Уровень развития свойств внимания (объем, устойчивость, концентрация) у младших школьников
В статье раскрыто понятие внимания как психический процесс, представлены результаты диагностики свойств внимания (устойчивость, объем и концентрация) у младших школьников.
Ключевые слова: внимание, свойства внимания у младших школьников, диагностика, развитие внимания, младший школьный возраст, устойчивость внимания, объем внимания, концентрация внимания.
Внимание является психическим процессом, с помощью которого человек познает окружающий мир. О внимании и его роли говорится практически в каждом учебнике по психологии.
Внимание определяется направленностью и сосредоточенностью психики на определенных объектах. Благодаря работе внимания человек выбирает из всего огромного потока информации, идущей из окружающего мира, ту, которая имеет для него интерес, значение и важность.
Сознание человека все время направлено на что-либо определенное, конкретное.
Внимание — важное условие успеха познания человеком окружающей действительности, поскольку оно обеспечивает полноту и глубину восприятия, активность мышления, концентрацию волевых усилий на познание того или иного объекта, явления. Внимание также осуществляет функцию регуляции и контроля за процессом и результатом деятельности [2].
Особенности внимания диагностируют при зачислении ребенка в школу, при отборе в профессиональной деятельности, а также для объяснения текущего психического состояния человека. Нередко вниманием объясняются успехи в деятельности, а невниманием — ошибки.
Ниже рассмотрим те свойства внимания, которые мы исследовали в нашей работе, а именно: объем, устойчивость и концентрация.
– объем внимания характеризуется одновременным восприятием определенного количества объектов (явлений), на которое направлено внимание человека; некоторые психологи не рассматривают объем внимания как самостоятельное свойство, а как показатель концентрации
– устойчивость внимания длительность сосредоточения на объектах (явлениях)
– концентрация (еще называют сосредоточенностью) внимания проявляется в отвлечении от всего постороннего, в приостановлении не первостепенной деятельности и теснейшим образом связанная с интенсивностью внимания, которая является основой помехоустойчивости [5]
Для удержания внимания для решения поставленных задач на уроках, от младших школьников требуется ряд некоторых усилий воли и организации высокой мотивации.
Внимание детей младшего школьного возраста, в отличие от внимания взрослого, обладает низким уровнем устойчивости (10–15 минут), низким объемом (2–3 единицы), слабым распределением, неразвитым переключением. У детей данной возрастной категории преобладает непроизвольное внимание. Отмеченные особенности свойств внимания стоит учитывать в процессе обучения, развития и воспитания младших школьников. Преподавание в начальных классах должно быть, безусловно, интересным, эмоционально окрашенным, с широким применением наглядного и демонстрационного учебного материала. В младших классах, в частности первом и втором, необходима частая смена вида деятельности, примерно через каждые 10–15 минут, материал для учащихся необходимо подбирать с учетом возрастных особенностей, восприятие которого не требует очень высокого уровня распределения внимания. Внимание младших школьников обычно привлекает что-то новое, но при этом необходимо, чтобы была взаимосвязь между новой информацией и тем, с чем они уже знакомы.
Совершенствование свойств внимания — это и есть развитие внимания. Различают следующие свойства внимания: объем, концентрация, устойчивость, переключаемость и распределение.
В ГБПОУ ЗКНО г. Москвы мы провели диагностику свойств внимания у младших школьников. В нем приняли участие ученики 3 класса в возрасте от 9 до 10 лет.
Применение экспериментальных методов диагностики дает возможность повысить точность оценки интересующих свойств внимания у младших школьников.
Проведенный анализ методик для проведения диагностики свойств внимания у младших школьников показал, что целая группа методик имеет один стимульный материал и схожую организацию опыта, при этом разные методики в такой группе направлены на диагностику разных свойств внимания.
Одним из важных принципов является корректно подобранная методика для психодиагностики, которая вполне интеллектуально доступна и не слишком проста для того, чтобы оценить реальный фактический уровень психического развития ребенка.
Методики, подобранные для диагностики свойств внимания у младших школьников:
– для исследования устойчивости внимания у младших школьников «Тест переплетенных линий» [4].
– для исследования объема внимания у младших школьников «Запомни и расставь точки»
– для исследования концентрации внимания у младших школьников «Тест Пьерона-Рузера»
Результаты проведенных исследований свойств внимания у младших школьников представлены в табл. 1.
Таблица 1
Результаты диагностики свойств внимания умладших школьников
№п/п | Испытуемые | Устойчивость внимания (баллы/уровень) | Объем внимания (баллы/уровень) | Концентрация внимания (баллы/уровень) |
1 | Алина К. | 15/средний | 10/очень высокий | 5/низкий |
2 | Алина С. | 13/низкий | 7/средний | 3/очень низкий |
3 | Анна П. | 15/высокий | 10/очень высокий | 5/низкий |
4 | Александра Д. | 7/средний | 9/высокий | |
5 | Александра С. | 12/низкий | 10/очень высокий | 3/очень низкий |
6 | Кристина Д. | 15/высокий | 10/очень высокий | 4/низкий |
7 | Любовь Г. | 15/очень высокий | 10/очень высокий | 8/высокий |
8 | Мария Г. | 15/очень высокий | 5/низкий | 6/средний |
9 | Александр У. | 15/очень высокий | 10/очень высокий | 6/средний |
10 | Алексей Г. | 15/средний | 9/высокий | 6/средний |
11 | Влад Р. | 12/низкий | 5/низкий | 5/низкий |
12 | Дмитрий В. | 15/высокий | 8/высокий | 5/низкий |
13 | Дмитрий Г. | 14/средний | 9/высокий | 5/низкий |
14 | Дмитрий Д. | 15/средний | 5/низкий | 5/низкий |
15 | Игорь М. | 14/средний | 10/очень высокий | 5/низкий |
16 | Константин Ф. | 15/очень высокий | 10/очень высокий | 4/низкий |
17 | Максим Н. | 15/высокий | 8/высокий | 8/высокий |
18 | Мирон С. | 15/высокий | 9/высокий | 5/низкий |
19 | Михаил А. | 15/очень высокий | 10/очень высокий | 7/средний |
20 | Станислав Г. | 13/низкий | 8/высокий | 4/низкий |
В табл. 1 показатели устойчивости внимания в баллах одинаковые, но при определении уровня значения различны, это связано с интерпретацией данных, учитывается не только корректное выполнение задания, но и его скорость.
По представленным данным в табл.1 видно, что уровень развития свойств внимания у одного и того же испытуемого разный, что совпадает с теориями возрастного развития внимания у младших школьников. Так, например, очень высокий уровень показателя объема внимания, не предполагает такой же уровень по остальным свойствам внимания.
Для наглядности в табл. 2 представим средние показатели развития свойств внимания у младших школьников по группе в целом.
Таблица 2
Средние показатели развития свойств внимания умладших школьников
Устойчивость внимания | Объем внимания | Концентрация внимания | |||
баллы | уровень | баллы | уровень | баллы | уровень |
14,4 | средний | 8,5 | высокий | 5,4 | низкий |
По результатам проведенного нами исследования, можно констатировать средний уровень устойчивости внимания по группе.
Данное свойство хорошо развивается в учебной деятельности. Объем внимания у младших школьников на достаточно высоком уровне развития, что вполне объяснимо к концу третьего классе. Концентрация внимания на низком уровне. Вообще, к концу третьего года обучения в школе, младшие школьники уже способны сосредоточить свое внимание на более продолжительное время, которое будет позволять выполнять в полном объеме задание, более того, школьники уже способны сосредотачиваться на нескольких действиях одновременно. Эта проблема несет в себе сложности обучения в школе.
Представленные данные проведенных исследований имеют отношение непосредственно к данной группе испытуемых.
Подводя итог нашей работы, можно сделать вывод, что свойства внимания в большей степени независимы друг от друга. Внимание с высоким уровнем развития в одном отношении может быть не очень в другом.
Литература:
1. Добрынин Н. Ф. О теории и воспитании внимания. М.: ЧеРо, 2001. 533 с.
2.
Макарова К. В., Таллина О. А. Психология человека. М.: Прометей, 2011. 160 с.
3. Рубинштейн С. Л. Основы общей психологии. 2-е изд. СПб.: Питер, 2002. 720 с.
4. Шадриков В. Д. Диагностика познавательных способностей. Методика и тесты. М.: Альма Матер, 2009. 533 с.
5. Шадриков В. Д., Мазилов В. А. Общая психология. М.: Юрайт, 2018. 411 с.
Основные термины (генерируются автоматически): школьник, внимание, свойство внимания, концентрация внимания, устойчивость внимания, младший школьный возраст, объем, уровень, высокий уровень развития, психический процесс.
