado.Los alumnos deben traer las botellas de 1 y 2 litros.Dar al menos una semana para que recojan losmateriales necesarios, si son los estudiantes losque han de traer las botellas. Asegúrese de repasarlos posibles problemas citados a continuación,antes de realizar el experimento en clase.

Asegúrese de que comprende los principios detransmisión del calor (conducción y convección),así como la expansión y contracción de losmateriales. Algunos ejemplos de las distintassituaciones le serán útiles para una discusión. Talvez le sea preciso repasar con los alumnos lamedición en milímetros.

Hoja de Datos del Equipo mediciones en milímetros

2 minutos

4 minutos

6 minutos

8 minutos

10 minutos

Hojas de Datos de la ClaseGrupo A B C D Promedio

2 minutos

4 minutos

6 minutos

8 minutos

10 minutos

Construcción

de un Term

ómetro

Qué Hacer y Cómo HacerloEsta actividad se puede realizar como parte deuna demostración, pero probablemente resultarámás efectiva si los estudiantes o grupos fabricansus propios termómetros. Estas instruccionestambién aparecen en la Hoja de la Actividad CómoConstruir un Termómetro del Apéndice, la cualpuede ser duplicada y distribuida a los estudiantes.

Construcción de un Termómetro1. Llene la b otella de un litro con agua del

grifo hast a el b orde.2. Añada c uatro got as de colorante ar tificial.

Esto hará que se vea la línea del agua másfác ilmente. L os colores que mejorfunc ionan son el azul, el rojo o el verde.

3. Con la arc illa haga un b ola pequeña deunos 25 mm de diámetro (el t amaño deuna moneda mediana, más o menos). Acontinuac ión alárguela de manera queforme un c ilindro de una long itud ydiámetro similares a los de un lápiz.Aplane este c ilindro pegándolo a una c intagruesa. Coloque esta cinta más o menos ala mit ad del sorbete. V er la Figura A T-L-5.

Figura AT-L-5

4. Coloque el sorbete dentro de la b otella yutilice la arc illa para sellarla. T engacuidado de no bloquear el sorbete.También deberá evit ar que la arc illa se rajeo se hagan agujeros en ella, puesto que elagua se escaparía. La mitad del sorbeteest ará dentro de la b otella y la otra mit adafuera. Presione la t apa de arc illa hac ia elcuello de la botella lo suficientemente lejoscomo para forzar a que el nivel de aguasuba hac ia el sorbete y se la pueda ver .Vea la Figura A T-L-6.

Experimento1. Coloque la b otella llena de un litro

(termómetro de b otella de refresco) dentrode un contenedor de plástico fabricadocon una b otella de dos litros. Coloque una

Arcilla


5. ¿Qué le sucederá al nivel del agua delsorbete c uando el termómetro se sumerjaen el agua c aliente? (Respuest a: sube cerc ade 4 c m si hay una diferenc ia de 25 °C ).¿Por qué?¿Qué le sucederá al nivel del agua delsorbete c uando el termómetro se sumerjaen el agua fría? (Respuesta: se cae). ¿Porqué?

6. Explique lo que usted c ree que acontece.7. Utilizando la respuest a a la pregunt a 6

explique ¿cómo func iona el termómetro demáximas y mínimas para medir latemperatura al mediodía que utilizaGLOBE?

8. ¿Cuáles son otros dos aspec tos (variables)que si fueran cambiados podrían hacerque este experimento funcione de otramanera? (Algunas respuest as: la c antidadde agua que toc a el termómetro de b otella,la temperatura del agua, el tamaño delcontenedor, el diámetro del sorbete).

9. Grafique las mediciones que hayareg istrado en la hoja de datos del equipo.El eje en “x” (horizontal) debe ser eltiempo en minutos y el eje en “y” (vertical)serán sus mediciones desde la líneaoriginal antes de añadir el agua caliente(en milímetros). Asegúrese de ponertítulos a su gráfico y etiquetas a los ejespara que otras personas los puedandistinguir .

