chuyên đề môn địa lý vận động của trái đất và hệ quả

Vận động tự quay quanh trục của Trái Đất và hệ quả địa lí Yêu cầu về kiến thức trong phần này: Trình bày được đặc điểm chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất và hệ quả từ đó giải th

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI TRƯỜNG THPT CHUYÊN LÀO CAI

- -CHUYÊN ĐỀ MÔN ĐỊA LÍ

Đề tài:

VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT VÀ HỆ QUẢ

Họ tên: Nguyễn Thị Thảo

Tổ chuyên môn: Lịch sử - Địa lí- Giáo dục công dân

Lào Cai, tháng 4 năm 2020

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích của đề tài 1

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 1

4 Phạm vi và giá trị nghiêm cứu 2

4.1 Phạm vi nghiên cứu 2

4.2 Giá trị nghiên cứu 2

PHẦN NỘI DUNG 2

1 Vận động tự quay quanh trục của Trái Đất và hệ quả địa lí 2

1.1 Sự vận động tự quay quanh trục của Trái Đất 2

1.2 Hệ quả địa lí của vận động tự quay quanh trục của Trái Đất 3

1.2.1 Sự luân phiên ngày đêm trên Trái Đất 3

1.2.2 Giờ và đường chuyển ngày quốc tế 3

1.2.3 Lực Cô-ri-ô-lit 5

2 Vận động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời và hệ quả địa lí 6

2.1 Sự vận động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời 7

2.2 Hệ quả địa lí của vận động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời 8

2.2.1 Cách tính lịch và các loại lịch 8

2.2.2 Chuyển động biểu kiến hàng năm của Mặt Trời 10

2.2.3 Sự thay đổi các thời kỳ nóng – lạnh trong năm 11

2.2.4 Cách tính mùa và các mùa trong năm 12

2.2.5 Các vành đai nhiệt trên Trái Đất 13

2.2.6 Hiện tượng ngày đêm dài ngắn khác nhau 13

3 Vận động của hệ thống Trái Đất - Mặt Trăng và hệ quả địa lí 14

3.1 Sự vận động của hệ thống Trái Đất – Mặt Trăng 14

3.2 Hệ quả địa lí 15

3.2.1 Quỹ đạo chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời không phải một đường

cong đều đặn 15

3.2.2 Tuần trăng 15

3.2.3 Nhật thực và nguyệt thực 16

3.2.4 Sóng triều trên Trái Đất 17

4 Bài tập vận dụng 18

4.1 Quy trình xây dựng bài tập vận dụng của phần các vận động của Trái Đất và hệ quả 18

4.2 Các dạng bài tập cơ bản 19

4.2.1 Bài toán tính giờ 19

4.2.2 Dạng bài tập trình bày, chứng minh, giải thích 28

4.2.3 Dạng bài tập giả thuyết ngược 28

PHẦN KẾT LUẬN 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO 30

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Múi giờ và đường chuyển ngày quốc tế………4

Hình 1.2 Đường đổi ngày quốc tế………5

Hình 1.3 Mạng lưới tọa độ trên Trái Đất………6

Hình 2.1 Quỹ đạo chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời………7

Hình 2.2 Độ nghiêng của truc Trái Đất so với mặt phẳng Hoàng đạo……….8

Hình 2.3 Đường chuyển động biểu kiến của Mặt Trời trong năm……….10

Hình 2.4 Vận động của Trái Đất và các mùa trong năm………12

Hình 3.1 Chu kỳ tuần trăng……….13

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Chuyên đề: Vận động của Trái Đất và hệ quả là một nội dung kiến thức quan trọng củahọc phần Địa lí tự nhiên đại cương lớp 10 Chuyên đề đề cập đến kiến thức bao gồm nhữngcác vận động chính của Trái Đất (vận động tự quay quanh trục, vận động của Trái Đấtquanh Mặt Trời, vận động của hệ thống Mặt Trăng – Trái Đất) và các hệ quả địa lí từ đóvận dụng vào giải một số dạng bài tập liên quan

Kiến thức liên quan đến chuyên đề được đánh giá là nhiều kiến thức khó, ứng dụng đadạng các dạng bài tập từ tính toán, giải thích các hiện tượng sự vật,…và thường xuyên cómặt trong các đề thi học sinh giỏi Khi tìm hiểu nội dung chuyên đề, học sinh sẽ trang bịcho mình những kiến thức có liên quan một cách có hệ thống sau đó vận dụng kiến thứcvào giải quyết các câu hỏi bài tập Thông qua các bài tập, học sinh được rèn luyện kĩ năng -

kĩ xảo - một điều rất cần thiết đối với học sinh lớp chuyên Địa lí và càng cần thiết hơn đốivới việc bồi dưỡng học sinh giỏi

