Vì khoảng cách Trái Đất - Mặt Trời là không đáng kể so với khoảng cách từ Trái Đất đến các ngôi sao khác trong vũ trụ nên với chuyển động tịnh tiến nói trên, trục Trái Đất có thể coi là[r]
Trang 1VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT
Trái Đất tham gia vào ba vận động chính: vận động trong Thiên hà, vận động xoay quanh trục của nó và vận động tịnh tiến quanh Mặt Trời Ở vận động thứ nhất, Trái Đất thực hiện cùng với Mặt Trời và các hành tinh khác của hệ Mặt Trời trên quỹ đạo xung quanh tâm của dải Ngân hà Vận động này không ảnh hưởng nhiều đến sự biến đổi của môi trường trên Trái Đất và nó là mục tiêu nghiên cứu chính của các nhà thiên văn học hơn là các nhà địa lí học Hai vận động còn lại là điều lưu tâm lớn của các nhà địa lí tự nhiên Kết quả của các vận động này là các hiện tượng ta thấy thường ngày trên Trái Đất như ngày và đêm, độ dài thay đổi của chúng và sự luân chuyển của các mùa trong năm
1 Vận động xoay quanh trục
Trái Đất chuyển động với tốc độ không đổi xung quanh một trục tưởng tượng nối hai cực Bắc
và Nam của nó và hoàn thành một vòng mất khoảng 24 giờ Trái Đất xoay từ Tây sang Đông và ta thấy Mặt Trời xuất hiện hàng ngày từ hướng Đông và di chuyển dần về phía Tây trên bầu trời Thực
ra không phải Mặt Trời chuyển động mà chính Trái Đất xoay các múi kinh tuyến của mình về phía Mặt Trời Nếu nhìn từ vũ trụ, trực diện trên cao của cực Bắc ta sẽ thấy Trái Đất liên tục xoay theo hướng ngược chiều kim đồng hồ Hướng chuyển động sang phía Đông của Trái Đất xác định các khu vực được chiếu sáng trên bề mặt Trái Đất cũng như các vòng luân chuyển của khí quyển và đại dương
Mọi điểm trên hành tinh đều xoay trọn một vòng 3600 trong 24 giờ Điều có nghĩa là vận tốc góc đối với tất cả các khu vực trên hành tinh đều như nhau và bằng 150/h Tuy nhiên, chuyển động xoay này lại khiến cho các điểm trên bề mặt Trái Đất dịch chuyển qua các khoảng cách khác nhau trong những khoảng thời gian như nhau Khoảng cách này lớn nhất đối với các điểm nằm trên
đường xích đạo và giảm dần đối với các điểm gần về hai cực Vận tốc dài của các điểm trên bề mặt
Trái Đất là khoảng cách chúng dịch chuyển được do vận động xoay chia cho thời gian vận động Vận tốc dài của hai cực Trái Đất bằng không vì hai điểm này xoay quanh chính chúng Càng ra xa hai cực, vận tốc dài tăng dần và đạt cực đại ở các điểm nằm trên đường xích đạo, nơi các điểm dịch chuyển với tốc độ 460m/s hay 1660km/h Tại Xanh Pêtécbua, vĩ độ 600 B tốc độ này giảm xuống còn một nửa, thành phố này chỉ dịch chuyển với vận tốc 830km/h
Thông thường ta không cảm nhận thấy vận tốc góc vì ba lí do Thứ nhất, nó đồng đều tại mọi nơi trên Trái Đất; thứ hai, khí quyển cũng xoay theo Trái Đất; và cuối cùng, quanh ta không có các vật thể đứng yên hoặc chuyển động với vận tốc góc khác để làm mốc mà mọi chuyển động đều khó hoặc không thể nhận thấy được nếu không có các vật làm mốc
Hình 1 Trục nghiêng và hướng xoay của Trái Đất
Trang 2Vận động xoay của Trái Đất tạo ra sự luân hồi ngày đêm kế tiếp nhau trên Trái Đất Điều này
có thể minh họa một cách trực quan khi ta chiếu sáng một quả cầu đang xoay từ Tây sang Đông Ta
sẽ thấy rằng quả cầu chỉ luôn được chiếu sáng một nửa còn nửa kia luôn bị che khuất Ta cũng thấy rằng phần được chiếu sáng trườn dần qua ranh giới với nửa bị che tối, một vòng cung 1800, với vận tốc góc 150/h Trong khi đó, ở ranh giới tối sáng bên kia, phần bị che tối cũng từ từ lấn sang nửa được chiếu sáng với tốc độ tương tự Điều này tương tự như chuyển động xoay của Trái Đất và sự rọi sáng của Mặt Trời lên bề mặt Trái Đất Trong khi một nửa của Trái Đất được chiếu sáng và nhận được năng lượng bức xạ từ Mặt Trời, thì nửa còn lại của nó bị chìm trong bóng tối Làm ranh giới
hai nửa cầu đó là một đường tròn lớn được gọi là vòng tròn chiếu sáng.