10.Elab ore una hoja de datos de la c lase en lapizarra o sobre un papelóg rafo. Reg istresus datos en ella. Combine su informacióncon la de sus compañeros para averiguar elpromedio de mo vimiento del agua paracada período de dos minutos.

11.Añada las c ifras promedio del mo vimientodel agua a su g ráfico. Asegúrese de marc aresta línea nueva. ¿En qué se distingue elgráfico de sus mediciones de aquel delpromedio de la c lase?

12.Explique el gráfico. ¿Qué historia cuentasu gráfico? ¿Puede sacar conclusiones?

13.¿Por qué será importante tener más de unjuicio al sacar conclusiones?

marc a en el sorbete en el punto donde veala línea del agua.

2. Llene el contenedor, fabric ado con labotella de 2 litros, con agua c aliente.Espere dos minutos. Marque el sorbete enla línea del agua. Repita esta acción cadados minutos durante diez minutos. Alfinalizar los diez minutos, utilice una reglapara medir la dist anc ia de c ada marc adesde la original de la base del sorbete.Reg istre sus medic iones en la hoja dedatos del equipo.Observe con c uidado si se produce algúncambio. ¿V e alguno? Desc riba lo queobserva.

3. Ponga hielo y agua fría en el segundocontenedor de dos litros.

4. Coloque la b otella termómetro dentro deéste. Reg istre sus observac iones.

Figura AT-L-6

Sorbete

Nivel inicial del aguaTapón de arcilla

Botella de 1 litro

Botella de 2 litros


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strucción de un

Termóm

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Posibles Problemas con el Experimento• El tapón de arc illa está rajado y el agua se

escapa.• Si la b otella de 1 litro no está llena hast a el

borde, el agua se demorará más para subirpor el sorbete. De hecho, quizás nuncavaya a subir .

• No existe sufic iente diferenc ia detemperatura entre el agua de la b otella de1 litro y la de 2 litros. L o óptimo es unadiferenc ia de 25 g rados Celsius o más. Sihay una diferenc ia menor, no podráobtener movimientos notorios en elsorbete. L a diferenc ia entre el agua c alientey fría del grifo deberá ser la suficiente paraque funcione el experimento.

• Los estudiantes pueden haber olvidadomarc ar el nivel inic ial en el sorbete.Asegúrese de que entiendan que est amarc a debe realizarse inmediat amentedespués de coloc ar la b otella de 1 litrodentro de la de 2 litros, antes de añadir elagua caliente.

• Si tiene problemas para obtener oconservar el hielo dentro del aula, puedeomitir esta parte del experimento opresent arlo como demostrac ión.

Adaptaciones para EstudiantesMenores y MayoresPara estudiantes menores: Ellos pueden construirun termómetro y observar el movimiento del aguaen el sorbete, pero no marcar el nivel del agua aintervalos de dos minutos. El maestro debe cortarcon anticipación el contenedor plástico de doslitros.

Estudiantes mayores: Se pueden probar otrasvariables, tales como distintos tamaños desorbetes, contenedores mayores o menores parael agua caliente, o distintos tamaños decontenedores para los termómetros. Losestudiantes pueden diseñar su propioexperimento, realizarlo y presentar susdescubrimientos a la clase. Pueden calibrar sutermómetro con uno normal.

Investigaciones Posteriores1. Utilice un termómetro normal para medir

la temperatura del agua del interior deltermómetro de b otella y compararlo con latemperatura del agua fuera deltermómetro. ¿Cambia la c antidad demovimiento del agua del sorbete cuandolas temperaturas son distintas? Realice unexperimento, tome reg istros y presente susresult ados a la c lase.

2. ¿Afecta el tamaño del contenedor elfunc ionamiento del termómetro? Diseñeun experimento que ponga a prueba esteconcepto, realícelo y elab ore una t abla conlos result ados.

3. Acuda a una biblioteca e investigue losmateriales que se utilizan para fabricardistintos termómetros. Asegúrese deaveriguar los distintos princ ipios sobre losque operan. Presente los result ados a laclase.