Vì thế, tác giả đã nghiên cứu và soạn chuyên đề này nhằm hệ thống hóa kiến thức vàcác dạng bài tập của phần vận động của Trái Đất và phân tích sự tác động của các hệ quảvận động của Trái Đất phục vụ cho quá trình ôn luyện cho đội tuyển học sinh giỏi môn Địa

lí của bản thân hiệu quả hơn cũng như giới thiệu với đồng nghiệp để cùng trao đổi và rútkinh nghiệm

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng hợp, hệ thống hóa một số nội dung liên quan đến các vận động của Trái Đất và

hệ quả địa lí

- Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập nhằm phục vụ bồi dưỡng học sinh giỏi, kiểm tra– đánh giá học sinh

4 Phạm vi và giá trị nghiêm cứu

4.1 Phạm vi nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của chuyên đề chủ yếu nằm trong chương trình địa lí lớp 10 cơbản và nâng cao, mở rộng tham khảo tìm hiểu các tài liệu khác có liên quan và nội dung đềthi học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực và quốc gia những năm gần đây

4.2 Giá trị nghiên cứu

Chuyên đề có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên giảng dạy và bồi dưỡng học sinhgiỏi môn Địa lí

PHẦN NỘI DUNG

Trái Đất- hành tinh đặc biệt nhất của chúng ta trong Hệ Mặt Trời chứa bao điều lí thú

mà chúng ta cần khám phá, trong đó có việc hành tinh này đang thực hiện đồng thời nhiềuvận động khác nhau trong vũ trụ Trong số đó, ba vận động chính có ý nghĩa quan trọngđối với cuộc sống của con người bao gồm vận động tự quay quanh trục, vận động tịnh tiếnxung quanh Mặt Trời và vận động quay quanh tâm chung của hệ thống Trái Đất - MặtTrăng

1 Vận động tự quay quanh trục của Trái Đất và hệ quả địa lí

Yêu cầu về kiến thức trong phần này:

Trình bày được đặc điểm chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất và hệ quả từ

đó giải thích được một số hiện tượng ngoài thực tế và áp dụng lý thuyết để giải một sốbài tập tính toán liên quan

+ Là cơ sở để xây dựng mạng lưới kinh vĩ tuyến

+ Giờ trên Trái Đất

+ Hiện tượng ngày đêm liên tục kế tiếp nhau

+ Sinh ra lực Côriôlit làm lệch hướng chuyển động của các vật thể

1.1 Sự vận động tự quay quanh trục của Trái Đất

Năm 1858, nhà vật lí người Pháp Phoucault là người đầu tiên chứng minh hiện tượng tựquay của Trái Đất bằng thực nghiệp con lắc

Đặc điểm của vận động tự quay quanh trục của Trái Đất:

- Trái Đất tự quay quanh một trục tưởng tượng, trục này hợp với mặt phẳng chứa quỹđạo chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời một góc 660 33’

- Đầu kéo dài của trục đi qua cực Bắc của Trái Đất bao giờ cũng chỉ đúng hướng củangôi sao Bắc Đẩu và không thay đổi khi Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời.

- Hướng tự quay quanh trục của Trái Đất là từ Tây sang Đông, ngược chiều kim đồng

hồ nếu nhìn từ cực Bắc

- Thời gian hoàn thành một vòng tự quay quanh trục là một ngày đêm Ngày đêm theoMặt Trời là khoảng thời gian giữa hai lần liên tiếp mà tâm Mặt Trời qua kinh tuyến chưađiểm quan sát (lấy trung bình là 24h) Tuy nhiên, do hướng tự quay trùng với hướngchuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời nên thời gian ngày đêm theo Mặt Trời dài hơn

so với thực tế khi Trái Đất tự quay trọn một vòng quanh trục, thời gian thực đó là23h56’04” (ngày đêm theo sao hay ngày đêm thiên văn)

- Bất cứ điểm nào trên bề mặt đất(trừ hai cực) đều quay được một góc như nhau trongcùng một đơn vị thời gian Đó là vận tốc góc quay là Ω=15độ/h

- Vận tốc dài tại các điểm cùng vĩ độ là giống nhau, khác vĩ độ là khác nhau Tại xíchđạo, vận tốc dài khoảng 463,58 m/s

