Атмосфера Земли

Деятельность человека

Заводы и машины (CO₂)100 %
Вырубка лесовсредняя
Скот и поля (метан)100 %
Фреоны5 %

100 % — примерно сегодняшний уровень. Ползунки можно двигать на ходу.

Опыты

0/4

Выберите опыт: модель подготовит условия, а вы меняйте выбросы и следите за приборами и графиком.

Время

2025 год

При ×1 одна секунда — два года. Модель упрощена, значения учебные.

Парниковый эффект и озоновый слой

Сейчас
Солнечный свет проходит сквозь атмосферу, а тепло Земли частично задерживают парниковые газы.
солнечный свет тепловое излучение ультрафиолет CO₂ CH₄ водяной пар фреон
стратосфера озоновый слой O₃ тропосфера
Средняя температура+15,0°Cу поверхности ЗемлиНорма
Углекислый газ420ppmчастиц на миллионРастёт
Уровень моря0смльды: 100 %Норма
Озоновый слой83%УФ у поверхности: нормаЗащищает

Температура и CO₂ по годам

температура, °CCO₂, ppm
Что происходит

Тепло, задержанное атмосферой—
Солнечный свет, отражённый в космос≈ 30 %

Журнал

    1

    Человек и экосистема: две стороны влияния

    урок 4запустите часы вымирания

    Влияние человека на природу двояко: чаще оно негативное, но есть и позитивное.

    Негативное влияниеПозитивное влияние
    загрязнение окружающей средысоздание заповедников, заказников, национальных парков
    уничтожение видов и целых экосистемвоспроизведение (восстановление) редких видов животных и растений
    накопление загрязнителей в пищевых цепяхпосадка леса, воссоздание экосистем
    изменение пищевых цепей (истребление звена, действие инсектицидов)защита редких видов, криобанки семян исчезающих растений
    активная добыча полезных ископаемых—

    Темпы вымирания. До появления человека в среднем исчезал 1 вид за 1000 лет. В 1850–1950 годах — 1 вид за 10 лет, то есть в 100 раз быстрее. После 1950 года — 1 вид в год, сейчас — почти ежедневно. Если так пойдёт дальше, каждый час будет отмечен гибелью одного вида.

    Исчезновение даже одного вида разрывает пищевую цепь и нарушает равновесие всей экосистемы.

    Каждый крестик — один исчезнувший вид. Запустите часы и сравните эпохи.

    ИграРазложите примеры: какое это влияние человека на природу?
    !
    Ловушка ЕНТ

    Цепочку темпов вымирания подменяют числами. Запомните порядок: 1000 лет → 10 лет → 1 год → почти каждый день. Разница между «за 1000 лет» и «за 10 лет» и есть «в 100 раз быстрее».

    2

    «Чёрная книга»: виды, которых больше нет

    урок 4переверните карточки

    «Чёрная книга» — список животных и растений, навсегда исчезнувших с Земли из-за деятельности человека. С 1500 года в неё внесено 844 вида животных.

    Причины почти всегда одни и те же: охота ради мяса, шкуры или жира, уничтожение мест обитания (распашка степей, вырубка лесов) и вытеснение домашними животными.

    ЗапомнитеКрасная книга — редкие и исчезающие виды, которых ещё можно спасти. «Чёрная книга» — виды, которых уже нет.
    3

    Прямое и косвенное воздействие. Хозяйственная деятельность

    урок 4посмотрите, как мелело Аральское море
    Экосистема — саморегулирующаяся система, которая стремится к устойчивому состоянию. Вмешательство человека снижает её способность к саморегуляции.
    ВоздействиеСутьПримеры
    прямоечеловек сам уничтожает организмывырывание растений с корнем при сборе ягод и грибов; браконьерство, охота, отлов
    косвенноечеловек меняет или уничтожает место обитаниястройки и пастбища в степи, вырубка лесов, пожары от костров

    Хозяйственная деятельность, которая разрушает целостность экосистем: вырубка леса и распашка земель, осушение болот, перегораживание рек, строительство плотин и водохранилищ, прокладка дорог, применение пестицидов и избытка химических удобрений (избыток удобрений меняет состав почвы и снижает её плодородие).