4. Llame a las estaciones locales del clima, alas estaciones de televisión o radio ypregunte qué tipo de termómetro utilizan.Visite la est ac ión c limátic a. Saquefotog rafías y elab ore un afiche paracompartir con su clase.

5. Fabrique termómetros utilizando sorbetesde distintos diámetros y observe si detec taalguna diferenc ia. ¿Cuál c ree que puedeser la c ausa de las diferenc ias que observa?¿Ejercerá esto algún efec to sobre lafabric ac ión de los termómetros reales?

6. Averigüe cómo reg istran los c ientíficos latemperatura a distint as profundidades delocéano. En un mapa de los mares, muestreel promedio de las temperaturas. Elab oreuna tabla para compartirla con su clase.

Evaluación de los EstudiantesLos estudiantes deben ser capaces de responder alas preguntas de la hoja de actividades para elalumno. También deben explicar cómo funcionaun termómetro, ya sea en la clase o en una prueba.


PropósitoAyudar a usted a comprender cómo y por qué funciona un termómetro con líquido dentro de un tubode cristal.

Visión GeneralEl termómetro de botella de refresco que usted construirá en esta actividad es muy similar al que seutiliza en la Caseta Protectora de Instrumentos de GLOBE. Sin embargo, existen diferencias. Los dosusan líquidos, pero estos son distintos. ¿Conoce cuál es el líquido del termómetro estándar de GLOBE?Asimismo, el termómetro que usted va a fabricar no tiene marcados los grados. Sin embargo, elprincipio operativo es el mismo en ambos casos.

Tanto el termómetro que utilizará para las mediciones como los instrumentos que va a construir, sebasan en el principio de que las sustancias se expanden y se contraen cuando cambian las temperaturas.

Este laboratorio también demuestra el principio de la transmisión del calor. Cuando se coloca unobjeto caliente contra uno frío, el calor se transmite desde el primero al segundo por medio de laconducción. Por ejemplo, si en invierno usted coloca su mano sobre el parachoques de un automóvil,su mano transmitirá el calor hacia el metal por conducción.

Normalmente cuando usted participa en un trabajo, es parte de un equipo. En esta actividad tambiénserá parte de un equipo. Las siguientes son las descripciones de su trabajo:

Estudiante 1: Ensamblador, recoge los materiales y ensambla los termómetros.Estudiante 2: T omador de tiempo/informador, con un reloj de muñec a o de pared, toma el

tiempo con intervalos de 2 minutos c uando empieza el experimento; marc a sobre el sorbetemostrando la cantidad de agua que se ha movido; mide el sorbete al final del experimento yavisa al reg istrador las medic iones; informa a la c lase el result ado del experimento.

Estudiante 3: Reg istrador; reg istra las medic iones que el tomador de tiempo ha realizado;también transfiere las medic iones del g rupo a las hojas de datos.


HieloAguaUna b otella de plástico de un litroUn sorbete plástico, blanco o transparenteArcilla para modelar . (Un bloque de medio kilo deberá ser sufic iente para 25 ó 3 0 termómetros)Tijeras o c uchillo para cor tar las b otellas de dos litrosDos b otellas de refresco de dos litros: hay que cor tar la par te superior de est as b otellas para que

sea usado como un rec ipiente con agua donde se introduce la b otella de 1 litro.Colorante para alimentos (el amarillo no func iona t an bien como el rojo, el azul o el verde)Un reloj de mano o de pared con segunderoUna regla métric aUn marc ador, lápiz de cera o pluma para marc ar el lado del sorbete.