1.2 Hệ quả địa lí của vận động tự quay quanh trục của Trái Đất

1.2.1 Sự luân phiên ngày đêm trên Trái Đất

Trái Đất có hình Geoid tựa cầu vì thế luôn có một nửa được chiếu sáng gọi là ngày cònmột nửa khuất sáng gọi là đêm nhưng do Trái Đất tự quay quanh trục nên mọi điểm trên bềmặt sẽ lần lượt được luân phiên ngày đêm trong vòng 24 giờ tạo ra nhịp điệu ngày đêmtrên Trái Đất vừa góp phần điều hòa nhiệt độ trên Trái Đất

Thời gian 24 giờ cho một vòng tự quay đã tạo nên một nhịp điệu thích hợp về ngày vàđêm (thời gian ngày và đêm không quá dài cũng không quá ngắn) vì thế ngày không quánóng, đêm không quá lạnh Đây là điều kiện thuận lợi cho sự sống phát sinh, tốn tại và pháttriển trên bề mặt đất đồng thời tạo nên tính nhịp điệu cho cả giới hữu cơ và vô cơ

Giả sử Trái Đất không tự quay quanh trục thì vẫn có hiện tượng ngày đêm nhưng ngàyđêm rất dài, nửa năm là ban ngày và nửa năm là ban đêm do Trái Đất quay quanh Mặt Trờicần một năm để hoàn thành một vòng Nửa ngày sẽ bị thiêu nóng, nửa đêm sẽ bị băng giá,

áp suất không khí chênh lệch giữa hai bên sẽ cực lớn tạo ra những trận gió mạnh Nhữngđiều kiện này sẽ không phải điều kiện thích hợp cho sự sống tồn tại

1.2.2 Giờ và đường chuyển ngày quốc tế

- Giờ địa phương – Giờ Mặt Trời: Do Trái Đất chỉ được Mặt Trời chiếu sáng một nửa

mà Trái Đất lại vận động tự quay quanh trục vì vậy ở một điểm quan sát trên mặt đất trongmột ngày đêm theo quy ước chỉ thấy một lần Mặt Trời lên cao nhất trên bầu trời là lúc 12

giờ trưa Mặt khác, Trái Đất lại tự quay theo chiều từ Tây sang Đông với tốc độ góc khôngđổi là 15 độ/ giờ nên mỗi địa phương trên mỗi kinh tuyến khác nhau sẽ có thời gian MặtTrời lên cao nhất trên bầu trời trong ngày là khác nhau Các địa phương trên cùng một kinhtuyến sẽ có cùng thời điểm Mặt Trời lên cao nhất trên đường chân trời là lúc 12 giờ trưatrong ngày là giống nhau, từ đó giờ trong một ngày là giống nhau, giờ này được gọi là giờđịa phương hay giờ Mặt Trời.

- Giờ khu vực – giờ múi: Để thuận tiện cho giao dịch quốc tế, người ta đã quy địnhthống nhất giờ cho các khu vực trên thế giới Giờ quy ước đó gọi là giờ khu vực hay giờmúi Bề mặt Trái Đất được chia ra thành 24 múi giờ, tức 15 độ kinh tuyến là 1 múi giờ lấygiờ của kinh tuyến chính giữa múi là giờ múi chung cho cả múi Tuy nhiên, vì các quốc gia

có ranh giới thường không phải đường thẳng và có thể nằm trên nhiều múi giờ nên họthường chỉ chọn cho quốc gia mình một giờ thống nhất cho cả lãnh thổ mang tính quy ước.Việt Nam dùng múi giờ GMT +7 làm chuẩn

Hình 1.1 Múi giờ và đường chuyển ngày quốc tế

- Giờ quốc tế - giờ GMT: Để thuận tiện cho tính toán giờ trên Trái Đất và thuận lợicho giao dịch quốc tế, Hội nghị quốc tế năm 1884 đã đi đến quyết định đánh số các khuvực giờ trên Trái Đất theo thống nhất chung Khu vực giờ gốc được chọn đánh số 0 là giờ

số 0 đó là khu vực có kinh tuyến 0 độ gọi là kinh tuyến gốc đi qua đài thiên văn Greenwich

ở ngoại ô Luân Đôn Ranh giới của múi này là 70T-70Đ, số thứ tự các múi được đánh từmúi gốc sang phía đông là 0, 1, 2, 3, 4,…,23.Các kinh tuyến giữa các múi lần lượt là 00,

150Đ, 300Đ,…, 150T Mỗi múi cách nhau một giờ, múi bên phải sớm hơn múi bên Trái 1giờ Do Trái Đất hình tựa cầu nên múi giờ 0 trùng múi giờ 24 Cách xác định và thống nhấtgiờ như này được gọi là giờ quốc tế hay giờ GMT.