2 Vận động tịnh tiến
Trong khi xoay quanh trục của mình, Trái Đất còn chuyển động theo quỹ đạo hình elíp gần tròn với bán kính, xấp xỉ 150.000.000km xung quanh Mặt Trời Vào ngày 3 tháng giêng, Trái Đất ở gần
Mặt Trời nhất, tại vị trí cận nhật, cách Mặt Trời 147.500.000km Vào khoảng ngày 4 tháng bảy, nó
nằm ở điểm viễn nhật, khoảng cách xa nhất tới Mặt Trời trên quỹ đạo của mình, cách Mặt Trời
152.500.000km Khoảng cách chênh lệch 5.000.000 km giữa vị trí cận nhật và viễn nhật là một khoảng cách không đáng kể trong vũ trụ Nó tạo ra sự xê dịch vô cùng nhỏ (3,5%) tới nguồn nhiệt Trái Đất nhận được từ Mặt Trời và hầu như không có liên quan gì đến các hiện tượng mùa
2.1 Hoàng đạo, độ nghiêng và tính song song của trục Trái Đất trong chuyển động tịnh tiến
Trái Đất chuyển động xung quanh Mặt Trời trên quỹ đạo nằm trong một mặt phẳng nhất định
gọi là Hoàng đạo Mặt phẳng Hoàng đạo đi qua tâm Trái Đất và giao với mặt cầu theo một vòng
tròn lớn So với đường vuông góc với mặt phẳng này, trục của Trái Đất lệch đi một góc không đổi
230 27’ và nghiêng 660 33’ so với mặt phẳng Hoàng đạo Trong khi chuyển động trên quỹ đạo, trục
của Trái Đất luôn song song với các vị trí trước đó của nó Đặc tính này gọi là tính song song Vì
khoảng cách Trái Đất - Mặt Trời là không đáng kể so với khoảng cách từ Trái Đất đến các ngôi sao
khác trong vũ trụ nên với chuyển động tịnh tiến nói trên, trục Trái Đất có thể coi là luôn chĩa vào
hai điểm cố định trên bầu trời mặc dù trục của Trái Đất không cố định so với Mặt Trời Cực Bắc của Trái Đất luôn hướng tới gần một ngôi sao gọi là sao Bắc đẩu
Do trục trái đất chuyển động có tính song song nên có khi cực này của Trái Đất hướng về phía Mặt Trời, có khi là cực kia và cũng có lúc không cực nào hướng về Mặt Trời cả Sự biến đổi có hệ thống của vị trí tương đối của trục Trái Đất so với Mặt Trời tạo ra cường độ nguồn năng lượng bức
xạ Mặt Trời tới bề mặt Trái Đất luôn không đồng đều theo thời gian và địa điểm Nhận thức được đặc tính này của mối quan hệ Mặt Trời - Trái Đất giúp ta nghiên cứu sự thay đổi các mùa trên Trái Đất và cắt nghĩa cơ chế tạo ra sự biến đổi năng lượng bức xạ Mặt Trời trong năm
Hình 2 Sơ đồ chuyển động của Trái Đất trên mặt phẳng Hoàng đạo