estudiantes.Hoja de la Actividad deConstrucción de un Termómetro


Construcción del Termómetro1. Llene, hast a el b orde, la b otella de refresco de un litro, con agua fría del g rifo.2. Añada c uatro got as de colorante ar tificial. Esto fac ilitará la visualizac ión del agua. L os colores

que mejor func ionan son el azul, el rojo o el verde.3.Con la arc illa haga un b olapequeña de unos 25 mm dediámetro. A continuac ión enróllelade manera que forme un c ilindrode una long itud y diámetro similaral de un lápiz. Aplane este c ilindropegándolo a una cinta gruesa.Coloque esta cinta más o menos ala mitad del sorbete.4.Coloque el sorbete dentro de labotella y utilice la arc illa parasellarla. T enga c uidado de nobloquear el sorbete. T ambién debeevit ar que la arc illa se raje o que sehagan agujeros en ella, puesto queel agua se escaparía. Una mitad delsorbete est ará dentro de la b otella yla otra mit ad por afuera. Presione latapa de arc illa hac ia el c uello de labotella lo suficientemente lejoscomo para forzar a que el nivel deagua suba hacia el sorbete y se lapueda ver .

Experimento1. Coloque la b otella llena de un litro (termómetro de b otella de refresco) dentro de un

contenedor fabric ado con una b otella de dos litros. Coloque una marc a en el sorbete en elpunto donde vea la línea del agua.

2. Llene el contenedor fabric ado con la b otella de dos litros con agua c aliente. Espere dosminutos. Marque el sorbete en la línea del agua. Repit a est a acc ión c ada dos minutos durantediez minutos. Al finalizar este lapso, utilice una regla para medir la dist anc ia de c ada marc adesde la marc a orig inal de la base del sorbete. Reg istre sus medic iones en la hoja de datos delequipo, que encontrará a continuación.

Arcilla

Sorbete

Nivel Inicial del AguaTapón de Arcilla

Botella de 1 litro

Botella de 2 litros

Nivel de Agua Caliente


estudiantes.


Hoja de datos del equipoTiempo Mediciones en milímetros

2 minutos

4 minutos

6 minutos

8 minutos

10 minutos

Observe con c uidado si se produce algún c ambio. ¿V e alguno? Desc riba lo que observa.

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3. Ponga hielo y agua fría en el segundo contenedor de dos litros.

4. Coloque la b otella termómetro dentro del contenedor . Reg istre sus observac iones.

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5. ¿Qué le sucederá al nivel del agua del sorbete c uando el termómetro se sumerja en agua c aliente?

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¿Qué le sucederá al nivel de agua del sorbete c uando el termómetro se sumerja en el agua fría?

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estudiantes.


6. Explique por qué c ree usted que se producen estos c ambios.

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7. Utilizando la respuest a a la pregunt a 6 explique ¿cómo func iona el termómetro de máximas ymínimas para medir la temperatura al mediodía que utiliza GLOBE?

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8. ¿Cuáles son otros dos aspec tos (variables) que si se c ambian podrían hacer que este experimentofuncione de otra manera?

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9. Grafique las medic iones que haya reg istrado en la hoja de datos del equipo en el paso 2. El eje en "x"(horizont al) debe ser para los minutos y el eje en "y" (ver tical) son las medic iones (en milímetros)desde la línea orig inal, antes de añadir el agua c aliente. Asegúrese de poner el título a su g ráfico ymarc ar los ejes para que otras personas lo puedan entender .

10. Elab ore una Hoja de Datos de la Clase en la pizarra o según las instrucc iones del maestro. Combinesu informac ión con la de sus compañeros para averiguar el promedio de mo vimiento del agua paracada período de dos minutos.

11. Añada las c ifras promedio del mo vimiento del agua a su g ráfico. Asegúrese de marc ar est a líneanueva. ¿En qué se distingue el g ráfico de su termómetro de aquel del promedio de la c lase?

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12. Explique el gráfico. ¿Qué es lo que dice su gráfico? ¿Puede sacar conclusiones?

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13. ¿Por qué será importante tener más de una opinión al sacar conclusiones?

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estudiantes.


Tierra, Aire y Agua

GraficaciónTrabajo efic az en g rupos


Dos baldes de plástico de al menos 30 cmde altura

Una regla con centímetrosSeis termómetrosMaterial para suspender los termómetros

sobre los baldes, como hilo o c lavijas.