- Đường đổi ngày quốc tế: Người ta quy ước lấy khu vực giờ múi 12 có kinh tuyến

1800 đi qua giữa múi làm kinh tuyến chuyển ngày quốc tế(đường chuyển ngày) Nếu đitheo hướng từ tây sang đông qua kinh tuyến chuyển ngày thì phải lùi một ngày lịch cònnếu đi từ đông sang tây qua kinh tuyến chuyển ngày thì phải tăng một ngày lịch

Hình 1.2 Đường đổi ngày quốc tế

1.2.3 Lực Cô-ri-ô-lit

Do Trái Đất chuyển động tự quay quanh trục nên mọi vật thể chuyển động trên Trái Đất

sẽ chịu tác động đồng thời của hai lực: lực gây nên chuyển động ban đầu và lực do sự tựquay quanh trục theo chiều từ Tây sang Đông của Trái Đất do đó hướng chuyển động cuốicùng của vật sẽ là tổng hợp từ hai lực này Nếu vật chuyển động theo chiều kinh tuyến khinhìn theo hướng chuyển động ban đầu đều đã bị lệch sang bên phải ở nửa cầu bắc và lệchsang bên trái ở nửa cầu nam Đối với vật chuyển động theo chiều vĩ tuyến, hiệu ứng Cô – ri– ô – lit không làm lệch hướng chuyển động mà chỉ vật nặng hơn lên khi chuyển động từđông sang tây hoặc nhẹ hơn đi khi chuyển động từ tây sang đông

Lực làm lệch hướng chuyển động của vật thể này được nhà toán học Cô-ri-ô-lit tìm ranên được đặt tên là lực Cô – ri – ô – lit Lực này được biểu diễn bởi công thức:

F = 2 m  v sin 

Trong đó:

F: lực Coriolit : vận tốc góc quay của Trái Đất

v: vận tốc chuyển động của vật m: khối lượng của vật

: vĩ độ địa lý nơi vật chuyển động

Ở xích đạo sin  = 0 nên F = 0 và tăng dần về hai cực

- Mạng lưới tọa độ trên Trái Đất

Trong quá trình chuyển động tự quay

của Trái Đất chỉ có hai điểm chuyển động

tại chỗ đó là hai cực của Trái Đất: cực Bắc

và cực Nam Đường thẳng tưởng tượng nối

hai cực qua tâm của Trái Đất gọi là trục

Trái Đất

Vòng tròn lớn nhất nằm trong mặt

phẳng vuông góc với trục Trái Đất và phân

chia Trái Đất ra thành hai nửa cầu bằng

nhau là vòng xích đạo

Các mặt phẳng song song với vòng

xích đạo cắt bề mặt Trái Đất thành các

vòng tròn song song là các vĩ tuyến

Hình 1.3 Mạng lưới tọa độ trên Trái Đất

Vĩ tuyến thuộc nửa cầu bắc gọi là vĩ tuyến Bắc, vĩ tuyến thuộc nửa cầu nam gọi là vĩtuyến Nam Khoảng cách bằng các cung độ từ các vĩ tuyến đến xích đạo gọi là vĩ độ địa lí Vòng kinh tuyến là vòng tròn đi qua hai cực Bắc và cực Nam của Trái đất Nửa vòngtròn từ cực Bắc tới cực Nam được gọi là kinh tuyến Kinh tuyến gốc được quy ước là kinhtuyến 0 độ đi qua đài thiên văn Greenwich ngoại ô Luân Đôn (Anh) Mỗi kinh tuyến đềucách kinh tuyến gốc một khoảng cách góc gọi là kinh độ Kinh tuyến nằm ở nửa cầu Đôngcủa kinh tuyến gốc gọi là kinh tuyến Đông, kinh tuyến nằm ở nửa cầu Tây của kinh tuyếngốc gọi là kinh tuyến Tây

Xác định tọa độ địa lí của một điểm bất kì trên bề mặt Trái Đất chính là xác định vĩ độ

và kinh độ của điểm đó Lưu ý khi ghi tọa độ địa lí của một điểm thì vĩ độ trước, kinh độsau

2 Vận động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời và hệ quả địa lí

Yêu cầu về kiến thức của phần này: Trình bày được đặc điểm của chuyển động quanhMặt trời của Trái Đất và hệ quả của chuyển động này:

+ Chuyển động biểu kiến hằng năm của Mặt Trời

+ Hiện tượng mùa trên Trái Đất

+ Hiện tượng ngày đêm dài ngắn theo mùa và theo vĩ độ

Giải thích được một số hiện tượng địa lí trong thực tiễn từ chuyển đông quay quanhMặt Trời của Trái Đất và áp dụng để giải một số bài tập tính toán liên quan.

