Кухонна наука

Останніми роками у розмовах про погоду ми постійно вживаємо префікс «най»: найтепліші, найсильніші, найчастіші. Такими звичними вже стали урагани, повені, посухи, зникнення деяких видів рослин і тварин, нові захворювання, затоплені суходоли та кліматичні біженці. У новинах регулярно чуємо про впевнений поступ цих вісників Апокаліпсису. Журналісти й екоактивісти навмисне перебільшують і переоцінюють окремі факти, виправдовуючи це тим, що тільки через алармістські та емоційні заклики можна привернути увагу до проблеми.

Але через такі перебільшення й маніпуляції (як із маленькою Ґретою) проблема клімату маргіналізується або перетворюється на страшилку на кшталт «ми всі помремо». Страх вбиває раціо й конструктивізм, лякаючи людей, що, зрештою, робить їх пасивними і нездатними діяти. Поширена реакція — позиція, що нічого вже не можна вдіяти і що жодним чином не вплинути на погодні зміни.

Ось яскравий приклад дуже поширених помилкових суджень, які не мають наукового підґрунтя. Зупинка промислових потужностей під час пандемії COVID-19 із відповідним зменшенням викидів парникових газів в атмосферу та аномально холодний травень в Україні 2020-го дали декому привід помилково припустити наявність причинно-наслідкового зв'язку між цими подіями. Людям властиво робити швидкі неправильні висновки на підставі «швидкого» автоматичного мислення, відчуттів і попереднього досвіду.

А що ж насправді демонструють наукові факти і вимірювання? Незважаючи на істотне — на 17% — зниження під час пандемії глобальних викидів CO2, рівень двоокису вуглецю в земній атмосфері, згідно з вимірюваннями, які проводять у погодній обсерваторії Мауна-Лоа (Mauna Loa Observatory —MLO) на вершині вулкану Мауна-Лоа, сягнув чергового рекордного рівня — 417.1 ppm. Такі дані оприлюднили вчені NOAA (Національного управління океанічних і атмосферних досліджень США) та Інституту океанографії ім. Скріппса (Каліфорнія) 4 червня 2020-го (рис. 1). Вчені кажуть, що результат від значного зменшення (або повного припинення) викидів ми зможемо помітити лише за десятиліття. Навіть у разі повного припинення викидів CO2 процес повернення до доіндустріальних показників триватиме сотні років.

Рис. 1. Ряди двоокису вуглецю на Мауна-Лоа

ZN.UA

І зараз ми дивимося хіт-парад «найтепліших» спостережень, порівняно з періодом 1981—2010. Хоча як в Україні, так і в Європі ми мали аномально холодний травень (див. рис 2), глобальна температура у травні 2020-го на 0.63°C перевищувала середню глобальну температуру травнів у 1981—2010 роках, що дало йому право посісти перше місце серед найтепліших травнів в історії спостережень. Тож коли холодно — це зовсім не означає, що глобальна температура знижується, відчуття можуть вводити в оману. При цьому наступний місяць, червень 2020-го, за температурними показниками, на 0.53°C перевищує дані відповідних спостережень для червнів 1981—2010, що всього на 0.01°C холодніше від рекордсмена — «червня 2019 року». Але червень 2020-го для Європи характеризується не тільки температурною аномалією, а й опадами та повенями з показниками, вищими за середні.

Рис. 2. Відхилення поверхневої температури повітря у травні 2020-го відносно середньої температури травня за період 1981—2010 рр.

А що пересічна людина знає про клімат Землі, який так швидко змінюється? Ми всі помремо — чи просто стане тепліше, і ми будемо висаджувати ананаси коло хати, а може — зупиниться Гольфстрім і ми, навпаки, замерзнемо? Що нам про це кажуть у школі?

Покоління дітей, які зараз навчаються у школі, за своє життя відчує стрімкі зміни клімату. Це покоління отримало у спадок тягар уже незворотних змін, із якими їм доведеться жити й постійно адаптуватися. Тому для них життєво важливо розуміти головні кліматоутворюючі фактори, їх зміни, причинно-наслідкові зв’язки, власну відповідальність і потребу бодай якогось плану дій.

