BỨC XẠ MẶT TRỜI, KHÍ QUYỂN VÀ BÀI TẬP TỰ NHIÊN

BỨC XẠ MẶT TRỜI, KHÍ QUYỂN VÀ BÀI TẬP TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG I/ BỨC XẠ MẶT TRỜI Khái niệm Bức xạ Mặt Trời hiểu dòng vật chất lượng Mặt Trời phát Đây nguồn lượng cho trình phong hố, bóc mịn, vận chuyển bồi tụ Trái Đất, chiếu sáng sưởi ấm cho hành tinh Hệ Mặt Trời Phân phối xạ Mặt Trời Coi toàn lượng xạ Mặt Trời phát 100%, có 47% xạ Mặt Trời Trái Đất hấp thụ, 4% tới bề mặt Trái Đất lại bị phản hồi vào không gian Tuy 47% lượng xạ Mặt Trời Trái Đất hấp thụ, phân bố xạ Mặt Trời Trái Đất lại không giống địa điểm Hình1.Phânphốinănglượng Mặt Trời a Theo vĩ độ Lượng nhập xạ có xu hướng giảm dần từ vùng có vĩ độ thấp tới vùng có vĩ độ cao Lượng xạ bắc cực, khoảng 55-75 kcal/cm2/năm, cao miền núi nhiệt đới hoang mạc nhiệt đới (200-220 kcal/cm2/năm) Ở nhiệt đới xích đạo, bầu trời nhiều mây nên lượng tổng xạ thấp hơn, từ 120-160 kcal/cm2/năm Ở Việt Nam tổng xạ thay đổi khoảng 110-180 kcal/cm2/năm, nói chung miền Bắc thấp miền Nam Tại Alaska xạ mặt trời lớn vào mùa hè J/cm 2/phút, ngày dài 24 tiếng nên tổng xạ đạt 1255-2092 j/cm2/ngày Ngược lại, vùng nhiệt đới xạ mặt trời lớn đạt 6,7 J/cm2/phút, ngày dài 12 tiếng nên tổng xạ đạt khoảng 4500-5000 J/cm2/ngày Bảng 1: Phân bố xạ Mặt Trời theo vĩ độ Bắc bán cầu vào ngày 21/3, 22/6, 23/9, 22/12 (đơn vị: cal/cm2/ngày) 00 100 300 500 700 900 Vĩ độ 21/3 672 569 506 367 132 22/6 377 649 728 707 624 634 23/9 663 630 548 361 130 22/12 616 519 226 66 0 Ví dụ xét BBC, lấy chí tuyến Bắc vòng cực Bắc làm ranh giới chia bán cầu thành khu vực nhiệt đới, ôn đới vùng cực Ở vùng nhiệt đới (nằm đường xích đạo chí tuyến Bắc) lượng nhập xạ ln lớn đạt cực đại lần năm mặt Trời chiếu trực diện vào lúc trưa vào ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh Ở khu vực ơn đới nằm chí tuyến vịng cực Bắc có lượng nhập xạ lớn vào ngày hạ chí có góc tới lớn độ dài ngày lớn năm Lượng nhập xạ nhỏ vào ngày Đơng chí Mặt trời vị trí thấp năm khoảng thời gian chiếu sáng ngày ngắn năm Ở vùng cực Bắc có lượng nhập xạ lớn vào ngày Hạ chí có giai đoạn bị triệt tiêu góc tới giảm xuống trục Trái đất nghiêng, giai đoạn kéo dài khoảng tháng điểm cực Bắc ngắn dần ngày địa điểm nằm vòng cực Bắc Tương tự bán cầu Nam có phân chia vùng nhiệt đới, ơn đới vùng cực Nam tương tự BBC b Theo thời gian Bức xạ mặt trời không biến động theo vị trí địa lý mà cịn biến động theo thời gian (ngày năm) Sự thay đổi thời gian ngày trái đất tự quay xung quanh mình, cịn thay đổi thời gian theo mùa trái đất quay xung quanh mặt trời - Trong ngày Bức xạ Mặt Trời mà hệ thống Trái Đất nhận gọi lượng nhập xạ, nguồn lượng chủ yếu hành tinh Nếu khơng tính đến ảnh hưởng khí tới lượng nhập xạ khoảng 24 ngày khu vực nhận lượng xạ lớn vào trưa góc tới (góc nhập xạ) đạt giá trị lớn ngày bầu trời địa phương Khi không chiếu sáng, khu vực không nhận lượng xạ Khi ngày bắt đầu, góc tới tia sáng ngày lớn, lượng nhập xạ tăng dần trưa góc tới đạt cực đại Lượng nhập xạ sau giảm dần theo độ giảm góc tới đêm thay ngày Vì mặt phẳng qũy đạo trái đất quay quanh mặt trời có khác nhau, nên thời gian chiếu sáng ban ngày thay đổi Khi trái đất hướng vng góc phía mặt trời đường xích đạo gần mặt trời điểm trái đất (đó điểm xuân phân (ngày 21/03) thu phân (ngày 23/09)), tất điểm trái đất có độ dài ngày đêm (12 tiếng) Ba tháng sau xuân phân, trái đất quay phần tư đường quanh mặt trời, đạt tới điểm mà hạ chí tuyến điểm trái đất gần với mặt trời (ngày 21/06: hạ chí bán cầu bắc) Vào ngày