2.1 Sự vận động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời

Trong quá trình chuyển động tự quay quanh trục, Trái Đất cũng chuyển động quanhMặt Trời Mặt Trời đã tạo ra lực hấp dẫn để giữ cho các thiên thể chuyển động quanh nó,trong đó có Trái Đất Tuy nhiên, Trái Đất không bị rơi vào Mặt Trời vì Trái Đất vận độngquanh Mặt Trời theo quỹ đạo hình elip gần tròn (vận tốc trung bình là 29,8km/s) Mặt Trời

là một trong hai tiêu điểm, hai tiêu điểm của elip này cách nhau khoảng 5km Vận tốcchuyển động trên quỹ đạo elip này sinh ra lực ly tâm, lực này đủ triệt tiêu lực hấp dẫn củaMặt Trời đối với Trái Đất nên Trái Đất không bị rơi vào Mặt Trời Mặt phẳng chứa quỹđạo vận động của Trái Đất quanh Mặt Trời gọi là mặt phẳng Hoàng đạo

Hình 2.1 Quỹ đạo chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời

Do chuyển động trên quỹ đạo elip nên khoảng cách Mặt Trời – Trái Đất sẽ thay đổitrong năm Điểm mà Trái Đất gần Mặt Trời nhất được gọi là điểm cận nhật, cách Mặt trờikhoảng 147 triệu km và thường vào 1-3/1 hàng năm Điểm mà Trái Đất xa Mặt Trời nhấtgọi điểm viễn nhật, cách Mặt trời khoảng 152 triệu km và thường vào 3-5/7 Vì vậy, khiquan sát từ Trái Đất ta sẽ thấy khung Mặt Trời lớn nhất vào đầu tháng 1 và nhỏ nhất vàonhững ngày đầu tháng 7

Khi ở gần Mặt Trời, lực hút của Mặt Trời lớn nhất, do đó Trái Đất vận động với tốc

độ lớn nhất, bằng 30,3km/s Còn ở điểm viễn nhật vận tốc nhỏ nhất, bằng 29,3km/s Vậntốc trung bình của Trái Đất chuyển động trên quỹ đạo là khoảng 29,8km/s

Chiều dài quỹ đạo là khoảng 940 triệu km, hướng vận động là từ Tây sang Đông(ngược chiều kim đồng hồ nếu nhìn từ cực Bắc xuống)

Thời gian để Trái Đất chuyển động trọn vẹn một vòng trên quỹ đạo là 365 ngày 5 giờ

48 phút 46 giây, thời gian này thường được gọi là năm thiên văn

Trong quá trình chuyển động quanh Mặt Trời, trục Trái Đất không đổi hướng và luônnghiêng với mặt phẳng quỹ đạo một góc bằng 66033’ tức trục Trái Đất luôn tạo với pháptuyến của mặt phẳng quỹ đạo một góc 23027’

Hình 2.2 Độ nghiêng của truc Trái Đất so với mặt phẳng Hoàng đạo

2.2 Hệ quả địa lí của vận động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời

tự nhiên

Dương lịch: Được người Ai Cập sử dụng thời cổ đại, căn cứ vào chuyển động của TráiĐất xung quanh Mặt Trời để làm lịch Trái Đất chuyển động trọn vẹn một vòng quanh MặtTrời mất 365 ngày 5 giờ 48 phút 46 giây, thời gian này gọi là năm thật hay năm thiên văn.Nhưng để tiện cho việc làm lịch, người ta chỉ lấy chẵn 365 ngày gọi là năm lịch Đó làdương lịch.

Nếu lấy tròn 365 ngày làm năm lịch thì năm lịch sẽ ngắn hơn năm thiên văn khoảng ¼ngày, cứ 4 năm sẽ mất gần 1 ngày Như vậy, sau nhiều năm một số năm lịch sẽ không đúngvới biểu hiện thời tiết, khí hậu Năm 45 sau công nguyên Hoàng đế La Mã Giun Xêda đã

ra lệnh cho sửa lại lịch bằng cách cứ sau 3 năm lại có thêm một năm nhuận có thêm 1ngày, năm nhuận có 366 ngày là các năm chia hết cho 4 Trong năm dương lịch, các tháng1,3,5,7,8,10,12 có 31 ngày còn 4,6,9,11 có 30 ngày riêng tháng 2 năm thường có 28 ngàycòn năm nhuận có 29 ngày Với cách tính này, sau 384 năm sẽ nhanh hơn năm thiên văn 3ngày Năm 325, Giáo hoàng Grêgoa XIII đã bỏ đi 10 ngày sai để lịch khớp với năm thiênvăn Sau đó, quy định riêng đối với các năm chẵn thế kỉ bỏ các năm nhuận là năm chẵn thế

kỉ như 1600, 1700, mà không chia hết cho 400 còn các năm nhuận là năm chẵn thế kỉchia hết cho 400 Từ đó, cách tính lịch này được áp dụng cho đến hiện nay