PreparaciónBusque una zona al aire libre donde puedarealizar el experimento. (Esta actividad se puederealizar en el interior si se sustituye la luz del Solcon una fuerte fuente de luz artificial). Esteexperimento da mejores resultados en un díasoleado y cálido. Divida a los estudiantes enpequeños grupos de trabajo. Tal vez ustedprefiera hacer una demostración de esta actividadantes para que todos sus alumnos comprendancómo realizar el experimento.


AntecedentesUna de las razones más importantes por las quetenemos climas distintos en todo el mundo esporque la tierra y el agua se calientan y se enfríana diferentes proporciones.

Por ejemplo, las tormentas de truenos queocurren en las tardes en el estado de Florida, enEE.UU., se inician a menudo debido al hecho deque durante el día la tierra se calienta más rápidoque el agua. (Para comprender mejor esto, losestudiantes deben investigar la causa de las brisasdel mar). En aquellos lugares del mundo queexperimentan los monzones (sistemas de vientoque cambian de dirección por la estación), la parte

lluviosa de la estación del monzón se caracterizapor períodos alternos de clima activo (lluvioso) einactivo (no lluvioso), según si la tierra está secao mojada.

Pudiera ser que los alumnos hayan notado unadiferencia en las proporciones de calentamientoy enfriamiento de la tierra en relación a las delagua, si alguna vez corrieron descalzos por la playahacia el agua, en una tarde caliente y soleada.Probablemente recuerden lo caliente que estabala tierra y lo fría y refrescante que estaba el agua.Si permanecieron en la playa hasta después delatardecer y caminaron descalzos por la playa haciael agua, quizás recuerden que, a esta hora del día,la playa es la que se siente fría, mientras que el

!?

PropósitoAyudar a que los estudiantes comprendan quela tierra y el agua se calientan y se enfrían endistintas proporciones y que las propiedades delsuelo y del agua influyen en el calentamientodel aire que está por encima.

Visión GeneralLos estudiantes medirán los cambios detemperatura del suelo, agua y aire a medida queel sol los calientan.

TiempoUn total de tres o cuatro horas; una a dos horasde tiempo real en la tarea

NivelIntermedios y avanzados

Conceptos ClavesSust anc ias diferentes como el suelo, el agua

y el aire transmiten el c alor y la energíaen proporc iones distint as

DestrezasDiseño y realización del experimentoMedición y registro de informac iónOrganización de datos en t ablas


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agua se siente caliente. Los alumnos puedenestudiar esta diferencia entre la tierra y el aguacon un simple experimento.

Qué Hacer y Cómo HacerloLlene un balde con tierra hasta una profundidadde aproximadamente 15 cm. Llene el otro baldehasta la misma profundidad con agua fría (de ungrifo exterior). Coloque ambos baldes al sol. Sobrecada balde suspenda un termómetro a uncentímetro por encima, un centímetro por debajoy a 8 centímetros por debajo de la superficie.Intente colocar el termómetro de manera que laluz del sol no le dé directamente al bulbo o altubo de cristal. Deje que pase un rato hasta quelas temperaturas se estabilicen. Registre lasprimeras lecturas del termómetro.

Lea la temperatura de cada termómetro aintervalos de 2 minutos durante 20 minutos.Luego lea las temperaturas cada una, dos y treshoras.

Preguntas Para Discutir¿La temperatura del suelo que está un centímetropor debajo de la superficie es más cálida quecuando los estudiantes colocaron los baldes treshoras antes? ¿La superficie del agua está máscaliente ahora que hace tres horas? ¿Por qué?

¿Cuál de las lecturas de temperatura es mayor auna profundidad de 8 cm, la del suelo o la delagua? ¿Qué conclusiones pueden sacar losalumnos de este experimento?