устойчивость, сосредоточенность, объем, переключаемость, распределение, интенсивность, рассеянность.
Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1515
Рисунок 6. Качества внимания.
Характеризуя внимание, различают степень его концентрированности (сосредоточенность), которая определяет такую величину как объем внимания, его интенсивность (или напряженность), распределение внимания, его устойчивость или отвлекаемость, переключение внимания.
Противоположностью внимания является рассеянность.
Устойчивость внимания — свойство внимания, проявляющееся в способности в течение длительного времени сохранять состояние внимания на каком-либо объекте, предмете деятельности, не отвлекаясь и не ослабляя внимание.
Устойчивость внимания не означает направленности его все время на один и тот же объект. Объекты действий и сами действия могут меняться (и чаще всего они действительно меняются), но постоянным должно оставаться общее направление деятельности. Об устойчивом внимании говорят, когда человек длительно поглощен каким-либо делом, подчиненным одной задаче.
Физиологически устойчивость внимания означает, что очагами оптимальной возбудимости последовательно являются те участки коры головного мозга, которыми регулируются действия, являющиеся звеньями одной деятельности.
Одно из важных условий устойчивости внимания – разнообразие впечатлений или выполняемых действий. Все однообразное быстро снижает внимание.
При длительном воздействии одного и того же раздражителя возбуждение в силу отрицательной индукции вызывает в том же участке коры торможение, а это и служит физиологической основой снижения внимания. Трудно удерживать внимание в течение продолжительного времени на чем-то одном. Если же происходит смена объектов или выполняемых действий, внимание долго сохраняется на высоком уровне. Чтобы длительно удерживать внимание на чем-то одном, надо все время вскрывать в одном и том же все новые и новые стороны, ставить по отношению к нему разные вопросы, выполнять разные действия, подчиненные той общей цели, которая преследуется.
Чтобы быть внимательным, особенно важно выполнять какие-либо действия с предметом. Это поддерживает деятельное состояние коры мозга, необходимое для сохранения оптимальной возбудимости отдельных ее участков, что характерно для внимания.
Большое значение имеют внешне выраженные практические действия с предметами, оперирование ими. Это способствует разнообразию получаемых впечатлений, более полному, разностороннему ознакомлению с предметом, лучшему его восприятию.
Велико значение и внутренней, мыслительной деятельности, которая должна быть направлена на решение таких задач, содержание которых требует наилучшего отражение объекта внимания. Постановка внутри одной и той же все новых и новых частных задач и активные попытки решать их – одно из важнейших условий устойчивости внимания.
Даже при выполнении простых и многократно повторяющихся действий внимание может длительно сохраняться, если оно все время поддерживается такими раздражителями, которые каждый раз требуют выполнения определенного действия.
Состоянием, противоположным устойчивости внимания, является его отвлекаемость. Ее физиологическая основа – или внешнее торможение, вызванное посторонними раздражителями, или внутреннее торможение как результат однообразия деятельности или продолжительного действия одних и тех же раздражителей.
Отвлекающее действие посторонних раздражителей зависит от характера этих раздражителей и их отношения к тому, на что направлено внимание.
Однородные раздражители, т.е. сходные с теми, на которых сосредоточено внимание, оказывают более отвлекающее действие, чем разнородные раздражители. Зрительные раздражения, например, в случае необходимости реагировать на какое-либо зрительное впечатление оказывают более тормозящее действие, чем в том случае, когда во время действия посторонних зрительных раздражений надо реагировать на слуховые раздражители.
Важное значение имеет характер деятельности, требующей к себе внимания. Восприятие, например, меньше страдает от действия посторонних раздражителей, чем мыслительная деятельность, не опирающаяся в данный момент на восприятие окружающих предметов. Из процессов восприятия менее страдают от посторонних раздражителей зрительные восприятия.
Периодическое отвлечение или ослабление внимания, перемежающееся с возвращением к тому же объекту или с усилением направленности на него, называется колебанием внимания.
Колебания внимания происходят даже при очень сосредоточенной работе, что объясняется постоянной сменой возбуждения и торможения в коре мозга.
Наличие периодических колебаний внимания может быть хорошо обнаружено при восприятии так называемых двойственных изображений. Чтобы уменьшить колебания внимания, полезно стараться мысленно представить пирамиду как, например, пьедестал (тогда она будет казаться обращенной вершиной к нам) или как пустую комнату, в которой видны три стены, пол и потолок (тогда пирамида будет казаться обращенной вершиной от нас). Сообщение изображению определенного предметного значения помогает удерживать внимание в одном направлении.
Небольшие колебания внимания наблюдаются очень часто.
Не всякое побочное раздражение вызывает отвлечение внимания. При полном отсутствии каких бы то ни было внешних раздражителей удерживание внимания бывает затруднительным. Слабые побочные раздражители не уменьшают, а усиливают возбуждение в очаге повышенной возбудимости. Доминанта, согласно данным Ухтомского, не ослабляется, а поддерживается возбуждениями, вызываемыми действием побочных раздражителей (если они, конечно, в силу присущих им особенностей не являются такими, которые сами в состоянии вызвать новую, соответствующую им доминанту).
Сосредоточенность внимания — свойство внимания, проявляющееся в различиях, которые имеются в степени концентрированности внимания на одних объектах и его отвлечении от других. Чем уже круг объектов внимания, тем оно сосредоточеннее (концентрированнее).
Физиологически сосредоточенность внимания – это резко выраженная ограниченность очага оптимальной возбудимости в коре мозга.
Количество объектов, на которое внимание распространяется при одновременном их восприятии, составляет объем внимания.
Объем внимания — свойство внимания, которое определяется количеством информации, одновременно способной сохраняться в сфере повышенного внимания (сознания) человека.
Объем внимания зависит как от особенностей воспринимаемых предметов, так и от задачи и характера деятельности воспринимающего человека.
При одной и той же задаче объем внимания оказывается неодинаковым вследствие различий в воспринимаемом материале.
Однако если при предъявлении одних и тех же объектов усложняется задача восприятия, то объем внимания может существенно измениться. Уменьшение объема внимания вызывается в этих случаях тем, что указанная работа требует более ясного восприятия
Как показали многочисленные опыты (проводившиеся впервые в лаборатории Вундта и др.), объем внимания при восприятии однородных, но никак между собой по смыслу не связанных объектов (например, отдельных букв) у взрослых людей колеблется в среднем от 4 до 6 объектов.
Переключаемость внимания — свойство, проявляющееся в скорости перевода внимания с одного объекта на другой.
Во многих случаях переключение внимания осуществляется преднамеренно и вызывается тем, что мы или выполнили уже предыдущую работу, или считаем новую более важной или интересной. Если при отключении внимания выполняемая деятельность нарушается (благодаря действию посторонних раздражителей), то при переключении внимания происходит правомерная смена одной деятельности другой.
И чем быстрее она осуществляется, тем, следовательно, быстрее происходит переключение внимания. Наоборот, продолжительное последействие предыдущей деятельности, ее тормозящее влияние на новую деятельность означает медленное и недостаточное переключение внимания.
Быстрота и успешность переключения внимания зависят от того, насколько интенсивно оно было привлечено к предыдущей деятельности, а также от характера новых объектов и новых действий, на которые оно переносится. Чем интенсивнее было внимание ранее и чем меньше новые объекты (или новая деятельность) отвечают условиям привлечения внимания, тем больше затрудняется его переключение.
Физиологически переключение внимания означает возникновение торможения в имевшемся ранее очаге возбуждения и появление в коре мозга нового очага оптимальной возбудимости.
Распределение внимания – свойство внимания, проявляющееся в способности рассредоточить внимание на значительном пространстве, параллельно выполнять несколько видов деятельности или совершать несколько различных действий.
Физиологически распределение внимания возможно потому, что при наличии в коре мозга господствующего очага возбуждения в некоторых других участках коры имеется лишь частичное торможение, вследствие чего эти участки могут управлять одновременно выполняемыми действиями.
Возможность выполнения действий при частичной заторможенности соответствующих им участков коры мозга тем больше, чем более привычны и автоматизированы действия. Поэтому одновременное выполнение действий тем легче, чем лучше человек овладел ими. Это одно из важнейших условий распределения внимания.
Существенно также отношение, в котором находятся друг к другу одновременно выполняемые действия. Если они не связаны между собой, одновременное выполнение их затрудняется. Наоборот, если они в силу своего содержания или частого повторения в предыдущем опыте уже образовали некоторую систему действий, одновременное выполнение их удается легче.
Интенсивность внимания характеризуется степенью направленности его на данные объекты и одновременным отвлечением от всего остального.