Âm – dương lịch: Được xây dựng căn cứ vào vận động của Mặt Trăng quanh Trái Đất

và chuyển động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời để làm lịch Tương tự cách tính lịch của

âm lịch nhưng có sự thay đổi để phù hợp với dương lịch Mỗi năm âm lịch ngắn hơndương lịch 10 ngày nên để đảm bảo hài hòa giữa độ dài của hai loại lịch cũng như phù hợpvới đặc điểm thời tiết, khí hậu mà người ta đặt ra lịch nhuận Cứ khoảng 3 năm sẽ có mộtnăm nhuận 13 tháng thay vì 12 tháng như năm thường Năm nhuận được tính là lấy nămdương lịch chia cho 19, nếu số dư là một trong các số 0,3,6, 9, 11, 14, 17 thì đó là nămnhuận Mặc dù đã có năm nhuận nhưng âm – dương lịch vẫn sai so với chu kì chuyển độngcủa Trái Đất xung quanh Mặt Trời khoảng 20 ngày do đó nếu dùng âm – dương lịch để làmnông nghiệp sẽ không phù hợp với đặc điểm các mùa thời tiết nên cần sử dụng dương lịch.Tuy nhiên, do phong tục tập quán nên nhiều nước vẫn sử dụng âm – dương lịch song songvới dương lịch như Việt Nam, Nhật Bản, Hàn Quốc,…

3 Chuyển động biểu kiến hàng năm của Mặt Trời

Chuyển động biểu kiến là chuyển động nhìn thấy được bằng mắt nhưng không cóthực Mặt Trời và nhiều thiên thể khác đang tham gia vào chuyển động này

Trong quá trình chuyển động của Trái Đất trên quỹ đạo quanh Mặt Trời, do trục TráiĐất luôn nghiêng 66033’ so với mặt phẳng Hoàng đạo và không đổi phương trongkhông gian nên từ 22/3 đến 22/9 bán cầu Bắc ngả về phía Mặt Trời và từ 24/9 đến 20/3bán cầu Nam ngả về phía Mặt Trời Cũng với độ nghiêng đó nên phạm vi giữa vĩ độ

23027’B đến 23027’N là giới hạn xa nhất tia sáng Mặt Trời có thể tạo được góc 900 vớitiếp tuyến ở bề mặt đất lúc 12 giờ trưa ( hiện tượng Mặt Trời lên thiên đỉnh) Vì vậy,đứng ở bề mặt Trái Đất ta thấy hằng năm dường như Mặt Trời chỉ di động giữa hai chítuyến Đó là sự chuyển động biểu kiến hàng năm của Mặt Trời

Hình 2.3 Đường chuyển động biểu kiến của Mặt Trời trong năm

Vào 21/3 trục nghiêng của Trái Đất không quay đầu nào về phía Mặt Trời, do đó tiasáng Mặt Trời chiếu vuông góc tiếp tuyến bề mặt đất tại Xích đạo lúc 12 giờ trưa Ngày21/3 gọi là ngày Xuân phân, sau đó Mặt Trời sẽ di chuyển dần lên phía Bắc

Tới ngày 22/6 lúc 12 giờ trưa, tia nắng Mặt Trời chiếu vuông góc với tiếp tuyến ở bềmặt đất ở vĩ độ 23027’B Vĩ tuyến này được gọi là chí tuyến Bắc Ngày 22/6 gọi là Hạchí, sau đó Mặt Trời di chuyển dần về phía Xích đạo

Vào ngày 23/9, trục nghiêng của Trái Đất một lần nữa không quay đầu nào về phíaMặt Trời, vì vậy tia sáng Mặt Trời lại chiếu vuông góc với tiếp tuyến của bề mặt đất tạixích đạo lúc 12 giờ trưa Ngày 23/9 gọi là ngày Thu phân, sau ngày này Mặt Trời dichuyển dần xuống phía Nam