hạ chí, độ dài ngày bắc cực 24 giờ, nam cực hồn tồn đêm Vùng xích đạo tiếp tục nhận khoảng 12 chiếu sáng, ôn đới đêm trở nên ngắn dài tùy theo bán cầu Khi trái đất quay xa qũy đạo mặt trời, tiến đến điểm thu phân (ngày 23/09), độ dài ngày trở lại 12 tất trái đất Ba tháng sau thu phân, ngày 22/12 ngày đơng chí bán cầu bắc Lúc đêm bắc cực kéo dài 24 giờ, vùng ơn đới thuộc bán cầu bắc có độ dài ngày mùa đơng dài hơn, khí vùng ơn đới thuộc nam bán cầu lại có độ dài ngày hè dài - Giữa mùa năm Bảng 2: Lượng nhập xạ số địa điểm năm (cal/cm2/ngày) Tháng 10 11 12 TB năm Saint Maur – Pháp (490B, 50m) 75 133 248 358 441 482 462 390 293 178 86 60 267 Irkuotsk – Nga (520B, 467m) 28 97 204 260 285 384 345 272 172 118 35 28 186 Như ta thấy, lượng nhập xạ địa điểm Bắc bán cầu có xu hướng tăng dần đạt cực đại vào tháng 6, sau lại giảm dần đạt cực tiểu vào tháng 12 Hay nói cách khác, lượng nhập xạ lớn vào mùa hạ nhỏ vào mùa đông Nguyên nhân độ dài ngày góc nhập xạ tia sáng Mặt Trời thay đổi có qui luật theo chu kì phụ thuộc vào chuyển động tịnh tiến Trái đất quanh Mặt trời Thời gian chiếu sáng định lượng xạ đưa tới, cịn góc nhập xạ ảnh hưởng trực tiếp tới cường độ nhập xạ Vì vậy, cường độ nhập xạ thời gian chiếu sáng nhân tố ảnh hưởng tới lượng nhập xạ địa điểm bề mặt Trái đất Bảng 3: Thời gian ngày dài ngắn năm theo vĩ độ Độ vĩ 00 100 200 300 400 450 500 550 600 650 660 Ngày dài 12h05’ 12h40’ 13h18’ 14h02’ 14h58’ 15h33’ 16h18’ 17h17’ 18h45’ 21h43’ 24h00’ Ngày ngắn 12h05’ 11h30’ 10h53’ 10h10’ 9h16’ 8h42’ 8h00’ 7h05’ 5h45’ 3h22’ 2h30’ Cường độ xạ Mặt trời (lượng nhập xạ đơn vị diện tích) nhận địa điểm khác khác Trái đất có dạng hình cầu Góc chiếu trực diện gần 900 cường độ xạ đạt cực đại lượng nhận đơn vị diện tích lớn Ngược lại góc chiếu nhỏ diện tích chiếu lớn lượng nhận đơn vị diện tích nhỏ Hơn qua bầu khí so với tia chiếu trực diện, tia chiếu nghiêng phải trải qua đoạn đường dài nên lượng lượng bị hao hụt nhiều c Thay đổi theo độ dốc hướng nghiêng Nếu địa hình dốc hướng dốc khác (sườn bắc sườn nam) thu nhận dòng xạ đến không Khi sườn dốc hướng phía mặt trời V = h0 + i, cịn hướng ngược lại V = h0 - i, với i góc nghiêng địa hình tính độ Ở nơi địa hình nghiêng góc i = 300 lớn hơn, khác xạ sườn dốc lớn Số lần sai khác tính theo cơng thức: n = sin (h0 + i) Ví dụ: Khi h0 = 600, i = ± 300 n = Do sai khác lượng xạ mặt trời thu nên điều kiện sinh thái thành phần rừng sườn dốc khác có khác Vào ngày sáng, xạ mặt trời hướng bắc nam lỗ trống nhỏ (0,1-0,5 ha) rừng nhiệt đới tương tự nhau; ngược lại rừng ôn đới, điều kiện tương tự lượng ánh sáng hướng bắc lỗ trống lại đạt cao hướng nam d Thay đổi theo bề mặt đệm Khi tia sáng chiếu đến bề mặt đất, xạ mặt trời lúc chia phần: hấp thu phản xạ Tỷ lệ (%) xạ phản xạ xạ tổng số gọi albedo Albedo xạ hấp thu phụ thuộc vào tính chất bề mặt đệm sau: Đối tượng Phản xạ, % Hấp thu ,% - Đất khô, sáng 19 81 - Nước biển 70 30 - Cát khô, sáng 37 63 - Đồng cỏ 35 65 - Rừng sáng 30 70 - Rừng tối 18 82 Dễ dàng nhận thấy lục địa mức độ hấp thu xạ Mặt Trời cao so với đại dương Tuy nhiên lục địa lại phụ thuộc vào tính chất bề mặt đệm khác Điếu có ảnh hưởng quan trọng tới phân bố nhiệt độ khơng khí bề mặt Trái Đất Theo nghiên cứu nhà khoa học, phần xạ từ mặt đất phát ra, phần vào khoảng không vũ trụ, phần bị khơng khí hấp thu sau xạ trở lại trái đất Phần xạ phản chiếu trở lại khoảng không vũ trụ không đem lại lợi ích cho bề mặt trái đất, chúng có ý nghĩa giúp tạo hình ảnh chụp ảnh mặt đất từ vệ tinh máy