У ООН з питань освіти, науки і культури (ЮНЕСКО) доволі гучно заявили про створення і впровадження в освітні програми в усьому світі такого предмета як «кліматична освіта». Було запущено масштабний міжнародний проєкт Office for Climate Education (OCE), мета якого — створення інструментів для розуміння і дії, а також раціонального підходу до обробки нових даних та ідей. Цей проєкт реалізується в рамках наукової освіти, в якій критичне мислення та можливість аналізувати й інтерпретувати дані є одними з найважливіших навичок. Запропонована OCE програма складається з кількох частин, від наукового розуміння процесів — до конкретних дій і соціальної відповідальності.

Наочне розуміння глобальних фізичних процесів із допомогою простого кухонного приладдя набуло у світі дуже великої популярності. Кількість праць із педагогіки під загальною назвою «кухонна наука», коли з допомогою простих підручних речей ми можемо унаочнювати глобальні феномени та робити моделі різних явищ, постійно зростає.

Ось дуже простий експеримент із «кухонної науки»: треба з’ясувати, в якій воді кубик льоду розтане швидше: у прісній чи в морській (солоній) при кімнатній температурі? Якщо перед демонстрацією досліду запитати аудиторію, то зазвичай більшість відповість, що в солоній, бо на прикладі власного досвіду згадає, що сіллю посипають лід на вулицях і що солоні водойми не замерзають... Але дослід допомагає проаналізувати процес танення й побачити, що в солоній воді крижина тане, утворюючи шар холодної прісної (і тому легшої) води на поверхні, а в прісній воді холодна вода з крижини занурюється на дно, і таким чином сама крижина оточена більш теплою прісною водою, що прискорює її танення.

Рис. 3. Експеримент із таненням льоду у прісній та солоній воді

Ще один із вдалих прикладів «кухонної науки» — проєкт, розроблений у MIT (Массачусетському технологічному інституті), який має назву «Погода в лабораторному басейні» (weather in tank). Мета проєкту — пов’язати демонстрації в обертовому басейні з льодом та фарбованими течіями з глобальними планетарними феноменами (як в океанах, так і атмосфері) і фізичними явищами. Такий собі океан у каструлі (див.рис. 4).

З допомогою відерця з льодом можна відтворювати крижану Арктику або Антарктику, відстежувати вплив обертання на течії, спричинений різницею в густині, дивитися, як холодні фарбовані потоки води (що в даному разі є моделлю повітряних мас) можуть заходити в помірні широти, а теплі маси піднімаються від уявного екватора в напрямку полюсів. Це все можна фіксувати на камеру, яка обертається разом із лотком, аналізувати, змінювати швидкість обертання і характеристики рідини з допомогою нагрівання/охолодження та додавання сольових розчинів.

Програму кліматичної освіти, запропоновану OCE, разом із проєктом від MIT «Погода в лабораторному басейні» підтримує Національний центр «Мала академія наук України», що є центром ЮНЕСКО. Програма адаптується для українських школярів і має на меті дати учням розуміння фізики океанських та атмосферних явищ і необхідності вивчати природничі науки. Також діти мають дізнатися про уразливість і можливі небезпеки, які чатують на їхні власні країни, про соціальну нерівність, що можлива у зв’язку з кліматичними змінами, та про кліматичну справедливість. Нарешті, учні виявлять, що в багатьох місцях світу вже є багато людей, які вживають заходів для пом’якшення й адаптації до змін клімату, і тоді вони мають вирішувати, що робити їм.

Рис. 4. Демонстрація загальної атмосферної циркуляції в обертовому басейні в «Малій академії наук». Всередині басейну— відерце з льодом, що є моделлю Арктичної області. Червона фарба — потоки теплого повітря з екваторіальних зон, а блакитна — холодні арктичні маси. Ми бачимо, як холодні «язики» з полюсів формують стійкі холодні зони попереду теплих червоних атмосферних мас, що якісно схоже на спостереження температури на рис. 2.

Саме освіта є одним із найефективніших елементів глобальної реакції на зміну клімату та інші виклики людству. Через освітні програми, знання і критичне мислення ми можемо знаходити відповіді та формувати спільний план дій і адаптуватися до тенденцій, пов'язаних зі швидкими змінами клімату.