6.-9. třída

Modelování přechodu saharského prachu nad Českou republikou

Tematický celek RVP DATA, INFORMACE A MODELOVÁNÍ
Očekávané výstupy žák vymezí problém a určí, jaké informace bude potřebovat k jeho řešení; situaci modeluje pomocí grafů, případně obdobných schémat; porovná svůj navržený model s jinými modely k řešení stejného problému a vybere vhodnější, svou volbu zdůvodní
Očekávané výstupy ŠVP žák dokáže popsat problém podle nastavených kritérií a na základě dodaných podkladů určí, jaké informace bude potřebovat k jeho řešení; k modelování problému používá grafické znázornění a práci s mapou

Motivace

Na přelomu března a dubna 2024 zasáhla většinu území České republiky epizoda transportu saharského písečného prachu. Tento fenomén, viditelný jak na satelitních snímcích, tak v měřeních pozemních monitorovacích stanic, vedl k vyhlášení smogových situací v různých regionech. Cílem této aktivity je analyzovat koncentrace prachových částic PM10 a PM2,5 v ovzduší pomocí dat z amatérských senzorů a vizualizovat šíření prachu nad Českou republikou.

Co je saharský prach a jak se dostane do Evropy?

Saharský prach se skládá z jemných částic písku a minerálů, které jsou vyneseny do atmosféry silnými větry v oblasti Sahary. Tyto částice mohou být neseny tisíce kilometrů a při vhodných meteorologických podmínkách zasahovat Evropu. Během epizody mezi 30. 3. a 2. 4. 2024 došlo k masivnímu transportu těchto částic do střední Evropy, což vedlo ke zhoršení kvality ovzduší.

Úkol

Na základě dat z amatérských senzorů analyzujte příchod saharského prachu do různých částí České republiky a vytvořte graf zobrazení průběhu koncentrací PM10 a PM2,5.

Pracovní postup

  1. Stáhněte si soubor dataset.zip s daty z amatérských senzorů. Soubor rozbalte.
  2. Prohlédněte si soubor otevřených dat ze 13 měst -- amatérských senzorů sítě Sensor.Community z 29. 3. - 2. 4.2024, tedy času přechodu saharského písku. Pro snazší orientaci můžete použít naši mapu.
  3. Data jsou ve formátu .csv: sensor_id: číslo senzoru na mapě, sensor_type: SDS011 nebo SPS30, location: šířka a délka, timestamp: datum a čas, P0 ... P4: koncentrace částic v µg/m³, kde P1 = PM10 a P2= PM2,5 a N: počty částic.
  4. Otevřete soubor *.csv z libovolného města v nástroji CSV Plot (https://www.csvplot.com/).
  5. Na osu Y přidejte P1 (to jsou hodnoty koncentrací částic PM10 -- odpovídající saharskému prachu) a na osu X přidejte timestamp, tedy čas.
  6. Jak dlouho postupovalo znečištění saharským prachem přes město? Zaměřte se na poklesy a potom na nárůsty koncentrací. Kdy k těmto poklesům a nárůstům docházelo? Dokázali byste vysvětlit proč?
  7. V jaký den a v kolik hodin došlo ve městě k finálnímu výraznému poklesu částic PM10 z vysokých koncentrací až na nízké? Proč se tak stalo?
  8. Diskutujte možné důsledky zvýšených koncentrací prachu na zdraví obyvatel a kvalitu ovzduší.

Otázky k diskusi

  • Jak dlouho trvala celá epizoda a jak v jejím průběhu vzrůstala a pak klesala koncentrace částic PM10 saharského prachu na různých senzorech po celé České republice?
  • Kdy na senzorech ustaly vysoké koncentrace částic PM10 a čím to bylo způsobeno?
  • Jaká velikost částic byla na amatérských senzorech dominantní? Větší PM10, nebo menší PM2,5?
  • Jak se mohly lišit koncentrace prachu v městských a venkovských oblastech?
  • Jaké jsou zdravotní dopady vdechování jemných prachových částic?
Cíl splněn: Žáci porozumějí procesu transportu saharského prachu, naučí se analyzovat reálná data z českého prostředí a získají představu o důsledcích vysokých koncentrací PM10 a PM2,5 na zdraví populace a životní prostředí.

Poznámka pro pedagogy

Nejprve bude nutné objasnit některé pojmy, jako jsou částice PM10 a menší, a ověřit, zda žáci správně chápou princip přenosu prachu na velké vzdálenosti a související meteorologické podmínky. S tím vám pomůže tato stránka.

Pracovní list pro modelování přechodu saharského prachu nad Českou republikou