bay Phần xạ phản chiếu trở lại Trái đất bước sóng dài, sinh vật, đất, đá nước hấp thu Năng lượng hấp thu vật thể mặt đất làm tăng nhiệt độ vật thể, làm bốc nước cố định phân tử cao lượng (ATP - Adenozintriphotphas) trình quang hợp thực vật Khi hấp thu lượng có kết làm tăng nhiệt độ vật thể hấp thu lượng, phần lượng xạ trở lại Năng lượng phát từ mặt đất lượng có bước sóng dài (tia hồng ngoại với   m), gây hiệu ứng ấm lớp khơng khí bao quanh mặt đất Vì kết q trình nên khơng khí hoạt động giống lớp kính nhà kính, nghĩa cho tia sáng nhìn thấy qua, giữ lại xạ hồng ngoại Nhà kính hoạt động giống máy tích lũy lượng mặt trời, kết làm nhiệt độ bên cao nhiệt độ khơng khí xung quanh Bằng cách tạo hiệu ứng nhà kính, khơng khí chứa nước CO2 tích lũy lượng mặt trời đóng vai trị quan trọng việc trì nhiệt độ hệ sinh thái nằm giới hạn đảm bảo sống cho sinh vật e Tình trạng khơng khí Tình trạng khơng khí địa phương ảnh hưởng lớn đến thu nhận xạ Mặt Trời Khi xuyên qua khơng khí, xạ mặt trời bị suy yếu cường độ thành phần quang phổ Nguyên nhân làm suy yếu xạ mặt trời hấp thu khuyếch tán xạ vật chất khơng khí Mức độ suy giảm xạ phụ thuộc vào độ khơng khí độ dài đường tia sáng Mây nước phản xạ, phân tán hấp thu xạ tất bước sóng nhìn thấy, mắt ta nhìn thấy đám mây bầu trời có màu xám Khi bầu trời nhiều nước ta nhìn thấy có màu trắng đục (màu tổng hợp tia xạ có bước sóng khác nhau) Bụi khơng khí hấp thu, phản xạ phân tán xạ mặt trời, tia sáng nhìn thấy có bước sóng dài bị phân tán nhiều tia sáng có bước sóng ngắn Kết khơng khí nhiều bụi có màu nâu nhạt đỏ nhạt Các phần tử khí, ngược lại, phân tán tia sáng có bước sóng ngắn nhiều bước sóng nhìn thấy Vì bầu trời sáng ta nhìn thấy có màu xanh Dưới điều kiện khơng khí này, mặt trời trở nên đỏ lặn xuống đường chân trời, phân tán bước sóng ngắn nên toàn bầu trời xung quanh mặt trời có màu xanh Ngược lại, khơng khí chứa nhiều bụi, bầu trời bên mặt phẳng mặt trời gần đường chân trời có màu đỏ, có phát tán bước sóng dài Những bước sóng cực tím cực đỏ nhiều xạ chúng qua bầu khơng khí, số bị khơng khí hấp thu Các tia cực tím ( = 0,22-0,29 m) bị khí ôzon lớp khí hấp thu mạnh, tia hồng ngoại ( > 0,76 m) bị CO2 nước khơng khí hấp thu Bởi khơng khí có tác dụng lọc vậy, nên theo thời gian quang phổ mặt trời đạt tới mặt đất bị suy yếu dần hầu hết bước sóng, trừ bước sóng nhìn thấy Chính thế, vai trò sinh thái xạ mặt trời gắn liền với bước sóng nhìn thấy II/ KHÍ QUYỂN Tổng quan chung: a Khái niệm Khí lớp khơng khí bao quanh Trái Đất, thường xun chịu ảnh hưởng Vũ Trụ, trước hết Mặt Trời Lớp chất khí gồm có Nitơ (78,1%), Oxi (20,9%), cịn lại nước khí khác Bầu khí khơng có ranh giới rõ ràng với khoảng khơng vũ trụ mật độ khơng khí khí giảm dần theo độ cao Ba phần tư khối lượng khí nằm khoảng 11 km bề mặt hành tinh b Vai trò khí quyển: - Cung cấp khí cần thiết cho sống VD: Cung cấp oxi cho động vật, nitơ cho thực vật, axit nitric nước mưa chất bón tốt cho thực vật; cacbonic cho quang hợp cỏ - Bảo vệ Trái đất, chống lại tác động bất lợi từ bên VD: Tầng cao khí ngăn lại phần lớn tia vũ trụ mặt đất không bị thiêu hủy; lớp ozon lọc bớt giữ lại số tia tử ngoại; Khí làm cho thiên thạch rơi xuống bị bốc cháy tan vỡ trước rơi xuống bề mặt TĐ - Giúp điều hòa nhiệt độ Trái Đất - Là nơi diễn vịng tuần hồn nước, tượng thời tiết - Khuyếch tán tia sáng mặt trời, làm cho bầu trời sáng, điều hòa ánh sáng màu sắc, nhờ có khí có tượng bình minh, hồng hơn…phụ thuộc vào gẫy khúc, khuyếch tán tia sáng khí - Giúp cho