Это наиболее яркое отражение того, что вообще характеризует внимание. При интенсивном внимании человек целиком поглощен тем, на что направлено внимание.
Высокая интенсивность внимания достигается тогда, когда в максимальной мере налицо то, что характеризует собой условия внимания (действие сильных, резко выступающих на общем фоне раздражителей, интерес к предмету или явлению, важное значение их для решения стоящей перед человеком задачи и т. п.).
Физиологической основой интенсивного внимания является наличие резко выраженного возбуждения в одном из очагов мозга при столь же резко выраженном торможении остальных участков коры. Действие посторонних раздражителей не вызывает в этих случаях (или с трудом вызывает) в очаге оптимальной возбудимости торможение, возникающее при других состояниях коры.
Обе указанные особенности внимания – его сосредоточенность и интенсивность – тесно связаны между собой. Чем уже круг объектов, на которые направлено внимание, тем больше возможность усиленного внимания к ним.
И наоборот, чем больше предметов охвачено вниманием, тем труднее достичь его высокого уровня. Когда требуется напряженное внимание к чему-либо, круг объектов, на которое оно направлено, сужается.
Противоположностью внимания является рассеянность. Это состояние, когда человек ни на чем основательно и долго удерживать внимание не может, все время отвлекается посторонним, причем ничто не привлекает к себе надолго его внимания, а сейчас же уступает свое место чему-либо другому.
Такое состояние, характеризующееся полной неорганизованностью деятельности, часто наступает в состоянии большого утомления. Физиологически оно означает отсутствие сколько-нибудь сильного и стойкого очага возбуждения в коре мозга. Основой его может быть и весьма высокая подвижность нервных процессов — быстрота и легкость смены возбуждения торможением в одних и тех же участках коры мозга.
Важно заметить, что рассеянностью часто называют и совершенно противоположное только что указанному состояние, характеризующееся не отсутствием сосредоточенности, не малой интенсивностью, не недостаточной устойчивостью внимания, а наоборот, его большой интенсивностью и длительным удерживанием на чем-либо одном, в силу чего человек совершенно не замечает всего остального, забывает, что ему надо было сделать, и т.
п. Такая рассеянность во многих случаях также весьма не желательна, но она говорит не о недостатках внимания, а об его качественном своеобразии – о максимальном подчинении его какой-либо одной задаче и полном отвлечении от всего остального.
свойств внимания. Типы и формы внимания
Что такое разделенное внимание?
Распределенное внимание — это способность нашего мозга реагировать на различные стимулы или задачи одновременно таким образом реагируя на многочисленные требования окружающей среды.
Разделенное внимание — это своего рода одновременное внимание, которое позволяет нам обрабатывать разные источники информации и успешно выполнять более одной задачи одновременно. Эта когнитивная способность очень важна, потому что она позволяет нам быть эффективными в нашей повседневной жизни.
Однако наша способность реагировать и выполнять несколько задач одновременно имеет свои пределы. При распределении внимания снижается продуктивность и эффективность действий, происходящих одновременно. Когда человеку трудно одновременно реагировать на несколько требований окружающей среды, возникает явление, известное как интерференция. Помехи возникают из-за того, что наш мозг может обрабатывать только ограниченный объем информации. Однако практика и когнитивная тренировка могут улучшить разделенное внимание и, следовательно, возможность выполнять более одного действия одновременно.
Разделенное внимание Примеры
- Разделенное внимание играет важную роль в процессе обучения, так как нам приходится одновременно слушать учителя, смотреть на доску или изучать материалы, делать записи, а умение распределять внимание помогает нам в этом .
Вот почему это так важно для успешного обучения. Это может быть одной из причин, почему люди с проблемами внимания получают плохие оценки. - Водитель готовится к обгону и вдруг замечает знак, указывающий на необходимость перестроиться. Если он не сможет одновременно и правильно отреагировать на знак и завершить обгон, он либо свернёт с намеченного маршрута, либо создаст аварийную ситуацию, если вовремя не совершит маневр. Чтобы водить машину, нужно держать свое внимание в очень хорошем состоянии.
- Официант использует разделенное внимание, когда запоминает, что говорит клиент, при этом старается не забыть, что было заказано за четвертым столом, а кроме того, не уронить поднос с грязной посудой в руке.
- Если кассир продуктового магазина должен отвечать одному покупателю, одновременно обслуживая другого, он использует разделенное внимание.
- Если вы танцуете со стаканом в руке, вы используете разделенное внимание, чтобы не отставать от ритма и в то же время не проливать напиток.
- Даже когда мы едим и разговариваем одновременно, или смотрим телевизор и разговариваем по телефону, мы используем наше разделенное внимание.
Вот почему это так важно для успешного обучения. Это может быть одной из причин, почему люди с проблемами внимания получают плохие оценки.
Расстройства или патологии, связанные с расщепленным вниманием
Распределенное внимание может страдать в результате многих нарушений, а также проблем в самом процессе распределения внимания или проблем с подпроцессами внимания, от которых оно зависит. Если разделенное внимание не работает достаточно хорошо, любое вмешательство может нарушить поток задач, выполняемых одновременно. Таким образом, если нарушено разделение внимания, мы не можем говорить и одновременно ехать на перекресток, так как это может создать аварийную ситуацию. Точно так же, если изменяется «реакция пробуждения» (уровень активации или общая бдительность), это приводит к «коматозному состоянию», в котором мы не можем одновременно вести машину и говорить (фактически, в данный момент невозможно делать ни то, ни другое). этап). задачи отдельно).
Хотя рассеянное внимание может страдать в результате психических расстройств, таких как шизофрения , или различных нарушений, таких как Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) , в первую очередь страдает общее внимание. Кроме того, довольно часто внимание нарушается после перенесенных черепно-мозговых травм или кровоизлияний в мозг (инсульт). В этих случаях расстройство внимания и его компонентов может быть разной степени выраженности в зависимости от пораженных участков головного мозга.
Принимая во внимание все вышеизложенное, расщепленное внимание нарушается практически при любом расстройстве, при котором внимание нарушено даже минимально. Так, при наличии у больного контралатерального геминиглекса (неузнавание поля зрения, противоположного области черепно-мозговой травмы), гипопроксии (отвлечения внимания), гиперпроксии (повышенное внимание и повышенная концентрация) или апросексии (невнимательность, неспособность фиксировать внимание ), он будет испытывать трудности при выполнении задач, требующих рассеянного внимания.
Как измерить и оценить разделенное внимание?
Распределенное внимание — самая важная когнитивная способность в нашей жизни, которая позволяет нам быть более эффективными. Правильное и одновременное выполнение любой задачи, предполагающей более одного действия (перцептивного, двигательного или когнитивного), напрямую зависит от нашей способности распределять внимание. Тест на разделенное внимание может быть полезен в различных профессиональных сферах, где необходимо оценить работоспособность (водители или транспортники, монтажники, спортсмены и т. д.). Кроме того, оценка разделенного внимания может быть полезна в учебе (например, если учащемуся нужна дополнительная помощь с конспектированием или решением задач) или в клинических условиях (возможно, некоторым пациентам необходимо объяснять информацию более простым и доступным способом). ). Во всех этих сферах может быть большой интерес к выполнению, так как оно может принести ощутимую пользу в работе, учебе и повседневной жизни.
Команда CogniFit («КогниФит») использовала классический тест Струпа для измерения разделенного внимания. Так был разработан многозадачный тест, который, помимо распределенного внимания, оценивает когнитивную гибкость и зрительно-моторную координацию.
- : Используйте стрелку, чтобы следить за движением белого шара, обращая внимание на слова, которые появляются в центре экрана. Когда слово, которое находится в центре экрана, совпадает с цветом, которым оно написано, необходимо дать ответ (обращая внимание одновременно на два стимула). В этой игре вам нужно адаптироваться к изменениям в стратегии, новым ответам, а также одновременно управлять возможностями мониторинга и визуализации.
Как восстановить или улучшить разделенное внимание?
Распределенное внимание, как и другие когнитивные навыки, можно тренировать, совершенствовать и даже научиться использовать. CogniFit предлагает сделать это профессионально. С практикой мы можем увеличить скорость нашего внимания, научиться использовать меньше ресурсов мозга в момент одновременной реакции на разные раздражители и улучшить способность обрабатывать информацию, хотя это непростая задача.
Реабилитация распределенного внимания основана на . Следуя этой идее, CogniFit («КогниФит») предлагает ряд клинических упражнений, предназначенных для реабилитации разделенного внимания и других когнитивных способностей. Мозг и его нейронные связи можно улучшить, используя функции, которые от них зависят. Таким образом, если мы будем регулярно тренировать разделенное внимание, мы сможем автоматически выполнять действия, которые пытаемся объединить, тем самым повышая их эффективность. Автоматизируя различные действия, нашему мозгу будет намного проще выполнять их одновременно.
