Lesson 3.3Christchurch: Air Temperature in NormalYears

Ocean, Atmosphere, and ClimateLesson Guides

Lesson 3.3

© The Regents of the University of California

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Ocean, Atmosphere, and Climate—Lesson 3.3—Activity 3

Investigating the Effect of Changing Winds

What Happens When Prevailing Winds Change?

Use the Sim to learn more about how changes to the prevailing winds can affect the amount of energy in the air.

Launch the Ocean, Atmosphere, and Climate Sim, go to Wind Map mode, and select SURFACE for Temperature View. Press PLAY to observe the currents, and then read about the two missions:

Mission 1: Find a location that has a warm ocean current passing by. Make a change to the wind so the air temperature of the location becomes cooler.

Mission 2: Find a location that has a cold ocean current passing by. Make a change to the wind so the air temperature of the location becomes warmer.

Mission Planning

Each partner will make a plan to complete one of the missions. Tell your partner about the Sim mission you plan to complete:

• Where will you place your sensor?

• What changes will you make to the wind?

I will complete (Mission 1 / Mission 2). (circle one)

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Ocean, Atmosphere, and Climate—Lesson 3.3—Activity 3

Investigating the Effect of Changing Winds (continued)

Once you have a plan, complete the mission you agreed on. Follow these steps, record your data, and finally, answer the questions on the next page about your results.

1. Place your sensor on the location you selected. Press PLAY if you paused the Sim.

2. Wait for the air temperature to stabilize.

3. Record the Initial Air Temperature.

4. Make a change to the wind.

5. Wait for the air temperature to stabilize again.

6. Record the Changed Air Temperature.

7. Share your results with your partner.

8. If your mission was not successful, make a new plan and try again.

9. Answer the questions on the next page.

Location (latitude/longitude)

Initial air temperature (ºC) (after it’s stable)

Changed air temperature (ºC)

What changes did you make in order to complete this mission?

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Ocean, Atmosphere, and Climate—Lesson 3.3—Activity 3

What change did you finally make that changed the air temperature of your location?

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State which mission you completed, and then answer this question:

Why did changing the wind affect the air temperature?

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Investigating the Effect of Changing Winds (continued)

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Ocean, Atmosphere, and Climate—Lesson 3.3—Activity 4

Homework: Reading “Deep Ocean Currents: Driven by Density”

You have learned a lot about how wind and energy affect ocean currents. To learn more about ocean currents, read and annotate the article “Deep Ocean Currents: Driven by Density.” Then, answer the questions below.

What causes the movement of deep ocean currents?

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How does water sink to the bottom of the ocean and then rise to the surface again?

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Active Reading Guidelines

1. Think carefully about what you read. Pay attention to your own understanding.

2. As you read, annotate the text to make a record of your thinking. Highlight challenging words and add notes to record questions and make connections to your own experience.

3. Examine all visual representations carefully. Consider how they go together with the text.

4. After you read, discuss what you have read with others to help you better understand the text.

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Deep Ocean Currents: Driven by DensityOn the surface of the ocean, prevailing winds move water all over the planet, forming ocean currents that can carry everything from ships to sea turtles all over the world. However, the part of the ocean that’s moved around by the wind is really only the top 300 meters (984 feet) or so—and since the ocean is an average of 3.7 kilometers (2.3 miles) deep, the layer where currents are driven by the wind is actually very thin! Water in the deep ocean travels a different path.

Currents on the ocean’s surface are driven by wind. However, currents in the deep ocean are caused by differences in the temperature and density of the water.

The motion of currents in the deep ocean is caused by differences in the water’s temperature and density in different places. Density is the amount of matter in a certain space. Water that is very dense has a lot of water molecules and bits of salt packed closely together. Water that is less dense has fewer water molecules and fewer bits of salt in the same amount of space. Dense water is heavier than water that is less dense, so it sinks. That sinking water pushes other water out of the way, which pushes more water out of the way, and so on. Once the water gets moving, it’s hard to stop. This process moves water all over the planet, but it takes a very long time—a complete trip around the world takes about 1,000 years!