Lo que sus alumnos deben haber descubierto esque la superficie del suelo estaba mucho máscaliente a un centímetro que la del agua a uncentímetro. Por otra parte, el agua estaba máscaliente a una profundidad de 8 cm al cabo detres horas, que el suelo a la misma profundidad.Las temperaturas a un centímetro por encima dela superficie deben ser más elevadas para el sueloque para el agua.

Las moléculas del agua líquida se mueven conmayor libertad que las que componen el suelo.Por lo tanto, el agua puede distribuir el calor a

Tierra, Aire y A

gua

través de un volumen mayor que lo que puedehacer el suelo. Esta es la razón por la que, al cabode tres horas al sol, el balde de agua está máscaliente a una profundidad de 8 cm que el suelo.Después del atardecer, el calor absorbido por elsuelo rápidamente se escapa hacia la atmósfera,por lo que el suelo se enfría velozmente. Sinembargo, aunque el agua se calienta más despacioque el suelo, una vez que se ha calentado sedemora más en enfriarse. Si los alumnos deseanrepetir la medición varias horas después delatardecer, se encontrarán conque la temperaturadel agua a un centímetro de profundidad es máselevada que la del suelo a la misma profundidad.


Observación deNubes

DestrezasObservación sistemática durante un período

de cinco díasCorrelación de un fenómeno observado con

otro

Materiales y HerramientasLos Cuadernos de Cienc ias G LOBE y la

Carta de Nubes

PreparaciónDividir a los estudiantes en grupos pequeñosde trabajo. Discutir con ellos cómo van a registrarlas observaciones en sus Cuadernos de CienciasGLOBE.


!?

Qué Hacer y Cómo HacerloDurante un período de cinco días, los estudiantesdeben observar cuidadosamente las nubes yescribir lo que vean. Si aun no conocen losnombres de las nubes, pueden describir suapariencia. Lo mejor es que puedan revisar el cielotres veces diarias: una en la mañana (camino a laescuela); otra temprano en la tarde (a la hora delalmuerzo) y otra al caer la tarde o en la noche(quizás al retornar a casa desde la escuela). Lashoras exactas de cada observación no son tanimportantes, aunque ayudarían si lasobservaciones se realizan más o menos a la mismahora cada día. (Por ejemplo, las observaciones dela mañana se deben realizar alrededor de las 8:00a.m., y no a las 7:00 a.m. un día y a las 10:00a.m. otro. Lo mismo se aplica para las lecturas delmediodía y de la noche).

Al final de cada día los estudiantes también debenregistrar el tiempo de ese día. ¿Era una mañanalluviosa y una tarde despejada? ¿Nevó todo el día?

¿Estuvo en calma y húmedo? Los alumnos nonecesitan cuantificar sus reportes del tiempo (esdecir, no tienen que escribir “21 milímetros delluvia”, o “79% de humedad relativa”), pero sídeben describir el clima lo más clara ycompletamente que puedan.

Conforme los estudiantes van registrando susobservaciones de las nubes y el tiempo, podránbuscar patrones. Por ejemplo, ¿las nubes cirros(delgadas y tenues) de la mañana van por logeneral seguidas de tormentas de truenos en latarde? ¿Las nubes pequeñas y esponjosas(cúmulos) van asociadas a la precipitación?

Al cabo de una semana de haber registrado lasnubes y el tiempo, pida a los estudiantes queutilicen sus observaciones para predecir el tiempopara el día siguiente. Pídales que expliquen porqué hacen esos pronósticos. Pídales también quesigan el rastro de lo bien que predicen el tiempo.¡Quizás podrían desarrollar un nuevo respetohacia lo difícil que es el pronóstico del tiempo!

PropósitoSeguir el rastro de las nubes y el clima y empezara comprender la conexión entre las dos

Visión GeneralLos estudiantes observan las nubes por unperíodo de cinco días y correlacionan susobservaciones con el clima.