Команда профессионалов CogniFit («КогниФит»), специализирующихся на изучении синаптической пластичности и процессов нейрогенеза, создала персональную программу когнитивной стимуляции , адаптируемую к потребностям каждого пользователя. Эта программа начинается с точной оценки разделенного внимания и других основных когнитивных функций. На основании полученного отчета программа когнитивной стимуляции CogniFit («КогниФит») автоматически предлагает персонализированную когнитивную тренировку для улучшения разделенного внимания и других когнитивных функций, которые необходимо усилить по результатам теста (в данном случае, вероятно, других подпроцессов внимания, от которых зависит разделенное внимание).
Для улучшения распределенного внимания важна последовательность и регулярность тренировок. CogniFit («КогниФит») предлагает инструменты оценки и реабилитации для оптимизации этой когнитивной функции. Для правильной стимуляции необходимо заниматься по 15 минут в день два или три раза в неделю. .
Программа когнитивной стимуляции CogniFit («КогниФит») доступна онлайн . С помощью компьютера можно выполнять разнообразные интерактивные задания в виде увлекательных умных игр. В конце каждого занятия CogniFit («КогниФит») покажет вам подробный график улучшения вашего когнитивного состояния .
Распределение Внимание – это способность человека одновременно концентрироваться на нескольких объектах, что дает возможность выполнять сразу несколько действий. Согласно легенде, Юлий Цезарь мог одновременно делать семь не связанных между собой дел. Подобными способностями обладали Петр I и Наполеон. Однако есть основания полагать, что одновременно происходит только один вид сознательной деятельности — субъективное ощущение одновременности обусловлено быстрым последовательным переключением с одного вида на другой.
Таким образом, переключаемость — это обратная сторона распределения внимания. Она определяется скоростью перехода от одного вида деятельности к другому. Плохое переключение приводит к рассеянности. Но рассеянность может быть и результатом максимальной собранности и сосредоточенности на главном интересующем объекте.
Часто, обладая большими способностями, человек не может их реализовать из-за плохой самоорганизации, отсутствия концентрации внимания. Основным признаком самоорганизации является способность настроиться на деятельность и сохранять рабочее состояние длительное время, не прилагая волевых усилий. Эта установка помогает осуществлять концентрацию и устойчивость внимания. Можно дать несколько советов по управлению этими функциями внимания, полезных при организации учебной деятельности.
Рассмотрим типичную ситуацию, когда вам нужно начать занятия, сесть за стол, чтобы сделать уроки или подготовиться к экзаменам. Никак не получается, в голову лезут посторонние мысли.
Для начала попробуйте простейший самовнушение, которое позволяет вовлечься в любую деятельность или состояние. Итак, вы садитесь за стол, на котором все приготовлено, но который вы ненавидите, закрываете глаза и повторяете 8-12 раз про себя или полушепотом «Я могу писать, я могу писать, я могу писать.. Я пишу… Я пишу!..» Интонации перерастают от механического равнодушия к страстному требованию. В момент наибольшего напряжения вы вдруг замолкаете, расслабляетесь, откидываетесь на спинку стула с закрытыми глазами. В голове пустота, и ты ничего не хочешь и не ждешь, тебе на все наплевать. Побудьте в этой пустоте, забудьте обо всем, и вы почувствуете, что через какое-то время в этой блаженной пустоте начнет вырисовываться фраза, а потом требование писать, и рука потянется к самой бумаге. Если что-то мешает, попробуйте снова расслабиться, а затем снова услышать свой приказ. Фразы или формулы могут быть любыми, главное коротко и по делу. Эта техника представляет собой простейший разговор сознания и подсознания, в котором обе стороны, не вмешиваясь и не перебивая, дают возможность настроиться на дело.
Автор этой методики В. Леви называл ее «эхо-магнитом» и выделял три фазы: заклинание, пустота, действие.
Но иногда мы даже не можем сосредоточиться на том, что поможет нам начать работу. В голове нет ни единой мысли, только обрывки, обрывки фраз. Что делать? Садись и пиши! Любые строки, которые приходят в голову, даже если это не совсем логично. Главное не останавливаться и не перечитывать написанное, чтобы не бояться своих путаных записей и не останавливать процесс отработки. Через некоторое время работа действительно захватит и тогда можно будет вернуться к первоначальным заметкам — может там есть что-то полезное, а если нет, то не страшно, ведь эти заметки помогли вам начать работать.
Если вам предстоит длительное занятие — написание курсовой, диплома или доклада, то помехи могут быть очень сильными. Каждый день человек говорит себе, что сегодня он устал, а завтра утром приступит к работе на свежую голову. Но приходит утро, а с ним новые дела и новая усталость. Старайтесь начинать новое дело не утром, а вечером на фоне усталости.
Пусть это будет только первая фраза или заголовок, главное, что утром вам не нужно будет начинать с начала, и новый день не будет омрачен необходимостью сделать что-то неприятное — начать, ну, предыдущий вечер был еще испорчен усталостью.
Если вы увлечены работой и забыли обо всем вокруг, вы должны соблюдать правила психической гигиены. Человек может удерживать произвольное внимание при монотонной работе в течение 15 минут, затем нужно сделать короткую паузу или переключиться на другую деятельность. Ничто так не утомляет, как однообразие. Существуют также более длительные циклы активности мозга, например, 90-минутный ритм активности мозга. Поэтому после полутора часов работы следует делать более длительный перерыв. В этот перерыв можно расслабиться с закрытыми глазами и заняться аутогенной тренировкой или, наоборот, заполнить паузу активным движением: потанцевать под музыку или сделать несколько ритмичных упражнений. Снять усталость помогут настои трав – мяты, душицы, лемонграсса, чабреца или душистый чай.
Интеллектуальная активность также подвержена ежедневным колебаниям. Физический тонус человека изменяется 5 раз в сутки с максимумами в 5, 11, 16, 20 и 24 часа и минимумами в 2, 9, 14, 18 и 22 часа. В эти периоды снижается и умственная активность.
Разделение внимания означает сосредоточение его на двух разных видах деятельности одновременно.
Умение управлять вниманием, распределять его особенно необходимо в том случае, когда приходится выполнять две и более работы одновременно. Многие выдающиеся люди обладали удивительной способностью распределять свое внимание. Владимир Ильич Ленин, по воспоминаниям Н. А. Семашко, мог одновременно слушать выступающих, вести собрание, вникать в материалы и писать записки членам Совнаркома по тем или иным вопросам. О Н. Г. Чернышевском биограф А. П. Примаковский пишет: «Удивительная трудоспособность позволяла ему часто выполнять две работы одновременно:
часто он писал статью для «Современника», одновременно занимаясь чем-то другим, например, диктуя секретарю перевод из немецкой «Всемирной истории» Шлоссера.
Естественно, что одновременное выполнение двух видов деятельности приводит к частичному, а часто и к полному разрушению одного из них. Так, если человек выполняет простые арифметические действия и при этом слушает рассказ, чтобы потом воспроизвести его, то продуктивность его труда снижается почти вдвое.
Обычно при изучении распределения внимания испытуемому предлагается выполнить по отдельности и одновременно два задания. Предлагаемые задачи могут быть однородными, разнородными и иметь разную степень сложности. Сравнивается эффективность одновременного и раздельного выполнения задач.
Таблица 8
Тест — «коррекционный тест»
Упражнение. Тест на определение способности распределять внимание Для этого задания используется тестовая таблица. 8. Вам нужно 5 минут. внимательно просматривая эту таблицу, как можно быстрее зачеркните букву с разными способами, к, а буква а кружок, например:
По завершении работы необходимо оценить ее точность и работоспособность, чтобы использовать полученные данные как для первичной самодиагностики, так и для оценки степени развития способности распределять внимание после занятий или самостоятельной работы.
Показатель точности работы рассчитывается по формуле:
А=Э/(Э+О)
где А- точность работы; E- количество правильно зачеркнутых символов; О — количество ошибок.
В О == 0 А = 1, при наличии ошибок А всегда меньше 1. Показатель производительности рассчитывается по формуле Р=S*A, где Р-производительность;
С- количество просмотренных символов.
Эти показатели характеризуют особенности вашей деятельности не только в данной тестовой ситуации, но и имеют более широкое значение для реальной учебной деятельности. Например, если вы находитесь в 5 мин. посмотрел 1500 знаков и правильно оценил 1350 из них, это означает высокую степень способности удерживать внимание.
Переключение внимания состоит в произвольном переносе его фокуса с одного объекта на другой. Интенциональный характер отличает его от отвлечения, когда человек непроизвольно меняет объект внимания. Физиологической основой переключения внимания является движение, подвижность очага оптимального возбуждения.
Исследования показывают, что смена внимания часто происходит довольно быстро, в течение секунды мы можем 3-4 раза перевести внимание с одного объекта на другой. Переключение облегчается при наличии связей между содержанием предыдущей и последующей деятельности, интереса к предстоящей деятельности при условии не очень глубокой направленности внимания на предыдущую деятельность, наличия привычки переключать внимание, осознания важности другой задачи. Инерция нервных процессов затрудняет переключение внимания.
Переключая внимание, человек сознательно переходит от одного объекта к другому, от одной задачи к другой, ставя перед собой цель сделать что-то новое или сделать перерыв. Умение переключать внимание важно, когда нужно быстро реагировать на изменения в окружающей среде. Такие ситуации характерны для ряда сложных видов человеческой деятельности: они возникают в работе водителя автомобиля, летчика, ткача, механизатора, оператора систем контроля и управления, учителя и т. д. В таких профессий успешность выполнения рабочего задания зависит от умения переключать внимание.
Переключение внимания вызывается изменениями в окружающей среде. Например, водитель автомобиля переключает внимание с одного объекта на другой, меняет свои действия за рулем. Ускорение автомобиля определяет скорость переключения внимания, что вызывает перегрузку и утомление.
Переключение внимания — важное свойство человека, проявление его способности управлять своим вниманием, что помогает ему ориентироваться в окружающей действительности, быстро приступать к выполнению новых задач. Способность к переключению внимания вырабатывается в процессе практической деятельности. Необходимо выработать привычку переключения внимания в определенных условиях. В школе необходимо организовать процесс обучения таким образом, чтобы дети с самого начала получали задание, которое потребовало бы переключения их внимания на обучение. Необходимо следить за тем, чтобы они полностью переключались на новый предмет деятельности, полностью соответствовали его требованиям к деятельности. Соблюдение разумного режима переключения внимания в процессе обучения имеет важное значение для гигиены умственного труда, является необходимым условием рационального режима работы и поддержания оптимального уровня работоспособности учащихся на уроке.
Распределение внимания заключается в том, что человек может одновременно удерживать в зоне внимания несколько предметов, выполнять два и даже три вида деятельности. Сложные виды деятельности требуют от человека одновременного выполнения нескольких видов деятельности; она вынуждена распределять внимание, т. е. одновременно фокусировать его на различных процессах и объектах, часто с разной степенью выраженности (Например, водитель автомобиля должен одновременно следить за дорожной обстановкой в каждый момент движения (по состоянию собственного автомобиля, встречных и попутных транспортных средств, поведения пешеходов, дорожных знаков, состояния проезжей части и др.), следить за показаниями приборов (спидометр, приборы управления двигателем), контролировать маневры движения автомобиля, согласовывая действия с рулевым колесом и направляя транспортное средство, сцепление, подача топлива, коробка передач, тормоза и т. д. Распределение внимания требует подавляющее большинство разновидностей профессиональной деятельности.
Однако есть профессии, предъявляющие повышенные требования к распределению внимания, например, учителя, операторы, водители транспортных средств, регулировщики на дорогах и т. д.
Способность распределять внимание реализована на практике. Основным условием успешного совмещения деятельности является достаточное овладение человеком отдельными видами деятельности. Успех значительно возрастает, если выполнение одного или нескольких действий более или менее автоматизировано и не встречает серьезных препятствий. При этом основная активность приходится на нервные центры, находящиеся в состоянии оптимального возбуждения, а дополнительную деятельность обеспечивают интоксицированные нервные центры. Дополнительные действия требуют меньшего внимания к себе, поскольку выполняются в значительной степени автоматизировано. Например, для инженера-конструктора, разрабатывающего конструкцию нового механизма, основной деятельностью является мысленное решение задач реализации своей идеи. На этом сосредоточено все его внимание, решение последовательно переходит от одного этапа к другому.
При этом, не отрываясь от основной мысли, он ведет записи, прорисовывает отдельные детали, производит простые расчеты, особо не задумываясь, как это сделать, потому что действия большей частью автоматизированы. Эти дополнительные действия не только не мешают его творческой работе, но и помогают создать образ будущего устройства.
Однако распределить внимание в рамках одного анализатора практически невозможно: слушать два выступления, слушать и читать. Если одно из действий требует большой концентрации внимания, то распределение становится невозможным, так как концентрация сознания на определенных объектах неизбежно связана с сужением его поля.
Разные жизненные ситуации требуют разных видов внимания, при этом каждая из этих ситуаций может быть реализована с помощью разных видов внимания. Это касается в первую очередь распределения и переключения внимания, но не всегда можно точно определить, что позволит достичь цели. Молодой педагог с подвижной нервной системой, не имеющий соответствующего опыта и навыков, чаще использует переключение внимания, а опытный педагог в основном распределяет внимание.
В определенных случаях один вид внимания легко переходит в другой, что позволяет достигать цели более рациональными путями.
Определяется количеством объектов, которые могут быть охвачены вниманием за ограниченный промежуток времени. Нормативно этот временной интервал в опытах по тахистоскопии составляет 0,1 сек. Одновременно человек воспринимает 4-6 объектов, не связанных между собой. Тренировки, развитие навыков чтения дают возможность воспринимать большее количество слов, хотя при этом может увеличиваться количество ошибок. Количество внимания связано со свойством его концентрации и обратно пропорционально ему. Если максимальная концентрация внимания характеризует степень сужения сознания, то объем характеризует степень его расширения.
Распределение внимания —
это способность выполнять два или более разных действия, удерживая на них внимание. Может ли внимание распределяться одновременно между двумя или более различными видами деятельности? Может быть, жизнь постоянно требует этого.
Например, студент на лекции распределяет внимание одновременно между тем, что он записывает, и тем, что слышит в данный момент. Внимание учителя распределяется на весь класс, на отдельных детей, на содержание урока и т. д. Способность распределять внимание у людей различна. Говорят, что Наполеон мог делать семь дел одновременно.
Для того чтобы успешно выполнять две работы одновременно, по крайней мере одна из них должна быть известна настолько хорошо, чтобы она выполнялась автоматически, сама по себе, а человек лишь изредка сознательно ее контролировал и регулировал. При этом основное внимание можно уделить второму произведению, менее знакомому человеку.
Способность распределять свое внимание развивается постепенно, с возрастом. Так, младшие школьники плохо распределяют внимание, они еще не умеют этого делать, у них нет опыта, автоматических навыков, поэтому их не следует просить делать два дела одновременно или, делая одно дело, переключить внимание ребенка на другое.
Но
надо способствовать развитию этого навыка.
При описании свойств внимания Ю.Б. Дормашев и Б.Я. Романов предлагает определять их с помощью метафорического прожекторного луча. Направление луча на область пространства потенциальных объектов внимания можно назвать направлением внимания. Уровень освещенности — степень внимания. Интенсивность – это степень ясности и отчетливости. Объем внимания — это угол луча света или площадь светового пятна. Объем определяется как количество простых впечатлений или идей, воспринятых ясно и отчетливо. Объем и степень внимания находятся в обратной зависимости. Увеличение громкости снижает степень внимания.
Распределение внимания можно охарактеризовать как расщепление луча в двух или более направлениях. Когда луч намеренно переводится с одного объекта на другой, происходит переключение внимания.
Результаты исследования нравственного самосознания подростков в связи с гендерной спецификой
В целом для группы мальчиков-подростков выделены два наиболее информативных фактора: двухфакторная структура, которая объясняет 42,316% общего дисперсия (см.
Приложение 4). Первый фактор: «Демонстрация ненормативного (неодобряемого) поведения — выбор поведения, ведущий к принятию другими» объясняет 26,995% дисперсии и представлено…
Метод «Что я такое?» (Р.С. Немова)
Мишень. Выявление особенностей и уровня самооценки у подростков. Методика исследования: ребенка спрашивают, как он воспринимает и оценивает себя по десяти различным положительным чертам личности. Оценки, предлагаемые ребенком самому себе, представляются в соответствующих графах протокола, а затем пересчитываются в баллы. К шкале…
Методики и процедуры психологического консультирования в кабинете Колесниковой Г.И.