việc truyền âm phản hồi sóng vơ tuyến điện c Cấu trúc khí * Cấu trúc thẳng đứng: Các tầng khí Vị trí, độ dày - - Khơng khí chuyển động theo chiều thẳng đứng Ở xích đạo: – Tầng đối lưu 16 km Tầng bình Đặc điểm Ở cực: – km - Nhiệt độ giảm theo độ cao Chứa 80% không khí 3/4 lượng nước - - Điều hồ nhiệt độ TĐ trì sống Hơi nước giữ 60% CO2 giữ 18% nhiệt độ bề mặt Trái đất toả vào khơng khí - Bụi, muối, khí… - Khơng khí khơ chuyển Từ giới hạn động theo chiều ngang - Nhiệt độ tăng theo độ cao tầng đối lưu đến 50km Có tầng ơdơn độ cao 28 km Tính từ tầng bình Nhiệt độ giảm mạnh theo độ lưu lên độ cao Tầng cao 80km Tầng ion Từ độ cao 80 km Khơng khí lỗng, lưu Vai trò - Là hạt nhân ngưng kết gây mây, mưa - Tầng bảo odôn vệ TĐ khỏi tia tím cực - Phản hồi sóng trở lên đến 800 chứa nhiều ion mang điện tích km âm dương - vơ tuyến từ mặt đất lên Khơng khí loãng: khoảng Từ độ cao cách phân tử khí tới 600 Tầng ngồi khoảng 800 km km Thành phần chủ yếu Hidro trở lên Heli * Cấu trúc ngang Theo chiều ngang, khí khơng đồng nhất, đặc biệt tầng đối lưu bị ảnh hưởng trực tiếp bề mặt đất Mỗi bán cầu gồm có khối khí: - Khối khí Xích đạo: nóng, ẩm, phát sinh từ 10-150 vĩ tuyến Bắc đến 10-150 vĩ tuyến Nam - Khối khí chí tuyến nóng khơ, phát sinh đới nhiệt đới từ 10 - 150 đến 30-350 vĩ tuyến Bắc Nam - Khối khí ơn đới: nhiệt độ khơng cao, mưa khơng nhiều, phát sinh đới ôn đới từ 30 - 350 đến 60-650 vĩ tuyến Bắc Nam - Khối khí lạnh, nhiệt độ trung bình tháng thấp, mùa đông rét buốt, mùa hè lạnh, phát sinh vùng cực Bắc cực Nam Nhiệt độ không khí a Nguồn cung cấp nhiệt cho bề mặt Trái Đất Nguồn cung cấp nhiệt cho bề mặt Trái Đất Mặt Trời, Vũ trụ thân Trái Đất Trong đó, Mặt Trời nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu Các Vũ Trụ xa nên lượng nhiệt cung cấp cho Trái Đất không đáng kể, 1/50 triệu Mặt Trời Nguồn lượng lòng Trái Đất phong phú, lớp vỏ Trái Đất dẫn nhiệt nên lượng nhiệt cung cấp cho bề mặt Trái Đất 1/5000 Mặt Trời Cường độ xạ Mặt Trời đến bề mặt Trái Đất tuỳ thuộc vào góc nhập xạ thời gian phát xạ Góc nhập xạ lớn cường độ xạ tăng, ngược lại Thời gian chiếu xạ dài cường độ xạ lớn b Nhiệt độ khơng khí bề mặt Trái Đất * Nhiệt độ khơng khí Nói đến nhiệt độ nơi nói đến nhiệt độ khơng khí nơi đó, cụ thể nhiệt độ lớp khơng khí cách bề mặt đất 2m Nhiệt độ lớp không khí vừa chịu ảnh hưởng xạ Mặt Trời, vừa chịu ảnh hưởng lớn rõ rệt xạ mặt đất (do mặt đất tiếp nhận nhiệt từ xạ Mặt Trời lại toả vào khơng khí) Nhiệt độ khơng khí nơi lên xuống liên tục từ ngày sang đêm từ mùa sang mùa khác: Ban ngày, Mặt Trời lên cao cường độ xạ Mặt Trời lớn; cường độ xạ mặt đất tăng lên chậm Cư ờng độ xạ mặt trời lớn lúc 12 trưa, cường độ xạ mặt đất cao lúc 14 - 16h Vì vậy, nhiệt độ lớp khơng khí gần mặt đất cao khoảng 14 - 16h Ban đêm, xạ mặt trời khơng có xạ mặt đất yếu dần, cường độ xạ mặt đất thấp lúc - 6h sáng (mùa đông 6-8h sáng) nên nhiệt độ lớp khơng khí gần mặt đất xuống thấp khoảng thời gian Ở bán cầu Bắc, từ ngày 21-3 đến ngày 22-6 góc chiếu tia sáng mặt trời lớn dần, ngày dài dần, mặt đất ngày thu nhiều nhiệt toả nhiệt vào khơng khí ngày nhiều, đến tháng nhiệt độ lớp khơng khí gần mặt đất lên cao Từ ngày 23-9 đến hết ngày 22-12, góc chiếu tia sáng mặt trời nhỏ dần, ngày ngắn dần, mặt đất ngày thu nhiệt, toả nhiệt vào khơng khí ngày ít, đến tháng nhiệt độ lớp khơng khí gần mặt đất xuống thấp Ở bán cầu Nam, ngược lại, tháng có nhiệt độ lên cao tháng có nhiệt độ xuống thấp * Phân bố nhiệt độ khơng khí bề mặt Trái Đất - Về nhiệt độ trung bình năm: + Nhiệt độ trung bình năm thay đổi theo vĩ độ địa lí Nhìn chung, lên vĩ độ cao nhiệt độ trung bình năm giảm Những địa điểm có nhiệt độ trung bình năm thấp nằm miền gần Địa cực, đặc biệt lục địa Tuy nhiên, địa điểm có nhiệt độ trung bình năm cao khơng nằm dọc theo Xích đạo mà khoảng 100B Nguyên nhân Xích đạo, bề mặt bên phần lớn biển rừng rậm, nước nhiều, hạn chế nhận nhiệt lớp khơng khí gần mặt đất Bảng: Phân phối nhiệt độ trung bình năm vĩ độ (oC) Vĩ độ Bán cầu Bắc 0o 10o 25,4 26,0 20o 30o 25,0 20,4 40o 50o 60o 70o 80o 90o 14,0 5,4 -0,6 -10,4 -17,2 -19,0 Bán cầu Nam 25,4 24,7 22,8 18,3 12,0 5,3 -3,4 -13,6 -27,0 -33,0 + Nhiệt độ trung bình năm thay đổi theo vị trí lục địa hay hải dương Nhiệt độ hải dương ơn hồ lục địa; thế, nơi có nhiệt độ trung bình năm cao thấp nằm lục địa + Nhiệt độ trung bình năm thay đổi theo bờ đông hay bờ tây đại dương Ở vĩ độ thấp, bờ tây đại dương (tức bờ đơng lục địa) có nhiệt độ cao bờ đông đại dương (tức bờ tây lục địa) Ở vĩ độ cao (với bán cầu Bắc), bờ tây đại dương (tức bờ đông lục địa) có nhiệt độ thấp bờ đơng đại dương (tức bờ tây lục địa) Nguyên nhân tác động dòng biển chảy ven bờ Ở vĩ độ thấp, chảy ven bờ tây đại dương dịng biển nóng, cịn chảy ven bờ đơng đại dương dịng biển lạnh Ở vĩ độ cao bán cầu Bắc, chảy ven bờ tây đại dương dòng biển lạnh, chảy ven bờ đơng đại dương dịng biển nóng + Nhiệt độ trung bình năm thay đổi theo độ cao Càng lên cao nhiệt độ giảm lên cao khơng khí lỗng, khơng giữ nhiều nhiệt - Về biên độ nhiệt năm: + Biên độ nhiệt độ năm thay đổi theo vĩ độ, với chiều hướng biên độ tăng dần từ Xích đạo cực Bảng: Biên độ nhiệt độ năm theo vĩ độ (oC) Vĩ độ BCB 0o 0,6 10o 1,7 20o 30o 5,5 13,1 40o 50o 60o 70o 80o 90o 19,3 25,8 30,4 34,1 34,5 36,0 BCN 0,6 2,2 5,2 7,6 6,5 5,4 11,2 19,5 28,7 35,0 Nhìn chung, vùng nhiệt đới nóng quanh năm, chênh lệch nhiệt độ tháng không lớn Càng lên vĩ độ cao đặc biệt gần địa cực chênh lệch nhiệt độ tháng năm lớn có tăng đột biến + Biên độ nhiệt độ năm thay đổi theo lục địa đại dương Đất nước có nhiệt dung khác nhau: nước thu nhiệt chậm giữ nhiệt lâu nên nước nóng lên nguội chậm đất Vào mùa lạnh, nhiệt độ mặt đại dương cao mặt lục địa, cịn vào mùa nóng nhiệt độ mặt đại dương lại thấp mặt lục địa Kết biên độ nhiệt độ đại dương nhỏ biên độ nhiệt độ lục địa Càng vào sâu lục địa biên độ nhiệt lớn + Biên độ nhiệt độ năm thay đổi theo bờ đông bờ tây đại dương Ở vĩ độ cao, bờ tây đại dương bán cầu Bắc có biên độ nhiệt lớn nhiều so với bờ đông đại dương Nguyên nhân ảnh hưởng dòng biển nóng bờ đơng đại dương vào mùa lạnh lớn, làm cho chênh lệch nhiệt độ hai mùa nhỏ nhiều so với bờ tây + Biên độ nhiệt độ năm thay đổi theo địa hình Ở đỉnh núi hay rìa cao nguyên có biên độ nhiệt nhỏ nhiều so với đáy thung lũng Phân bố khí áp gió bề mặt Trái Đất 10 a Các vịng đai khí áp chuyển động chung khí * Các vịng đai khí áp Trái Đất Khí áp phân phối Trái Đất theo vĩ độ thành vịng đai khí áp Các vịng đai khí áp phân bố xen kẽ đối xứng qua đai áp thấp xích đạo Tuy nhiên, vịng đai khí áp Trái Đất không liên tục mà bị chia cắt thành khu khí áp riêng biệt phân bố không lục địa đại dương Chỉ vĩ độ mà phần lớn mặt Trái Đất đại dương đai khí áp tương đối liên tục * Những chuyển động chung khí - Gió Mậu dịch: Ở miền nhiệt đới, chuyển động chung khí vịng đai khí áp cao cận chí tuyến vịng đai khí áp thấp Xích đạo chi phối Khơng khí di chuyển từ khu áp cao đến khu áp thấp tạo thành gió Mậu dịch (Tín phong) + Tại khu áp cao cận chí tuyến, khơng khí