    Итог — нарушение биологического равновесия и саморегуляции численности особей: организмы гибнут, пищевые цепи рвутся.

    Пример из Казахстана — Аральское море. Воду питавших его рек Сырдарьи и Амударьи разобрали на орошение полей, и море стало быстро мелеть: распалось на части, дно превратилось в солончак, ветер разносит соль и пыль. Подробнее — в 3D-модели «Аральское море».

    ИграПрямое или косвенное воздействие?
    !
    Ловушка ЕНТ

    В задании «деятельность, негативно влияющая на устойчивость экосистемы» рядом стоят «хорошие» варианты: посадка леса, защита редких видов, криобанки семян — это позитивное влияние. Негативное — вырубка леса и осушение болот.

    4

    Особо охраняемые природные территории

    урок 4нажмите на тип территории
    Нажмите на тип территории — схема покажет, что на ней разрешено.

    Чтобы сохранить природу, государства создают особо охраняемые природные территории (ООПТ). Основные типы в Казахстане:

    ТипГлавная особенность
    государственный природный заповедникэталон дикой природы, не тронутой человеком; места обитания редких видов; запрещена любая хозяйственная деятельность
    национальный природный паркв отличие от заповедника, разрешён осмотр территории туристами и отдыхающими при строгих правилах поведения
    государственный природный заказникдопускается ограниченное хозяйственное использование части природных объектов — в определённые сроки и без вреда охраняемым объектам
    государственный природный резерватстатус природоохранного и научного учреждения: охрана, восстановление и поддержание биоразнообразия
    памятник природыотдельный уникальный объект (роща, пещера, скала, бархан) научного, исторического, просветительского или культурно-эстетического значения
    ИграК какому типу охраняемых территорий относится признак или объект?
    !
    Ловушка ЕНТ

    Пять похожих названий. «Эталон дикой природы» → заповедник; «ограниченное хозяйственное использование» → заказник; «разрешён туризм» → национальный парк; «статус природоохранного и научного учреждения» → резерват; отдельный объект, например пещера → памятник природы.

    5

    Заповедники Казахстана

    урок 4пройдите по ленте времени
    ЗаповедникГод, местоЧем знаменит
    Аксу-Жабаглы1926 — самый первый; Западный Тянь-Шань, Угамский хребет (район Шымкента и Тараза)4 высотных пояса, палеонтологический участок; около 1400 видов растений, 239 видов птиц
    Наурзумский1931; Костанайская областьцелинная ковыльная степь, сосновые и берёзово-осиновые леса, солёные и пресные озёра; яблоня ягодная; кабаны, косули, сурки-байбаки
    Алматинский1931; Алматинская областьлиственные леса и ельники; архары, горные козлы; в тугаях реки Или — фазаны
    БарсакельмесАральское море, Кызылординская областьпустынная растительность; куланы, завезённые из Туркмении
    Кургальджинский1968; самый большой; Акмолинская область, недалеко от Астаныцелинная степь, озёра Кургальджин и Тенгиз; на Тенгизе гнездятся розовые фламинго — символ заповедника
    Маркакольский1976; Восточно-Казахстанская область, озеро Маркаколь на Алтае (1447 м)в Красной книге — маралий корень, родиола розовая; символ — рыба ускуч (ленок)
    Западно-АлтайскийВосточно-Казахстанская областьродиола розовая; соболь, косуля
    Алакольский1998; Алматинская областьводно-болотный ландшафт; охрана водоплавающих птиц: лебеди, реликтовая чайка, гуси
    Каратауский2004 — самый молодой; Южно-Казахстанская областьсохранение эндемичных растений; в Красной книге — тюльпан Грейга, таволгоцвет Шренка
    Нажмите на точку на ленте — появится «визитная карточка» заповедника.
    Игра 1Расставьте заповедники по году создания — от первого к самому молодому.
    Игра 2«Визитная карточка»: какому заповеднику принадлежит признак?
    !
    Ловушка ЕНТ

    В вариантах подставляют соседний заповедник. Фламинго → Кургальджинский; ускуч (ленок) → Маркакольский; Костанайская область → Наурзумский; соболь и косуля → Западно-Алтайский; куланы → Барсакельмес; первый — Аксу-Жабаглы (1926), самый молодой — Каратауский (2004).