Колесникова Г.И. приводит методы, используемые в психологическом консультировании клиентов, обращающихся за помощью. Вот некоторые из них, которые уместно использовать при консультировании клиентов в ситуации развода. Процедуры и методы психологического консультирования В рамках процедур психологического консультирования принято …
Стабильность атмосферы – атмосферные процессы и явления
Перейти к содержанию
Элисон Ньюджент и Дэвид ДеКу
Цели обучения
К концу этой главы вы должны быть в состоянии:
- Интерпретировать стабильность на основе сухой и влажной адиабатических градиентов
- Понять, как устойчивость связана с вертикальным движением в атмосфере
- Опишите и различите множество линий на логарифмической диаграмме Skew-T log-P
- Найдите LCL, регионы CAPE и CIN и тропопаузу по диаграмме Skew-T log-P
Когда вы думаете о слове «стабильный», вы обычно думаете об объекте, который вряд ли изменится, или о чем-то сбалансированном. Противоположное верно для чего-то «нестабильного». Неустойчивый объект может со временем упасть или изменить положение. То же самое и с облаками. Когда вы видите пушистое кучевое облако, вы можете заметить, что оно меняет форму каждую минуту. Такие облака находятся в постоянном изменении и, таким образом, представляют атмосферу в нестабильном состоянии.
Идеальное кучевое облако к западу от Волшебного острова (фото Сары Уильямсон). Неустойчивость в атмосфере — понятие, тесно связанное с грозами, развитием кучевых облаков и вертикальным движением. Чтобы визуализировать концепцию стабильности , вы можете представить себе валун, стоящий на дне каньона, окруженного крутыми холмами, как показано на рисунке ниже синим кругом. Если бы вы были достаточно сильны, чтобы толкнуть валун из его исходного положения наполовину вверх по одному из холмов, он бы откатился на дно, как только вы отпустите его.
Несмотря на воздействие силы на валун и его начальное смещение, он вернется в исходное положение, а чистое смещение будет равно нулю. Чтобы визуализировать концепцию нестабильность , представьте себе такой же валун на вершине холма (красный кружок внизу). Если бы вы могли немного подтолкнуть валун в любом направлении, он бы начал катиться вниз и ускоряться, удаляясь от своего исходного положения. Однако, если тот же валун положить на ровную поверхность (зеленый кружок внизу) и толкнуть его, он изменит положение, но останется на новом месте. Это пример нейтральной стабильности .
Каждое из этих понятий может быть применено к движению воздушных масс в атмосфере. Тема стабильности в науке об атмосфере важна, потому что образование облаков тесно связано со стабильностью или нестабильностью атмосферы. В этой главе мы свяжем эти понятия с плавучестью воздушных частиц и научимся использовать термодинамические диаграммы для визуализации движения.
Примеры стабильности и нестабильности по отношению к температуре воздуха и посылки (созданы Бриттом Зайфертом).
Адиабатические процессы При обсуждении стабильности в науках об атмосфере мы обычно думаем о воздушных посылках или воображаемых каплях воздуха, которые могут свободно расширяться и сжиматься, но не смешиваются с окружающим воздухом и не распадаются на части. Ключевым моментом является то, что движение воздушных масс в атмосфере можно оценить как адиабатический процесс. Адиабатические процессы без теплообмена и обратимы.
Представьте, что у вас есть воздушный шар на поверхности Земли. Воздушная посылка имеет ту же температуру и давление, что и окружающий воздух, который мы будем называть окружающей средой. Если бы вы подняли посылку с воздухом, она бы оказалась в месте, где окружающее давление воздуха ниже, потому что мы знаем, что давление уменьшается с высотой. Поскольку давление окружающего воздуха снаружи посылки ниже, чем давление внутри посылки, молекулы воздуха внутри посылки будут эффективно отталкиваться наружу от стенок посылки и адиабатически расширяться.
Молекулы воздуха внутри посылки должны использовать часть своей собственной энергии, чтобы расширить стенки воздушной посылки, поэтому температура внутри посылки снижается по мере уменьшения внутренней энергии. Подводя итог, можно сказать, что восходящие воздушные массы адиабатически расширяются и охлаждаются, не обмениваясь теплом с окружающей средой.
Теперь представьте, что вы перемещаете тот же самый воздушный пакет обратно на поверхность Земли. Воздушная посылка движется в среду с более высоким атмосферным давлением. Более высокое давление окружающей среды будет давить на стенки участка внутрь, заставляя их сжиматься и повышать внутреннюю температуру.
Процесс адиабатический, поэтому опять же, теплообмена с окружающей средой не происходит. Однако изменения температуры воздушной посылки все же могут происходить, но не за счет перемешивания, а за счет изменения внутренней энергии воздушной посылки.
Сухой адиабатический градиент Пока воздушный пакет ненасыщен (относительная влажность < 100%), скорость изменения его температуры будет постоянной.
Снижение температуры с высотой называется градиентом 90 220 90 221, и, хотя температура уменьшается с высотой, она определяется как положительная, поскольку это градиент 90 250 90 251. Напомним из главы 3, что сухой адиабатический градиент , Γ d , равен 9.8 К·км -1 = 9,8 °C·км -1 . Это падение температуры связано с адиабатическим расширением и уменьшением внутренней энергии.
Вернемся к теме стабильности атмосферы. Стабильность в атмосфере относится к состоянию равновесия. Как обсуждалось на примере валуна на холме или в долине, некоторое начальное движение приводило либо к большему (нестабильное), меньшему (стабильное), либо к отсутствию изменений (нейтральное). При некотором начальном изменении высоты воздушной посылки, если воздух находится в устойчивом равновесии, посылка будет стремиться вернуться в исходное положение после того, как ее заставят подняться или опуститься.
В неустойчивом равновесии воздушная посылка будет ускоряться от своего начального положения после того, как ее толкнут. Движение может быть восходящим или нисходящим, но обычно нестабильная атмосфера благоприятствует вертикальным движениям. Наконец, в нейтральном равновесии некоторое начальное изменение высоты воздушной посылки не приведет к какому-либо дополнительному движению.
Как узнать, будет ли авиапосылка устойчивой после некоторого начального перемещения? Стабильность определяется путем сравнения температуры поднимающегося или опускающегося воздушного потока с температурой окружающего воздуха. Представьте себе следующее: в некоторый начальный момент времени посылка воздуха имеет ту же температуру и давление, что и окружающая среда. Если поднять воздушный пакет на некоторое расстояние, его температура упадет на 9,8 К·км -1 , что является сухой адиабатической градиентом. Если воздушная посылка холоднее окружающей среды в своем новом положении, она будет иметь более высокую плотность и будет иметь тенденцию опускаться обратно в исходное положение.
В этом случае воздух стабилен, потому что вертикальному движению сопротивляется. Если поднимающийся воздух теплее и менее плотный, чем окружающий воздух, он будет продолжать подниматься, пока не достигнет некоторого нового равновесия, при котором его температура совпадет с температурой окружающей среды. В этом случае из-за того, что начальное изменение усиливается, воздушная посылка нестабильна. Чтобы выяснить, неустойчива воздушная посылка или нет, мы должны знать температуру как поднимающегося воздуха, так и окружающей среды на разных высотах.
На практике это можно сделать с помощью метеозонда. Мы можем получить вертикальный профиль скорости градиента окружающей среды, запустив радиозонд, прикрепленный к метеозонду. Радиозонд отправляет обратно данные о температуре, влажности, ветре и местоположении, которые наносятся на термодинамическую диаграмму. Этот вертикальный график температуры и других переменных известен как , звучащий как .
Сухая стабильность Если воздушная посылка сухая, то есть ненасыщенная, стабильность относительно проста.
Атмосфера, в которой скорость градиента окружающей среды такая же, как скорость сухого адиабатического градиента, что означает, что температура в окружающей среде также падает на 9.8 К·км -1 , будет считаться нейтрально устойчивым. После некоторого начального вертикального смещения температура воздушной посылки всегда будет такой же, как и температура окружающей среды, поэтому дальнейшего изменения положения не ожидается.
Если градиент окружающей среды меньше, чем сухой адиабатический градиент, некоторое начальное вертикальное смещение воздушной посылки приведет к тому, что воздушная посылка станет либо холоднее окружающей среды (если ее поднять), либо теплее, чем окружающая среда (если ее толкнуть вниз) . Это связано с тем, что в случае подъема температура воздушной посылки упадет больше, чем температура окружающей среды. Это устойчивая ситуация для сухой воздушной посылки и типичный сценарий в атмосфере. глобальный средний градиент тропосферы составляет 6,5 К·км -1 , что является стабильным для сухого подъема.
Наконец, если градиент окружающей среды больше, чем сухой адиабатический градиент, некоторое начальное вертикальное смещение воздушной посылки приведет к тому, что воздушная посылка будет либо теплее, чем окружающая среда (если ее поднять), либо холоднее, чем окружающая среда (если ее толкнуть). вниз). Это связано с тем, что в случае подъема температура воздушной посылки упадет меньше, чем температура окружающей среды. Это неустойчивая ситуация для сухой воздушной посылки.