từ lớp cao dồn xuống, khơng có chuyển động lớn khí theo chiều ngang, nước khó bốc lên cao, trời xanh, khơ suốt năm, khơng mưa Vì thế, hình thành hoang mạc lớn + Từ khu áp cao cận chí tuyến, khơng khí di chuyển khu áp thấp Xích đạo, lực Cơriolit mà lệch thành gió Đơng Bắc bán cầu Bắc gió Đơng Nam bán cầu Nam Đây loại gió thổi thường xun điều hồ Trái Đất Gió thổi theo hướng, không thay đổi, tốc độ gió điều hồ (20km/h) Tuy nhiên, vịng đai khí áp khơng liên tục nên khơng phải gió Mậu dịch thổi nơi Nhìn chung, gió Mậu dịch loại gió khơ, gây mưa, trừ trường hợp gặp địa hình cao, chắn gió Khu vực có gió Mậu dịch thổi chiếm khoảng 1/3 diện tích bề mặt Trái Đất không cố định mà xê dịch theo chuyển động biểu kiến Mặt Trời + Tại khu áp thấp Xích đạo, gió Mậu dịch từ hai phía bán cầu thổi đến, hội tụ đẩy khơng khí lên cao, hình thành khu lặng gió Ở khu lặng gió Xích đạo, khơng khí mang nước bốc lên cao, hợp thành mây gây mưa giông vào chiều tối hàng ngày, khiến cho Xích đạo nơi có lượng mưa lớn - Gió Tây ơn đới: Từ khu áp cao cận chí tuyến, khơng khí di chuyển khu áp thấp ôn đới, lực Coriolit nên chuyển thành hướng Tây gọi gió Tây ơn đới Gió Tây ơn đới khơng 11 khí nóng chuyển đến nơi có nhiệt độ thấp hơn; lên vĩ độ cao, độ ẩm đạt tới điểm bão hoà, nhiều mây trút mưa xuống Đây loại gió ẩm Tốc độ gió trung bình đạt khoảng 32-45km/h Hoạt động gió Tây ơn đới nơi khác Ở bán cầu Nam, khu khí áp thấp ơn đới tạo thành vịng đai liên tục nên gió Tây ơn đới thổi thường xun điều hồ Ở bán cầu Bắc, gió Tây ơn đới thổi phức tạp hơn, Đại Tây Dương hay xuất nhiễu loạn làm thời tiết thay đổi bất thường - Gió Đơng cực: Trên miền cực, cao áp tồn quanh năm, từ không khí lạnh di chuyển khu áp thấp ơn đới Do lực Coriolit nên gió chuyển hướng thành Đơng Bắc bán cầu Bắc Đông Nam bán cầu Nam b Các trung tâm áp cao, áp thấp thay đổi theo mùa gió mùa * Các trung tâm khí áp thay đổi theo mùa Các lục địa rộng lớn có biên độ nhiệt độ năm lớn, dẫn đến có thay đổi khí áp theo mùa, mùa đơng, nhiệt độ hạ thấp hình thành áp cao; mùa hạ, nhiệt độ tăng cao hình thành áp thấp Ở bán cầu Bắc, lục địa châu Á, vào mùa đông xuất khu áp cao lớn, chủ yếu bao phủ lên miền Xibia nước Nga nên có tên áp cao Xibia; vào mùa hạ, xuất khu áp thấp miền Tây Nam Á, gọi áp thấp Iran Ở châu Âu Bắc Mỹ xuất trung tâm khí áp hoạt động theo mùa không lớn vững bền châu Á Ở bán cầu Nam, việc hình thành trung tâm khí áp theo mùa có trái ngược với bán cầu Bắc mặt thời gian: lục địa bán cầu Bắc mùa đơng, hình thành trung tâm áp cao lục địa bán cầu Nam mùa hạ, hình thành trung tâm áp thấp ngược lại * Gió mùa Gió mùa luồng khơng khí hình thành hoạt động trung tâm khí áp thay đổi theo mùa, hướng gió tính chất gió thay đổi theo mùa Gió mùa có phạm vi hoạt động rộng bề mặt Trái Đất gió mùa châu Á điển hình Về nguồn gốc phát sinh, người ta phân biệt loại gió mùa: gió mùa ơn đới (gió mùa ngoại chí tuyến) gió mùa nhiệt đới (gió mùa nội chí tuyến) - Tình trạng đối lập nhiệt độ khí áp lục địa đại dương nguyên nhân phát sinh gió mùa ơn đới phía Đơng lục địa châu Á 12 Mùa đông bán cầu Bắc, lục địa châu Á có nhiệt độ hạ thấp, miền Đơng Xibia khiến khí áp tăng cao Cùng lúc, Thái Bình Dương, khu áp thấp Aleut lan rộng Khơng khí di chuyển từ áp cao Xibia đến áp thấp Aleut hình thành gió mùa Tây Bắc khơ lạnh, ảnh hưởng lớn tới vùng Viễn Đông CHLB Nga, Hoa Bắc Trung Quốc, bán đảo Triều Tiên, Nhật Bản Mùa hạ, nhiệt độ tăng cao, áp thấp hình thành bành trướng gần khắp lục địa châu Á Cùng lúc, Thái