    6

    Национальные парки, резерваты и памятники природы

    урок 4послушайте поющий бархан

    Национальные природные парки открыты для туристов, но по строгим правилам:

    • Баянаульский — 1985, Павлодарская область; знаменит гранитными сопками и скалами (Кемпиртас, Найзатас).
    • Иле-Алатауский — Алматинская область, ущелье Тургень; 43 вида зверей, 138 видов птиц, 1282 вида растений.
    • Алтын-Эмель — Алматинская область; здесь находится памятник природы Поющий бархан.

    Государственные природные резерваты — прежде всего наука: сохранение и восстановление живых организмов. В уроке названы четыре: Акжайык, Ертис орманы, Семей орманы, Иргиз-Тургай.

    Памятники природы: в Казахстане 26 официально зарегистрированных. Среди них — Чарынская ясеневая роща, «Гусиный перелёт», «Малиновый мыс», «Серебряный бор».

    Лайфхак ЕНТПоющий бархан — памятник природы, который находится на территории национального парка Алтын-Эмель. Если спрашивают тип всей территории Алтын-Эмеля — это национальный парк.
    7

    Красная книга Казахстана и эндемики

    урок 4сравните два издания

    Красная книга Казахстана учреждена правительством 16 января 1978 года; первое издание подготовлено при участии зоолога А. А. Слудского.

    • В первом издании — две категории: А — виды под угрозой исчезновения, Б — редкие виды. Внесено 87 видов позвоночных животных, растений не было.
    • Второе издание вышло в 1996 году: рыбы, земноводные и пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие; впервые добавлены растения — 507 видов.
    ГруппаПримеры видов Красной книги Казахстана
    животныеирбис (снежный барс), каракал, лебедь-кликун, красный волк, журавль-красавка
    растенияель тяньшанская, эфедра, можжевельник, разные виды тюльпанов
    Эндемик — вид, который живёт только на определённой, часто небольшой территории и больше нигде не встречается.

    Эндемики Казахстана из урока: сурок Мензбира — самый маленький из сурков, живёт в горах у ручьёв и снежников (назван в честь зоолога Мензбира); селевиния — маленький мышевидный грызун с большими ушами из Бетпак-Далы (назван в честь учёного Селевина); семиреченский лягушкозуб — хвостатое земноводное.

    ИграЭндемик Казахстана или вид из Красной книги, который живёт и в других странах?
    !
    Ловушка ЕНТ

    «Краснокнижный» не значит «эндемик». Ирбис, лебедь-кликун, журавль-красавка, реликтовая чайка — в Красной книге, но живут и за пределами Казахстана. Эндемики — селевиния, сурок Мензбира, семиреченский лягушкозуб. Иногда пишут «сурок Селевина» — такого названия нет: смешаны две фамилии.

    8

    Пестициды: виды и свойства

    урок 10опрыскайте поле

    Пестициды — специально разработанные химические вещества, которые применяют в основном для защиты сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней и сорняков. Их распыляют опрыскивателями и с самолётов (например, «кукурузник»).
    ГруппаКорень словаКого уничтожает
    инсектицидыinsect — насекомоенасекомых-вредителей (саранча), клещей
    фунгицидыfungi — грибыпатогенные грибы — паразитов растений, некоторые бактерии
    гербицидыherb — травасорняки и другие нежелательные растения

    Три свойства пестицидов: токсичность — ядовитость (остатки на плодах опасны, продукты нужно мыть); специфичность — способность поражать только строго определённые организмы-мишени; стойкость — способность не разрушаться и накапливаться в почве, воде и организмах. Самое опасное свойство — стойкость.

    Пестициды — пессимальный (неблагоприятный) фактор, как бескормица, конкуренция, недостаток воды или минеральных веществ. Противоположность — оптимальный фактор.