Ngày 22/12 lúc 12 giờ trưa, tia nắng Mặt Trời chiếu vuông góc với tiếp tuyến ở bềmặt đất ở vĩ độ 23027’N Vĩ tuyến này được gọi là chí tuyến Nam Ngày 22/12 được gọi

là Đông chí, sau ngày này Mặt Trời dần di chuyển trở về xích đạo

Như vậy, các địa điểm trong phạm vi giữa hai chí tuyến sẽ có hai lần Mặt Trời lênthiên đỉnh trong năm, chính giữa chí tuyến mỗi năm chỉ có một lần còn khu vực ngoàihai chí tuyến trở về cực, quanh năm không bao giờ thấy Mặt Trời lên thiên đỉnh, cànglên vĩ độ cao góc nhập xạ càng nhỏ Chuyển động biểu kiến này còn là nguyên nhângây ra sự thay đổi nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất trong năm.

3.1.1 Sự thay đổi các thời kỳ nóng – lạnh trong năm

Nhiệt của bề mặt đất phụ thuộc vào góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng trong ngàycủa Mặt Trời Do trục Trái Đất nghiêng so với mặt phẳng Hoàng đạo 66033’ và khôngđổi phương trong không gian nên khi chuyển động tịnh tiến quanh Mặt Trời có lúc nửacầu Bắc ngả về phía Mặt Trời, có lúc nửa cầu Nam ngả về phía Mặt Trời tạo nên sựluân phiên các thời kì nóng, lạnh giữa hai nửa cầu Bắc và Nam

Từ 22/3 đến 22/9, nửa cầu Bắc ngả về phía Mặt Trời nên góc nhập xạ lớn và thờigian chiếu sáng trong ngày dài ( Do Mặt Trời chuyển động biểu kiến từ xích đạo về chítuyến Bắc rồi lại trở về xích đạo nên nửa cầu Bắc thấy Mặt Trời nằm cao trên đườngchân trời), đây là thời kì nóng của nửa cầu Bắc còn nửa cầu Nam không có Mặt Trời lênthiên đỉnh trong thời kỳ này, góc nhập xạ nhỏ (Mặt Trời nằm thấp hơn đường chân trời)nên đây là thời kì lạnh Từ 24/9 đến 20/3 diễn ra ngược lại, nửa cầu Nam là thời kì nóngcòn nửa cầu Bắc là thời kì lạnh Riêng khu vực xích đạo, góc nhập xạ lớn quanh năm,

sự thay đổi là không đáng kể nên sự phân biệt mùa nóng lạnh không rõ ràng

Để tính góc nhập xạ tại các địa điểm khác nhau trong năm, người ta sử dụng côngthức:

Trường hợp vĩ độ φ cần tính góc nhập xạ Mặt Trời (HA) nhỏ hơn xích vĩ Mặt Trời(δ), φ ≤ δ:), φ ≤ δ), φ ≤ δ::

HA = 900 + φA - δ), φ ≤ δ: (tại bán cầu mùa hạ)

HA = 900 – φA - δ), φ ≤ δ: (tại bán cầu mùa đông)

Trường hợp vĩ độ φ cần tính góc nhập xạ Mặt Trời (HA) lớn hơn xích vĩ Mặt Trời(δ), φ ≤ δ:), φ ≥ δ), φ ≤ δ::

HA = 900 - φA + δ), φ ≤ δ: (tại bán cầu mùa hạ)

HA = 900 – φA - δ), φ ≤ δ: (tại bán cầu mùa đông)

Hình 2.4 Vận động của Trái Đất và các mùa trong năm

3.1.2 Cách tính mùa và các mùa trong năm

Mùa là một phần thời gian của năm, nhưng có những đặc điểm riêng về thời tiết vàkhí hậu Nguyên nhân sinh ra các mùa là do trục Trái Đất nghiêng với mặt phẳng Hoàngđạo và trong suốt năm, trục Trái Đất không đổi phương trong không gian, nên có thời kìbán cầu Bắc ngả về phía Mặt Trời, có thời kì bán cầu Nam ngả về phía Mặt Trời Điều đólàm cho thời gian chiếu sáng và sự thu nhận lượng bức xạ Mặt Trời ở mỗi bán cầu đều thayđổi trong năm

Ở bán cầu Bắc:

+ Mùa xuân từ 21/3 đến 22/6, lúc này Mặt Trời bắt đầu chuyển động biểu kiến từxích đạo lên chí tuyến Bắc Lượng nhiệt Mặt Trời bắt đầu tăng lên, thời gian chiếu sángtrong ngày dài ra, nhưng do vừa trải qua mùa đông bị tỏa nhiệt mạnh, mặt đất còn lạnh nênlượng bức xạ Mặt Trời làm cho nhiệt độ chưa tăng cao, thời tiết ấm áp, ôn hòa