The pattern of surface and deep-ocean currents is called the Global Conveyor Belt. The Global Conveyor Belt begins with surface ocean currents carrying warm water from the equator, where it has absorbed a lot of energy from the sun, to the chilly waters of the North Atlantic,

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which don’t get as much energy from the sun. Water from the equator is salty because heat from the sun causes some of the water there to evaporate, leaving salt behind. However, that salty water doesn’t sink yet. Because it’s warm, it isn’t very dense. When that warm, salty water gets to the poles, it cools down and gets much denser. It also becomes even saltier than it was before—when sea water near the poles freezes into ice, it leaves salt behind, which gets mixed into the surrounding water. The combination of added salt and cold temperatures makes the water very dense, and it sinks to the bottom of the ocean.

Once the water reaches the bottom of the Atlantic, it takes a long, slow trip around the world—back down to Antarctica, into the Indian Ocean or around Australia and into the Pacific, where it approaches the equator and starts to rise to the surface once it begins to warm up. Eventually, it makes its way back through the Indian Ocean to the Atlantic, where it begins the whole process again. Over time, all of the water in the ocean makes this trip and cycles between the dark depths and the sunny, windy surface.

The Global Conveyor Belt carries cool water south from Greenland to Antarctica and into the Indian and Pacific Oceans. In those places, the water warms and rises to the surface, where it begins its journey back to the beginning of the cycle.

H2 Deep Ocean Currents: Driven by Density

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Océano, atmósfera y clima—Lección 3.3—Actividad 3

Investigar el efecto de los vientos cambiantes

¿Qué pasa cuando cambian los vientos dominantes?

Usa la Simulación para aprender más sobre cómo cambios a los vientos dominantes pueden afectar la cantidad de energía en el aire.

Inicia la Simulación Océano, atmósfera y clima, abre el modo “Wind Map” (mapa de vientos), y selecciona “SURFACE” (superficie) para “Temperature View” (vista de la temperatura). Oprime “PLAY” (reproducir) para observar las corrientes, y luego lee sobre las dos misiones:

Misión 1: Encuentra un lugar por el que esté pasando una corriente oceánica cálida. Haz un cambio al viento para que la temperatura del aire del lugar se vuelva más fresca.

Misión 2: Encuentra un lugar por el que esté pasando una corriente oceánica fría. Haz un cambio al viento para que la temperatura del aire del lugar se vuelva más cálida.

Planear las misiones

Cada compañero/a hará un plan para completar una de las misiones. Cuéntale a tu compañero/a acerca de la misión de la Simulación que planeas completar:

• ¿Dónde pondrás tu sensor?

• ¿Qué cambios le harás al viento?

Yo completaré (Misión 1 / Misión 2). (encierra una en un círculo)

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Océano, atmósfera y clima—Lección 3.3—Actividad 3

Investigar el efecto de los vientos cambiantes (continuación)

Una vez que tengas un plan, completa la misión que acordaste. Sigue estos pasos, apunta tus datos, y para terminar, contesta las preguntas en la próxima página acerca de tus resultados.

1. Pon tu sensor en el lugar que seleccionaste. Oprime “PLAY” (reproducir) si habías pausado la Simulación.

2. Espera a que la temperatura del aire se estabilice.

3. Apunta la Temperatura Inicial del Aire.

4. Hazle un cambio al viento.

5. Espera a que la temperatura del aire se estabilice otra vez.

6. Apunta la Temperatura del Aire Cambiada.

7. Comparte tus resultados con tu compañero/a.

8. Si tu misión no fue exitosa, haz un nuevo plan e intenta de nuevo.

9. Contesta las preguntas de la siguiente página.

Lugar (latitud/longitud)

Temperatura inicial del aire (ºC) (después de estabilizarse)

Temperatura del aire cambiada (ºC)

¿Qué cambios hiciste para poder completar esta misión?

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Océano, atmósfera y clima—Lección 3.3—Actividad 3

¿Qué cambio hiciste finalmente para que cambiara la temperatura del aire de tu lugar?

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Afirma cuál misión completaste y luego contesta esta pregunta:

¿Por qué fue que cambiar el viento afectó la temperatura del aire?

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Investigar el efecto de los vientos cambiantes (continuación)

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Océano, atmósfera y clima—Lección 3.3—Actividad 4

Tarea: leer “Las corrientes oceánicas profundas: conducidas por densidad”

Has aprendido mucho sobre cómo el viento y la energía afectan las corrientes oceánicas. Para aprender más sobre las corrientes oceánicas, lee y añade apuntes al artículo “Las corrientes oceánicas profundas: conducidas por densidad”. Luego, contesta las siguientes preguntas.