В целом для суховоздушной посылки верно следующее.
Влажный адиабатический градиент
При добавлении влаги все становится сложнее. В главе 4 мы узнали, что насыщенность воздушной посылки зависит в первую очередь от ее температуры и, конечно же, от содержания влаги. График зависимости Клаузиуса-Клапейрона показывает нам, что при одинаковом количестве влаги воздух с большей вероятностью будет насыщенным при более низкой температуре.
Мы знаем, что при подъеме воздушной посылки ее температура падает в соответствии с сухой адиабатической скоростью градиента. Так что же происходит, когда воздушная посылка достаточно холодная, чтобы воздух стал насыщенным по отношению к водяному пару? Короткий ответ заключается в том, что если он продолжит остывать, водяной пар сконденсируется в жидкую воду, образуя облако.
Когда водяной пар конденсируется, он переходит из более высокого энергетического состояния в более низкое энергетическое состояние. Энергия никогда не создается и не уничтожается, особенно при фазовых переходах, так что же происходит со всей этой избыточной энергией? Энергия высвобождается в виде скрытого тепла. Скрытая теплота конденсации примерно равна 2,5*10 6 Дж·кг -1 , что означает, что на каждый кг водяного пара, который конденсируется с образованием жидкой воды, выделяется 2,5 *10 6 Дж энергии.
Это имеет большое значение для градиента воздушной посылки и отличает сухую адиабатический градиент от влажного адиабатического градиента.
Поскольку в процессе конденсации добавляется скрытая теплота, она частично компенсирует адиабатическое охлаждение в результате расширения. Из-за этого воздушная посылка больше не будет охлаждаться с сухой адиабатической скоростью, а будет охлаждаться с более медленной скоростью, известной как влажный адиабатический градиент . Подводя итог, посылка будет охлаждаться с сухой адиабатической скоростью до тех пор, пока не станет насыщенной, после чего она не будет охлаждаться так быстро из-за конденсации. Скорость влажного адиабатического градиента немного меняется в зависимости от температуры, но в этом классе для простоты мы будем считать ее постоянной:
Воздействие влаги изменяет вертикальный градиент воздушной посылки и, следовательно, влияет на устойчивость. Однако концепции остаются прежними, и мы по-прежнему сравниваем температуру воздуха с температурой окружающей среды. У нас есть только одна дополнительная сложность, о которой нужно беспокоиться: нам нужно знать, сухая или влажная воздушная посылка.
Ниже приведены некоторые определения, которые учитывают как сухую, так и влажную адиабатические градиенты.
Говорят, что атмосфера абсолютно стабильна, если скорость градиента окружающей среды меньше, чем скорость влажного адиабатического градиента. Это означает, что восходящий поток воздуха всегда будет охлаждаться быстрее, чем окружающая среда, даже после достижения насыщения. Если воздушная посылка холоднее на всех уровнях, то она не сможет подняться даже после того, как станет насыщенной (когда скрытому нагреву будет противодействовать некоторое охлаждение).
Говорят, что атмосфера абсолютно нестабильна, если градиент окружающей среды больше, чем сухой адиабатический градиент. Это означает, что восходящий поток воздуха всегда будет охлаждаться медленнее, чем окружающая среда, даже если он ненасыщен.
Это означает, что он будет теплее (и менее плотным), чем окружающая среда, и ему будет позволено подняться.
Атмосферу называют условно неустойчивой , если скорость градиента окружающей среды находится между влажным и сухим адиабатическим градиентом. Это означает, что плавучесть (способность воздушной посылки подниматься) воздушной посылки зависит от того, насыщена она или нет. В условно неустойчивой атмосфере воздушная посылка будет сопротивляться вертикальному движению, когда она ненасыщенная, потому что она будет остывать быстрее, чем окружающая среда при сухой адиабатической скорости градиента. Однако, если он вынужден подняться и может стать насыщенным, он будет охлаждаться при влажном адиабатическом градиенте. В этом случае он будет медленнее охлаждаться, чем окружающая среда, становиться теплее, чем окружающая среда, и будет подниматься вверх.
Hawaiian Focus Box
Вокруг Гавайских островов атмосфера почти всегда условно нестабильна, а это означает, что градиент окружающей среды находится где-то между сухим и влажным адиабатическим градиентом.
По этой причине на Гавайях почти всегда есть конвективные облака. Конвективные облака — это облака, края которых неровные и кучеобразные, как у цветной капусты. Облака конвективны, потому что атмосфера устойчива к сухому подъему и неустойчива к влажному подъему. Как только воздух насыщается, возникает неустойчивость и начинается вертикальное движение. Это особенно часто случается, когда воздух поднимается над нашими гористыми островами. Вынужденный подъем от местности создает облака и дождь прямо над горами! С научной точки зрения, начальный подъем стабильного сухого воздуха низкого уровня землей вызывает адиабатическое расширение воздуха и достижение насыщения, после чего окружающая среда неустойчива к влажному подъему, и результатом является конвекция.
Существует множество различных типов термодинамических диаграмм, но основной из них, который мы обсудим, — это диаграммы Skew-T Log-P, названные так потому, что изотермы (линии равной температуры, T) на диаграмме наклонены (наклонены) и изобары (линии равного давления, Р) на диаграмме находятся в логарифмическом пространстве.
Здесь мы сосредоточимся на том, как читать и использовать диаграммы Skew-T Log-P (часто сокращаемые до диаграммы Skew-T) для определения плавучести посылок и стабильности атмосферы.
Вертикальная ось представляет собой атмосферное давление в гПа, уменьшающееся с высотой, поэтому большая высота находится ближе к верхней части диаграммы. Когда Т и Т d линии расположены близко друг к другу, окружающая среда имеет высокую относительную влажность, а воздух близок к насыщению. В этом конкретном звучании у поверхности много влаги, но она высыхает на средних уровнях. Аэростаты-радиозонды запускаются два раза в день (00Z и 12Z) из многих мест по всему миру. Широта и долгота станции указаны в верхней части списка справа, где широта станции (SLAT) указана как 21,99 градуса северной широты, а SLON равна -159.0,34 градуса западной долготы. Высота станции SELV составляет 30 м. Время и дата зондирования указаны в левом нижнем углу, а в правом нижнем углу указано «Университет Вайоминга», потому что в данном конкретном примере Университет Вайоминга — это организация, которая собрала и заархивировала набор данных. Вы можете найти зонды для других мест и дат на этом веб-сайте: http://weather.
uwyo.edu/upperair/sounding.html.
Давайте пройдемся по строкам одну за другой.
Изобары (горизонтальные, линии постоянного давления) и изотермы (наклонные, линии постоянной температуры) (CC BY-NC-SA 4.0).Горизонтальные линии на Skew-T являются изобарами или линиями равного атмосферного давления. Обычно они указаны в гПа, но линии на приведенном выше рисунке указаны в кПа. Изобары имеют большие промежутки по мере приближения к верхней части диаграммы, потому что они логарифмичны по высоте. Равномерно расположенные сплошные линии, наклоненные вверх и вправо, представляют собой изотермы или линии равной температуры (T). Это позволяет отображать на диаграмме более низкие температуры.
Изогумы (наклонные пунктирные линии), линии постоянного соотношения компонентов смеси (CC BY-NC-SA 4.0). Пунктирные линии, идущие вверх и вправо, — это изогумы, или линии постоянного соотношения компонентов смеси. Обычно они даются в единицах г·кг –1 . Если вы используете Skew-T, где эти линии не пунктирные и не имеют цветовой кодировки, помните, что они расположены ближе друг к другу, чем изотермы, и более крутые.
Они также не совпадают с метками температуры на оси x.
Равномерно расположенные изогнутые сплошные линии, идущие снизу справа вверху слева, представляют собой сухие адиабаты и изображают сухую адиабатическую градиентную скорость (9,8 К·км -1 ). Сухая адиабатическая градиентная скорость считается постоянной, но здесь видно, что при больших изменениях температуры и давления она меняется мало. Не беспокойтесь об этих вариациях — мы по-прежнему считаем их постоянными. Опорные линии сухой адиабатической градиентной скорости также называют линиями постоянной потенциальной температуры (θ). Сухие адиабаты всегда вогнуто изгибаются вверх справа налево.
Опорные линии влажного адиабатического градиента. (CC BY-NC-SA 4.0). Неровные пунктирные линии, изгибающиеся вверх и влево, — влажные адиабаты. Влажная адиабатическая градиентная скорость изменяется как в зависимости от температуры, так и влагосодержания, но близка к сухой адиабатической градиентной скорости на больших высотах из-за низких температур и небольшого содержания влаги.