+ Mùa hạ từ 22/6 đến 23/9, lúc này Mặt Trời chuyển động biểu kiến từ chí tuyếnBắc về xích đạo Mặt đất và cả trong không khí đã tích lũy sẵn một lượng nhiệt lớn từ mùaxuân và lại nhận thêm lượng bức xạ lớn từ Mặt Trời làm cho thời tiết nóng bức

+Mùa thu từ 23/9 đến 22/12, lúc này Mặt Trời bắt đầu chuyển động biểu kiến từxích đạo xuống chí tuyến Nam, tuy nhận được lượng bức xạ không nhiều nhưng do lượngnhiệt tích lũy từ mùa hạ nên lượng nhiệt giảm dần, thời tiết mát mẻ

+Mùa đông từ 22/12 đến 21/3 năm sau, lúc này Mặt Trời chuyển động biểu kiến từchí tuyến Nam về xích đạo, bề mặt đất và khí quyển đã bị mất nhiệt hết trong mùa thu naytiếp tục nhận được lượng bức xạ nhiệt thấp nên thời tiết lạnh giá

Ở bán cầu Nam, biểu hiện mùa ngược lại bán cầu Bắc

Sự biểu hiện mùa rõ rệt nhất ở các nước vùng ôn đới, những nước nằm trong vùngnội chí tuyến và vòng cực Bắc biểu hiện mùa không rõ rệt nên cách tính mùa như trên phùhợp với các nước vùng ôn đới và theo dương lịch

Theo lịch phương Đông, khu vực nằm trong vùng nội chí tuyến cách tính mùa cókhác theo âm – dương lịch Các ngày Xuân phân, Hạ chí, Thu phân, Đông chí là nhữngngày giữa của bốn mùa, thời gian bắt đầu mùa sớm hơn phương Tây khoảng 45 ngày

+Mùa xuân từ 4 hoặc 5 tháng 2(lập xuân) đến 5 hoặc 6 tháng 5(lập hạ)

+Mùa hạ từ 5 hoặc 6 tháng 5(lập hạ) đến 7 hoặc 8 tháng 8 (lập thu)

+ Mùa thu từ 7 hoặc 8 tháng 8 (lập thu) đến 7 hoặc 8 tháng 11(lập đông)

+Mùa đông từ 7 hoặc 8 tháng 11(lập đông) đến 4 hoặc 5 tháng 2 (lập xuân)

3.1.3 Các vành đai nhiệt trên Trái Đất

Do trục Trái Đất nghiêng 66033’ so với mặt phẳng quỹ đạo khi chuyển động quanhMặt Trời nên quanh năm Mặt Trời chỉ chiếu thẳng góc lúc 12 giờ trưa xuống khu vực nộichí tuyến làm cho khu vực này nhận được lượng năng lượng Mặt Trời lớn nhất, nóngquanh năm nên gọi là nhiệt đới Khu vực ngoại chí tuyến đến vòng cực (23027’B-66033’B

và 23027’N-66033’N) không có hiện tượng Mặt Trời chiếu thẳng góc, góc chiếu chếch nênnhận được lượng nhiệt trung bình, khí hậu ấm áp nên gọi là vùng ôn đới Hai vùng từ vòngcực đến cực nhận được lượng nhiệt ít nhất nên bị lạnh giá quanh năm, đó là các vùng hànđới

- Một vành đai nóng:giới hạn bởi đường đẳng nhiệt +200C tháng nóng nhất ở mỗi báncầu

- Hai vành đai ôn đới: giới hạn bởi đường đẳng nhiệt +200C đến +100C tháng nóng nhất

ở mỗi bán cầu

- Hai vành đai lạnh: giới hạn bởi đường đẳng nhiệt +100C đến 00C tháng nóng nhất ởmỗi bán cầu

- Hai vành đai băng giá: nhiệt độ quanh năm dưới 00C

3.1.4 Hiện tượng ngày đêm dài ngắn khác nhau

Trong quá trình chuyển động quanh Mặt Trời, nếu trục Trái Đất thẳng đứng thì ta sẽ cóđường vòng tròn phân chia sáng tối đi qua địa cực, điều này sẽ làm cho thời gian ở mọi nơitrên Trái Đất (trừ hai địa cực) dài bằng nhau và bằng 12 giờ Tuy nhiên, do trục Trái Đấtnghiêng so với mặt phẳng Hoàng đạo 66033’ và không đổi phương trong không gian nênkhi chuyển động tịnh tiến quanh Mặt Trời nên vòng phân chia sáng tối luôn thay đổi