TiempoDiez minutos diarios durante cinco días y talvez una media hora más de clase paradiscusiones

NivelTodos

Conceptos ClavesLa relac ión entre las nubes y los c ambios

en las nubes con el clima

GLOBE™ 1997 Apéndice - 1 Atmósfera

Apéndice

Hoja de Trabajo de Datos

Observación del Tipo de Nubes

Glosario

Hojas de Ingreso de Datos en la Web deGLOBE


Investigación AtmosféricaHoja de Trabajo de DatosNombre de la Esc uela ____________________________________

Nombres de los Observadores __________________________________

Método de medición utilizado en el pH: ❒ papel ❒ lápiz ❒ medidor

Sábado Domingo Lunes Martes Miércoles Jueves ViernesFecha

Hora (Hora Universal)

Nombres de los observadores

Tipo de Nubes (Marque todos los tipos que haya observado)

CirrOs ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Cirrocúmulus ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Cirroestratos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Altoestratos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Altocúmulos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Estratos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Estratocúmulos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Nimboestratos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Cúmulos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Cúmulonimbos ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Cobertura de Nubes (Marque uno)Despejada ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Dispersa ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Fragmentada ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Nublada ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒ ❒

Precipitac ión

Número de días que la

la lluvia se ha acumulado

Agua lluvia en el

pluviómetro (mm)*

* Recuerde:Registre 0,0 cuando no haya habido lluvia ni nieveRegistre M si se ha perdido la medición o si falta la de ese díaRegistre T para la cantidad que queda como huella de lluvia (menos de 0,5 mm) o nieve (muy poco como para medir)


Hoja de Trabajo de Datos de la Investigación de la Atmósfera (Continuación)

Sábado Domingo Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes

Fecha

Hora(Hora universal)

Nombres de los observadores

Precipitac ión de NieveProfundidad total de

la nieve en el piso (mm)

Número de días que se

ha acumulado la nieve en

el medidor de nieve (mm)

Profundidad de la nueva nieve

en el recogedor de nieve: (mm)*

Líquido diario equivalente

a la nieve nueva (mm)

pH de la PrecipitaciónpH de la lluvia o

de la nieve derretida

Temperaturas Máximas, Mínimas y Ac tuales

Temperaturacorriente del aire:(en grados C)

Temperatura diariamáxima del aire:(en grados C)

Temperatura diariamínima del aire:(en grados C)

Notas: (condiciones inusuales)

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______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________* Recuerde:Registre 0,0 cuando no haya habido lluvia ni nieveRegistre M si se ha perdido la medición o si falta la de ese díaRegistre T para la cantidad que queda como huella de lluvia (menos de 0,5 mm) o nieve (muy poco como para medir)


Observación del Tipo de Nubes

Nubes Altas

CirrosEstas nubes lucen como plumas blancas ydelicadas. Normalmente tienen formas blancas ydelgadas y contienen cristales de hielo.

CirrocúmulosEstas nubes son finas capas blancas con unatextura que les hace lucir como parches dealgodón o rizos sin sombra. Contienenprincipalmente cristales de hielo y tal vez algunasgotas de agua muy fría.

Existen cinco términos que describen los distintos tipos de nubes:CIRRO o nubes altasALTO o nubes mediasCÚMULOS o nubes blancas y esponjosasESTRATOS o nubes en capasNIMBOS o nubes desde la que está cayendo precipitación

Los siguientes diez tipos de nubes han sido denominados según los términos arribamencionados, y se deben usar al reportar el tipo de nubes de su zona:


Intro

du

cción

Pro

toco

los


pén

dice

Bien

venid

a

CirroestratosEstas nubes tienen la apariencia de una capadelgada, casi transparente y blancuzca, compuestade cristales de hielo. Pudiera ser que cubran elcielo total o parcialmente y pueden crear unaespecie de halo alrededor del sol.

Nubes Medias

AltoestratosEstas nubes forman un velo azulado o grisáceoque cubre el cielo total o parcialmente. La luzdel sol se puede ver a través de ella, pero no hayel efecto de halo.

AltocúmulosEstas nubes parecen olas del mar con colores ysombras blancas y grises. Contienenprincipalmente gotas de agua y quizás algunoscristales de hielo.