Эти линии параллельны сухим адиабатам выше на диаграмме Skew-T Log-P. Это также линии постоянной эквивалентной потенциальной температуры (θ и ).
Вот полная диаграмма Skew-T Log-P. Все линии выглядят запутанными и сложными в сочетании, но каждая представляет собой постоянное изменение одной переменной.
Давайте посмотрим на звук другого настоящего воздушного шара. На этот раз стартовал из Хило во время ураганного переулка.
Звук воздушного шара был запущен из Хило, когда ураган Лейн обрушился на Большой остров. Зондирование было получено из части аэрологических зондирований веб-сайта погоды Университета Вайоминга: http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html. (Авторское право 2018 г. принадлежит Департаменту атмосферных наук Университета Вайоминга, используется с разрешения.) На этой диаграмме Skew-T присутствуют все одинаковые линии. Горизонтальные синие линии — изобары, наклонные синие линии — изотермы, наклонные фиолетовые линии — изогумы, зеленые линии — сухие адиабаты, а синие изогнутые линии — влажные адиабаты.
Черные линии T (справа) и T d (слева) расположены близко друг к другу и иногда перекрываются в самых низких 500 гПа атмосферы, потому что нижние уровни невероятно влажные, а глубокий слой облаков простирается почти до высоты 6 км.
Определение уровня конденсации при подъеме (LCL)
При построении промеров на диаграмме Skew-T у вас может быть набор данных, аналогичный приведенному ниже примеру. Вероятно, у вас будут давление, температура (T) и температура точки росы (T d ) в зависимости от высоты.
Образцы атмосферных данных для нанесения на косые Т-диаграммы (CC BY-NC-SA 4.0). Для построения графика зондирования проще всего начать с определения уровня давления, а затем двигаться вправо, чтобы построить график температуры и температуры точки росы. Обратите особое внимание на то, что изотермы перекошены. Вращайте ось в уме, когда строите график температуры и точки росы. После того, как вы нанесете на график все свои температуры и точки росы, у вас будет вертикальный профиль температуры и влажности атмосферы.
Теперь, когда мы построили зондирование, полезно знать, как поведет себя восходящая посылка воздуха, помещенная в эту среду. Является ли атмосфера устойчивой, неустойчивой или условно неустойчивой? Мы можем определить это, оценив скорость охлаждения поднимающегося посылки и нарисовав траекторию посылки вверх. Восходящий поток воздуха будет охлаждаться при сухой адиабатической скорости до насыщения, после чего он будет охлаждаться при влажной адиабатической скорости. Как мы узнаем, когда посылка будет насыщена? Сначала нам нужно найти Уровень конденсации при подъеме (LCL) .
Уровень конденсации при подъеме (LCL) — это уровень, при котором водяной пар в воздушной посылке, поднятой всухую адиабатически, будет насыщенным.
Красная точка — температура воздуха, синий кружок — температура точки росы. Эта диаграмма является примером ненасыщенной воздушной посылки. Рисунок 5.7 Стулла (CC BY-NC-SA 4.
0). Чтобы найти LCL, начните с поверхности (или уровня давления, ближайшего к поверхности, обычно 1000 гПа) и нанесите на график температуру и температуру точки росы. В случае вышеприведенного примера уровень приземного давления должен находиться на возвышении с P прибой = 90 кПа или 900 гПа, T = 30 °C и T d = -10 °C. Представьте, что воздушная посылка имеет ту же температуру и температуру точки росы, что и окружающая среда. Первоначально он будет охлаждаться при сухой адиабатической скорости градиента по мере подъема. Сначала проследите за температурой поверхности вверх по сухой адиабате. По всей вероятности, температура не будет располагаться непосредственно вдоль отмеченной линии сухой адиабаты, как в примере, поэтому следуйте линии вверх, параллельной сухой адиабате. Точно так же начните с точки росы на поверхности и следуйте изогуме (линия постоянного соотношения компонентов смеси) вверх, потому что содержание влаги в воздушной посылке не меняется при сухом подъеме.
Проведите эти линии вверх, пока они не пересекутся. Это пересечение даст вам уровень подъема уровня конденсации (LCL).
Место, где пересекаются две линии, является уровнем подъемной конденсации (CC BY-NC-SA 4.0).
В этом примере температура поверхности и температура точки росы хорошо совпадают с изогумой и линией сухой адиабаты, но обычно это не так в случае реального зондирования. Однако порядок действий будет таким же. LCL отмечает приблизительную высоту нижней границы конвективных облаков (кучевых), где восходящий воздух сначала становится насыщенным.
После адиабатического подъема воздушной посылки до LCL она становится насыщенной. Как мы знаем, посылка насыщенного воздуха охлаждается при меньшем влажном адиабатическом градиенте . От LCL следуйте по линии, параллельной влажной адиабате, вверх, чтобы получить приблизительную скорость наклона вашей посылки по мере ее подъема.
В показанном ранее примере зондирования из Хило и Лихуэ эта же линия нанесена светло-серым цветом от поверхности до самого верха в атмосфере. Он показывает температуру наземной посылки, поднятой через тропосферу.
Когда вы адиабатически следите за температурой посылки вверх во влажном состоянии, точка, в которой она пересекает профиль температуры окружающей среды (где посылка становится теплее, чем окружающая среда), называется уровнем свободной конвекции или LFC .
По мере того, как вы продолжаете адиабатически следовать по пути воздушной посылки вверх влажным от LFC, точка, где она снова пересекает зондирование (точка, где ваша посылка становится холоднее окружающей среды), называется Уровень равновесия ( EL ).
Правило Норманда для температуры по влажному термометру
Вы можете оценить температуру поверхности по влажному термометру, взяв пример LCL еще на один шаг вперед.
Правило Норманда используется для расчета температуры по влажному термометру на основе температуры воздуха и температуры точки росы. Температура по влажному термометру всегда находится между точкой росы и температурой по сухому термометру (T d ≤ T w ≤ T). Чтобы найти температуру смоченного термометра на шкале Skew- T Log- P , следуйте поверхности T вверх по сухой адиабате, а поверхности T d вверх по изогуме. Место, где они встречаются, — это LCL, как только что было объяснено. Затем следуйте по влажной адиабате обратно на поверхность. Там, где влажная адиабата пересекает поверхность, находится значение температуры по влажному термометру.
НАКИДКА И CIN
«Положительная область» между траекторией посылки и профилем температуры окружающей среды, прочерченная между LFC и EL (где посылка теплее окружающей среды), дает меру Доступная конвективная потенциальная энергия или CAPE , выраженная в Дж·кг –1 .
Это оценка выталкивающей энергии посылки, которая может служить средством оценки силы любой конвекции, которая может возникнуть. CAPE также может дать оценку максимальной интенсивности восходящего потока во время грозы.
w max — расчетное максимальное вертикальное движение в результате CAPE.
Ингибирование конвекции или CIN является существенно отрицательным CAPE, также в Дж·кг –1 . Это отрицательная область между траекторией посылки и кривой температуры окружающей среды, где посылка холоднее окружающей среды. Чем больше значение CIN, тем больше отрицательная выталкивающая энергия, действующая против CAPE. CIN иногда действует как «шапка» на конвекцию. Если у вас большой CAPE, но также и большой CIN, ваш CAPE может быть не полностью реализован как плавучая энергия, и у вас может не быть никакой конвекции. Однако, если ваша посылка способна пробить колпак, то есть способна подняться и стать теплее, чем окружающая среда, конвекция может быть сильной.
На рисунке ниже показано расположение LFC и EL, а также тени как в положительных, так и в отрицательных областях между траекторией посылки и профилем температуры окружающей среды.
Показаны местоположения LFC и EL при вертикальном зондировании, найденные как положительные и отрицательные области между траекторией посылки и профилем температуры окружающей среды (общедоступное достояние).В ранее показанных измерениях Лихуэ и Хило значения CAPE и CIN даны в Дж·кг –1 в колонке справа. Обратите внимание, что CIN записывается как «CINS» и обозначается как отрицательное значение.
Обнаружение тропопаузы
Напомним, что стандартная температура уменьшается с высотой в пределах тропосферы, но становится изотермической с высотой в пределах тропопаузы и увеличивается с высотой в стратосфере. Зная это, местоположение тропопаузы, определяемое уровнем ее давления, можно определить путем изучения нанесенного зондирования. В верхней части вашего зондирования ищите, где профиль температуры становится изотермическим (параллельным вашим наклонным изотермам) или инверсией (где температура увеличивается с высотой, которая будет наклонена вправо больше, чем ваши изотермы).