¿Qué causa el movimiento de las corrientes oceánicas profundas?

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¿Cómo es que el agua se hunde al fondo del océano y luego sube a la superficie de nuevo?

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Pautas de la Lectura Activa

1. Piensa cuidadosamente sobre lo que lees. Presta atención a tu propia comprensión.

2. Mientras lees, añade apuntes al texto para tener un registro de tus ideas. Destaca las palabras difíciles, y agrega notas para apuntar tus preguntas y hacer conexiones con tu propia experiencia.

3. Examina cuidadosamente todas las representaciones visuales. Considera cómo se relacionan con el texto.

4. Después de leer, discute lo que leíste con otros/as estudiantes para ayudarte a comprender mejor el texto.

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Las corrientes oceánicas profundas: conducidas por densidad H1

Las corrientes oceánicas profundas: conducidas por densidadEn la superficie del océano, vientos dominantes mueven el agua por todo el planeta, formando corrientes oceánicas que pueden llevar de todo, desde barcos a tortugas marinas, a todas partes del mundo. Sin embargo, solo los primeros 300 metros (984 pies) bajo la superficie, más o menos, forman la parte del océano que es movida de un lado a otro por el viento. Como el océano tiene una profundidad promedio de 3.7 kilómetros

Las corrientes en la superficie del océano son conducidas por el viento. Sin embargo, las corrientes en la profundidad del océano son causadas por diferencias en la temperatura y la densidad del agua.

(2.3 millas), ¡la capa donde las corrientes son conducidas por el viento es en realidad mínima! El agua en la profundidad del océano viaja por un sendero diferente.

El movimiento de las corrientes en el océano profundo es causado por las diferencias en la temperatura y la densidad del agua en lugares diferentes. La densidad es la cantidad de materia en un espacio determinado. El agua que es muy densa contiene muchas moléculas de agua y pedacitos de sal amontonados muy juntos. El agua menos densa contiene menos moléculas de agua y menos pedacitos de sal en la misma cantidad de espacio. El agua densa es más pesada que el agua menos densa, así que se hunde. Esa agua que se hunde empuja otra agua fuera de su camino, la cual empuja más agua fuera de su camino, y así sucesivamente. Una vez que el agua empieza a moverse es difícil que pare. Este proceso mueve agua por todo el planeta, pero demora muchísimo. ¡Un viaje completo alrededor del mundo demora como 1,000 años!E

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H2 Las corrientes oceánicas profundas: conducidas por densidad

El patrón de corrientes en la superficie y en la profundidad del océano se llama la Cinta Transportadora Oceánica. La Cinta Transportadora Oceánica comienza con corrientes en la superficie del océano llevando agua cálida del ecuador, donde ha absorbido mucha energía del sol, a las frías aguas del Atlántico Norte, las cuales no obtienen tanta energía del sol. El agua del ecuador es salada porque el calor del sol causa que parte del agua se evapore, dejando la sal. Sin embargo, esta agua salada no se hunde aún. Ya que está cálida, no es muy densa. Cuando esa agua cálida y salada llega a los polos, se enfría y se vuelve mucho más densa. También se vuelve todavía más salada de lo que era antes: Cuando el agua del océano cerca de los polos se congela y se vuelve hielo, deja atrás la sal, la cual se mezcla

con el agua a su alrededor. La combinación de sal adicional y temperaturas frías hace que el agua se vuelva muy densa, y así se hunde al fondo del océano.

Una vez que el agua alcanza el fondo del Atlántico, emprende un largo y lento viaje alrededor del mundo: de regreso a la Antártida, al Océano Índico o alrededor de Australia y hacia el Pacífico, donde se aproxima al ecuador y comienza a subir a la superficie una vez que empieza a calentarse. Eventualmente, regresa a través del Océano Índico al Atlántico, donde comienza de nuevo todo el proceso. Con el tiempo, toda el agua en el océano hace este viaje y circula entre las oscuras profundidades y la soleada y ventosa superficie.

La Cinta Transportadora Oceánica lleva agua de temperatura fresca hacía el sur, desde Groenlandia a la Antártida y a los océanos Índico y Pacífico. En aquellos lugares, el agua se calienta y sube a la superficie, donde comienza su viaje de vuelta al inicio del ciclo.

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