    Сегодня пестициды стараются заменять биологическим методом: например, в теплице с огурцами выпускают хищников (пауков), которые поедают вредителей, а урожай не трогают.

    Игра 1Какая группа пестицидов нужна против этого вредителя?
    Игра 2Пестицид или нет? Здесь прячутся гормоны.
    !
    Ловушка ЕНТ

    Рядом с пестицидами ставят ауксины, цитокинины, гиббереллины — это гормоны растений, их вырабатывает само растение. Кортикостероиды — гормоны человека и животных. К пестицидам они не относятся.

    !
    Ловушка ЕНТ

    Пестициды защищают растения от насекомых и сорняков. Иногда пишут «от ультрафиолета» — это неверно: от ультрафиолета защищает озоновый слой; пестицидов «от температуры» не бывает.

    9

    ДДТ: широкий спектр действия и стойкость

    урок 10проследите путь ДДТ

    ДДТ — инсектицид, который широко применяли в 1940–1970-х годах (порошок называли «дустом»). На его истории видны два опасных последствия.

    1. Широкий спектр действия. ДДТ убивал не одного вредителя, а множество насекомых, в том числе естественных врагов гусениц капустной и репной белянки. В результате численность белянок не упала, а выросла.

    2. Стойкость. Высокие концентрации ДДТ нашли в печени белых медведей (Арктика) и пингвинов (Антарктида), хотя там нет полей и ДДТ не применяли. Путь: поле → сточные воды → реки → океан → рыба → хищники.

    ЗапомнитеСтойкое вещество не выводится из организма. Хищник съедает много добычи и собирает весь её ДДТ, поэтому концентрация растёт от звена к звену: меньше всего — у растений и водорослей, больше всего — у хищника на вершине цепи.

    Из-за таких последствий во многих странах ДДТ в 1970-х годах запретили.

    !
    Ловушка ЕНТ

    Почему ДДТ нашли у пингвинов? Объясняет стойкость, а не токсичность: пестицид не разрушается и уходит по воде и цепям питания далеко от поля. Почему после ДДТ белянок стало больше? Погибли их естественные враги, а не «гусеницы стали устойчивыми».

    10

    Парниковый эффект и парниковые газы

    уроки 10, 12добавьте газы в атмосферу
    Парниковый эффект — задержка тепла у поверхности Земли газами нижних слоёв атмосферы, прежде всего углекислым газом (CO₂).
    1. 1. Солнечные лучи проходят сквозь атмосферу и нагревают поверхность. Около трети излучения сразу отражается обратно в космос.
    2. 2. Нагретая Земля отдаёт тепло — невидимые тепловые (инфракрасные) лучи.
    3. 3. Парниковые газы, как плёнка теплицы, задерживают часть тепла и возвращают его к Земле.
    4. 4. Чем больше парниковых газов, тем теплее — глобальное потепление.

    Сам по себе парниковый эффект природный: без него средняя температура Земли была бы около −18 °C вместо нынешних примерно +15 °C. Проблема — его усиление деятельностью человека.

    Парниковый эффект открыл Жозеф Фурье в 1824 году, впервые количественно исследовал Сванте Аррениус в 1896 году.

    Основной парниковый газВклад в парниковый эффект
    водяной пар H₂O36–70 % — самый большой
    углекислый газ CO₂9–26 %
    метан CH₄4–9 %
    озон O₃3–7 %
    ИграОсновной парниковый газ или нет?
    !
    Ловушка ЕНТ

    Варианты дают парами: «водяной пар и азот», «угарный газ и кислород», «сернистый газ и метан». Один лишний газ делает пару неверной. Азот и кислород — главные газы воздуха, но парникового эффекта не дают. Верная пара — углекислый газ и метан. Усилению парникового эффекта способствует развитие промышленности и транспорта.

    11

    Озоновый слой и фреоны

    урок 10нажмите на слой атмосферы
    Озоновый слой — тонкий слой атмосферы с повышенным содержанием озона O₃. Он защищает живые организмы от ультрафиолетового излучения Солнца. Находится в стратосфере, поэтому его озон называют стратосферным.