Bình Dương, khu áp cao California-Haoai phát triển rộng Khơng khí từ áp cao California-Haoai di chuyển lục địa châu Á, hình thành gió mùa Đơng Nam mát ẩm Như vậy, vùng rộng lớn phía Đơng lục địa châu Á chịu ảnh hưởng gió mùa ơn đới - Gió mùa nhiệt đới hoạt động mạnh Đơng Nam Á Nam Á có ngun nhân chủ yếu chênh lệch nhiệt độ khí áp hai bán cầu Sự phân bố lục địa đại dương có tác động làm tăng cường phức tạp thêm hoạt động gió mùa nhiệt đới Vào mùa đông bán cầu Bắc, cao áp Xibia bành trướng lục địa châu Á Cùng lúc, bán cầu Nam mùa hạ, lục địa Ôxtrâylia nóng, hình thành khu áp thấp Tây Bắc Ơxtrâylia Vịng đai áp thấp Xích đạo lúc dịch chuyển phía Nam Tình trạng chênh lệch khí áp hai bán cầu khiến khơng khí di chuyển từ áp cao Xibia xuống bán cầu Nam tạo thành gió mùa Đông Bắc Vào mùa hạ bán cầu Bắc, lục địa châu Á khí áp xuống thấp, trung tâm áp thấp Iran Cùng lúc, bán cầu Nam, áp cao cận chí tuyến phát triển rộng, lục địa hình thành áp cao theo mùa áp cao Đơng Nam Ơ x trây li a Gió mùa thổi từ áp cao bán cầu Nam lên bán cầu Bắc, lúc đầu có hướng Đơng Nam, sau vượt xích đạo chuyển thành hướng Tây Nam nên gọi gió mùa Tây Nam Gió mùa nhiệt đới châu Á khơng đổi hướng mà tính chất gió thay đổi theo mùa Mùa đơng, gió mùa Đơng Bắc từ lục địa thổi xuống lạnh khơ Mùa hạ, gió mùa Tây Nam từ bán cầu Nam thổi lên, qua đại dương nên mát ẩm c Mưa phân bố mưa bề mặt Trái Đất * Mưa Khơng khí tầng đối lưu khí ln có lượng nước định Lượng nước bốc từ thuỷ lên Ở nhiệt độ, khơng khí có 13 thể chứa lượng nước tối đa, gọi độ ẩm bão hoà Nhiệt độ cao khơng khí chưa nhiều nước Khi độ ẩm khơng khí đạt tới mức bão hồ mà khơng khí tiếp tục bổ sung thêm nước độ ẩm khơng khí đạt tới độ bão hồ mà khơng khí bị lạnh có tượng dư thừa nước lượng nước dư thừa ngưng kết, điều kiện cần có hạt nhân ngưng kết Hơi nước ngưng kết cao sinh mây Những hạt nước mây hợp với tạo thành hạt lớn hơn, nặng rơi xuống đất, hình thành mưa * Các chế độ mưa Trái Đất Tình hình mưa năm nơi gọi chế độ mưa nơi Trong chế độ mưa, có hai yếu tố quan trọng hàng đầu lượng mưa trung bình năm số ngày mưa năm Lượng mưa trung bình năm từ 1500mm trở lên mưa nhiều, từ 50mm trở xuống mưa Số ngày mưa năm cho biết lượng mưa phân phối năm hay tập trung vào số ngày, vào mùa - Chế độ mưa Xích đạo: Dưới vịng đai áp thấp Xích đạo, mưa quanh năm, ngày mưa Ban ngày, khơng khí bốc lên cao, hút theo nước Đến chiều, nước ngưng tụ thành mây Tối, trời đổ mưa rào Tuy nhiên, có hai thời điểm mưa nhiều hơn, sau Mặt Trời lên thiên đỉnh, tức khoảng tháng tháng 10 Trong năm, mưa ngớt hai thời điểm, sau ngày Đơng chí Hạ chí, tức khoảng tháng tháng Nói chung, Xích đạo khu vực có lượng mưa lớn Trái Đất, khoảng 2000- 2500mm/năm - Chế độ mưa cận Xích đạo chế độ mưa gió mùa + Chế độ mưa cận Xích đạo: Càng xa Xích đạo, lượng mưa giảm Ở gần Xích đạo (khoảng 10 0), năm có hai vụ mưa tương ứng với thời gian lần Mặt Trời lên thiên đỉnh, xen vụ khô ngắn vụ khô dài Ở xa Xích đạo (khoảng vĩ tuyến 150), hai lần Mặt Trời lên thiên đỉnh gần nên năm cịn mùa mưa mùa khơ Lượng mưa trung bình khoảng 1000 - 1500mm/năm + Chế mưa gió mùa: Lượng mưa tương đối lớn Trong năm có mùa mưa mùa khơ rõ rệt, tương ứng vói mùa gió Sự chênh lệch lượng mưa hai mùa lớn nơi khác Trái Đất Lượng mưa trung bình khoảng 1500-2000mm/năm 14 - Chế độ mưa hoang mạc chế độ mưa Địa Trung Hải: + Chế độ mưa hoang mạc: Ở khu vực quanh năm có áp cao cận chí tuyến bao phủ, khơng khí nén xuống từ từ, nước khơng bốc lên nên mưa, hình thành hoang mạc Hoang