Observación

del Tipo de Nubes


Nubes Bajas

EstratosEstas nubes son grises y están muy cerca de lasuperficie de la Tierra. Normalmente lucen comouna hoja delgada pero a veces se las encuentra enforma de parches. Rara vez producenprecipitación.

EstratocúmulosEstas nubes son de color blancuzco o gris. Lasbases de estas nubes tienden a ser más redondasque planas y se pueden formar a partir de viejasnubes estratos o de nubes cúmulos que se estándispersando. Sus partes superiores tambiéntienden a ser más bien planas.

NimboestratosSe trata de una capa de nube muy oscura y decolor gris que bloquea la luz del sol. Es masiva ypresenta una continua caída de precipitación.


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Pro

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Bien

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CúmulosEstas nubes tienen una base plana y una crestadensa y redondeada que la hace parecerse a unacoliflor. Cuando la luz del sol las golpea se tornande color blanco brillante. La base tiende a ser decolor gris oscuro y generalmente no producenprecipitación.

CúmulonimbosSon nubes grandes, pesadas y densas. Por logeneral tienen una superficie plana y oscura concrestas muy altas y grandes, como una montañamasiva o un yunque. Estas nubes normalmenteestán asociadas a los rayos, truenos y a vecesincluso granizo. También pueden producirtornados.

Observación

del Tipo de Nubes


Glosario

AerosolesEl líquido o las partículas sólidas dispersaso suspendidas en el aire. Este término no seusa para la lluvia o para gotas de nubes nitampoco para los cristales de hielo.

Cobertura de nubesSe refiere a la cantidad (en décimas partes)de cielo que está cubierto de nubes.

Equivalente de aguaEl líquido contenido en una muestra deprecipitación sólida. Viene determinado porla muestra derretida y la medición de lacantidad de agua que resulta.

Lluvia ácidaEs la lluvia o nieve, cuyo pH es menor que5.6, que es el valor que ocurre de maneranatural en la lluvia o en la nieve en equilibriocon el dióxido de carbono en el aire.

Mediodía solar localEl mediodía solar se utiliza en esta “Guía delMaestro” como la hora en la que parece queel sol ha alcanzado su punto más alto en elcielo durante el día. Ocurre en la mitad entreel amanecer y el atardecer.

MeniscosEs la superficie curva de un líquidoencerrado en un tubo estrecho, debido a laadhesión del líquido a la superficie interiordel tubo.

NubeUna forma visible de agua condensada en laatmósfera. Pueden incluir gotas de agua ycristales de hielo. Además, las nubes puedencontener aerosoles o partículas sólidas comolas que hay en el humo o el polvo.

Nubes altasEstas nubes, que se encuentran por encimade los 6.000 metros, se componenprincipalmente de cristales de hielo.

Nubes bajasLas nubes bajas, que se encuentran bajo los2.000 m contienen agua en su mayoría, perotambién pueden estar formadas por nieve ypartículas de hielo.

Nubes medianasEstas nubes se componen en su mayoría deagua líquida. La base de estas nubes puedevariar en altura de 2.000 a 6.000 metros.

Precipitac iónSe refiere a todas las formas de partículas deagua líquida o sólida que caen de laatmósfera y alcanzan la superficie de laTierra.

Precipitac ión líquidaIncluye la lluvia y llovizna.

Precipitac ión sólidaIncluye la nieve, trozos de hielo, granizo,cristales de hielo y, para el propósito de lasmediciones de la precipitación, la lluviacongelada.

Temperatura ac tualEs la temperatura en el momento en que selee el termómetro.

Temperatura del aireLa medida del grado de calor o frío del aire.

Temperatura máximaLa temperatura más alta que se hayaregistrado desde la temperatura anterior yla reprogramación del termómetro.

Temperatura mínimaEs la temperatura menor que se ha registradodesde la última lectura y reprogramación deltermómetro.


Nubes Altas:

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