    Что разрушает озоновый слой:

    • хлорфторуглероды (ХФУ), или фреоны, — вещества из холодильников, аэрозолей, чистящих средств;
    • галоны — вещества в наполнителях огнетушителей;
    • запуски космических кораблей;
    • ледяные облака: когда нижние слои атмосферы перегреваются, верхние переохлаждаются, и в холодной стратосфере на ледяных облаках озон разрушается быстрее.

    Слой истончается, появляются озоновые дыры. Через них к Земле проходит больше ультрафиолета: растёт риск ожогов, рака кожи, болезней глаз. Как именно фреоны разрушают озон — во вкладке «Механизм».

    Усиление парникового эффектаРазрушение озонового слоя
    гденижние слои атмосферы (тропосфера)стратосфера
    главная причинаCO₂ от промышленности и транспортафреоны (ХФУ), галоны, запуски ракет
    что меняетсязадерживается больше теплак Земле проходит больше ультрафиолета
    последствияглобальное потепление, таяние ледниковожоги, рак кожи, болезни глаз

    Нажмите на слой атмосферы.

    ИграЭто про парниковый эффект или про разрушение озонового слоя?
    !
    Ловушка ЕНТ

    Озоновый слой — только в стратосфере (не в тропосфере, мезосфере или термосфере; литосфера вообще не слой атмосферы). Озоновая дыра — не причина потепления: она пропускает ультрафиолет, а тепло задерживают парниковые газы.

    12

    Глобальное потепление: причины

    урок 12откуда лишний углекислый газ

    Глобальное потепление — повышение средней температуры климатической системы Земли.

    Факторы, влияющие на климат: изменение газового состава атмосферы; вариации светимости Солнца; вулканические извержения; изменения орбитального движения Земли вокруг Солнца.

    Существует научный консенсус: нынешнее потепление с высокой вероятностью объясняется деятельностью человека — ростом концентрации CO₂ в атмосфере и усилением парникового эффекта. Это антропогенный фактор (не абиотический и не биотический).

    • Сжигание топлива на заводах, фабриках, электростанциях и в автомобилях.
    • Обезлесение — до трети антропогенных выбросов CO₂. Растения поглощают CO₂ и выделяют O₂, то есть служат фильтром воздуха.
    • Сельское хозяйство — около четверти всех парниковых газов.
    ЗапомнитеЧеловек не создал парниковый эффект, а усилил его.
    13

    Глобальное затемнение и солнечная активность

    урок 12устройте извержение
    Глобальное затемнение — постепенное уменьшение количества солнечного света, достигающего поверхности Земли (наблюдалось с начала 1960-х годов).

    Главная причина — пылевые частицы, попадающие в атмосферу при вулканических извержениях и в результате производственной деятельности. Частицы отражают солнечный свет и дают охлаждающий эффект. Частицы оседают быстро, а CO₂ остаётся в атмосфере очень долго, поэтому затемнение лишь на время маскирует потепление.

    Солнечная активность. Светимость Солнца меняется на отрезках от нескольких лет до тысячелетий. Самый выраженный период — 11-летний цикл солнечной активности (цикл Швабе): периодически меняется число солнечных пятен. Длина отдельных циклов бывает немного больше или меньше 11 лет.

    Солнечную активность измеряют с помощью спутников. Термометр показывает температуру воздуха, флюгер — направление ветра.

    !
    Ловушка ЕНТ

    Затемнение — не потепление. Парниковые газы задерживают тепло, пылевые частицы отражают свет и охлаждают. Причина глобального затемнения — пылевые частицы при вулканических извержениях, а не водяной пар, не рост CO₂ и не кислород от фотосинтеза.

    14

    Последствия глобального потепления

    урок 12поднимите температуру
    ПоследствиеЧто происходит
    таяние льдовтают арктические льды и ледники, повышается уровень моря; прибрежным городам грозит затопление
    изменение осадковменяются количество и распределение осадков: ливни, наводнения, засухи
    волны жарыпо сравнению с десятилетиями до 1980 года экстремально жаркая погода случается примерно в 50 раз чаще
    долгосрочныевозможно усиление сейсмической и вулканической активности: тающий лёд перестаёт давить на земную кору

    Социальные последствия. Исследование 2015 года показало, что экономический рост (ВВП) бедных стран сильнее зависит от потепления, чем считалось. Жара связана с ростом конфликтов и насилия. При росте местной температуры на 1–3 °C урожайность в умеренных широтах может немного вырасти, но вместе с теплом распространяются вредители. Для здоровья людей последствия скорее негативные. Изменился образ жизни коренных народов Севера.

    ИграПричина потепления или его последствие?
    !
    Ловушка ЕНТ

    Рост выхлопных газов, вырубка лесов, нарушение круговорота углерода — это причины потепления. Повышение уровня моря — последствие. Слово «долгосрочные» в вопросе — сигнал к ответу «усиление сейсмической активности».

    15

    Киотский протокол

    урок 12лента климатической истории

    Киотский протокол — международное соглашение о сокращении выбросов парниковых газов. Принят в японском городе Киото в 1997 году; до 2012 года был главным мировым соглашением против глобального потепления (позже его сменило Парижское соглашение 2015 года).

    • Развитые страны обязались сократить выбросы парниковых газов.
    • Требования разные для разных стран — по уровню развития экономики.
    • Развивающиеся страны (например, Индия, Бразилия) обязательств по сокращению не брали.
    • Не все страны выполняли протокол: США от него фактически отказались.
    Страна / группаОбязательство на 2008–2012 годы (к уровню 1990 года)
    Евросоюзсократить на 8 %
    Япониясократить на 6 %
    Россиясохранить на уровне 1990 года
    СШАобязательство 7 %, но протокол не ратифицирован
    Индия, Бразилия, Китайбез обязательств по сокращению
    Нажмите на событие на ленте.
    !
    Ловушка ЕНТ

    Место, год и срок: Киото (Япония), 1997, действовал до 2012. «Отказались» — США; «не обязаны сокращать» — бедные развивающиеся страны (Индия, Бразилия). Это две разные группы.

    16

    Экологические проблемы Казахстана и пути решения

    урок 12кто загрязняет воздух города

    В Казахстане развита добывающая и перерабатывающая промышленность. За много лет скопилось более 20 млрд тонн отходов, около трети из них — токсичные. Основные источники: горнодобывающая и горно-перерабатывающая промышленность, чёрная металлургия, нефтехимия, производство стройматериалов.

    ГородВредное производство
    Усть-Каменогорсксвинцово-цинковое
    Шымкентсвинцовое и фосфорное
    Таразфосфорная промышленность
    Актобехромовые предприятия

    Сильнее всего загрязнён воздух над Восточно-Казахстанской, Карагандинской и Павлодарской областями. В городах главный вклад в загрязнение воздуха вносит автомобильный транспорт (выхлопные газы). Уровень загрязнения повышен в 15 городах, среди них Алматы, Шымкент, Тараз, Темиртау. Основные загрязнители: пыль, диоксид серы, диоксид азота, углеводороды, фенол, свинец, сероводород, аммиак.

    Что делается. Чистота окружающей среды — одно из приоритетных направлений Стратегии «Казахстан-2030». Для переработки твёрдых бытовых отходов введены запреты на захоронение на свалках: с 2016 года — ртутьсодержащих ламп и приборов, с 2019 года — пластмассы, макулатуры, картона, бумаги и стекла (отсюда раздельные контейнеры), с 2021 года — строительных и пищевых отходов.

    Игра 1Расставьте запреты на захоронение отходов по годам.
    Игра 2Раздельный сбор: в какой контейнер?
    17

    Вопросы в конце урока

    уроки 4, 10, 12ответьте и переверните
    Типичные вопросы ЕНТЭти вопросы разбирают в конце уроков. Ответьте мысленно и переверните карточку.

    Модели и схемы упрощены для обучения, значения в симуляции учебные.