mạc hình thành trung tâm lục địa, cao nguyên bị mạch núi lớn bao quanh, chắn gió ẩm từ đại dương thổi vào Dù nguyên nhân hình thành hoang mạc nơi mưa, có lượng mưa nhỏ Trái Đất Ở hoang mạc, nhiều năm liền khơng có mưa, có mưa mưa to diễn thời gian ngắn, khoảng vài Lượng mưa trung bình khoảng vài chục mm/năm + Chế độ mưa Địa Trung Hải: Ở khu vực cận chí tuyến, mùa hạ có áp cao cận chí tuyến bao phủ nên khơng có mưa, mùa đơng chịu ảnh hưởng khí xốy ơn đới gió Tây nên có mưa Lượng mưa trung bình khoảng 700-900mm/năm, tập trung vào mùa đông Mưa thường mưa ngắn dội kiểu mưa giơng Điển hình cho chế độ mưa ven biển Địa Trung Hải nên gọi chung chế độ mưa Địa Trung Hải - Chế độ mưa ôn đới + Chế độ mưa ôn đới hải dương: Ở vùng ôn đới, khu vực bờ tây lục địa, quanh năm có gió Tây ơn đới khí xốy đại dương thổi vào mang theo khí ẩm nên mưa nhiều Tuy nhiên, vào mùa thu mùa đông, chênh lệch nhiệt độ mặt biển ấm mặt đất lạnh tăng lên mưa nhiều hơn, chủ yếu dạng mưa nhỏ mưa bụi Lượng mưa trung bình khoảng 1500mm/năm + Chế độ mưa ôn đới lục địa: Càng vào sâu đất liền ảnh hưởng gió Tây ơn đới khí xốy giảm, lượng mưa dần Mùa đơng, ảnh hưởng gió Tây ơn đới khí xốy mạnh nên có mưa tuyết rơi Mùa hạ có mưa bốc nước chỗ Lượng mưa trung bình khoảng 500mm/năm - Chế độ mưa Địa cực Hai miền cực lạnh, lại khu vục khí áp cao nên nước khó bốc lên, mưa Chỉ đơi có khí xốy ơn đới vượt lên có mưa dạng tuyết rơi Lượng mưa trung bình khoảng 100-200mm/năm * Khí hậu 15 - Thời tiết khí hậu: Trong tự nhiên, tượng khí xạ, nhiệt độ, khí áp, độ ẩm, gió, mưa khơng diễn độc lập mà có quan hệ mật thiết với nhau, tạo cho lớp khí gần mặt đất nơi, thời gian có tình trạng vật lý định Tình trạng vật lý khí nơi, thời gian định gọi thời tiết Ở nơi nào, kiểu thời tiết lặp lặp lại nhiều lần năm từ năm qua năm khác Diễn biến thời tiết tạo nên "chế độ thời tiết" hay "khí hậu" nơi Như vậy, khí hậu đặc điểm chế độ thời tiết nhiều năm Sự khác thời tiết khí hậu là: thời tiết trạng thái cụ thể khí thời gian ngắn, cịn đặc tính khí hậu mang tính trung bình thời gian dài - Các nhân tố địa lí khí hậu + Vĩ độ địa lí Vĩ độ địa lí nhân tố quan trọng khí hậu Tất yếu tố khí hậu xạ, nhiệt độ, khí áp, gió, mưa phân bố bề mặt Trái Đất chủ yếu theo vĩ độ Trước hết, vĩ độ định độ nghiêng tia sáng Mặt Trời đến bề mặt Trái Đất, nghĩa định cường độ xạ Mặt Trời nơi từ tác động tới hàng loạt yếu tố khác, làm thay đổi khí hậu theo vĩ độ, xuất đới khí hậu bề mặt Trái Đất + Thực vật Thực vật, rừng cây, có vai trị giữ cho chế độ nhiệt ơn hồ, ban ngày, rừng ngăn xạ mặt trời làm cho nhiệt độ khơng lên q cao, cịn ban đêm rừng ngăn bớt xạ mặt đất giữ cho nhiệt độ không xuống thấp Thực vật rừng nhả nhiều nước làm cho độ ẩm khơng khí tăng lên, nên rừng làm tăng lượng mưa + Sự phân bố hải dương lục địa Ở miền chịu ảnh hưởng nhiều hải dương, mùa hạ nóng, mùa đơng lạnh, biên độ nhiệt nhỏ, gió biển lại đưa ẩm mây đến nên mưa nhiều Đó chế độ khí hậu hải dương mà đặc tính điều hồ Những miền trung tâm lục địa có nhiệt độ cực đoan, mùa hạ nóng, mùa đơng lạnh, biên độ nhiệt độ lớn; gió biển vào tới, độ ẩm nhỏ, mưa Đó chế độ khí hậu lục địa mà đặc tính cực đoan 16 Nhìn chung, ơn đới, sang phía Tây lục địa ảnh hưởng khối khí hải dương trực tiếp thường xun hơn, khí hậu có tính chất hải dương, sang phía Đơng khí hậu có tính chất lục địa Cịn nhiệt đới ngược lại, sang phía Đơng lục địa khí hậu có tính chất hải dương, sang phía Tây khí hậu có tính chất lục địa + Độ cao địa hình Càng lên cao khơng khí lỗng, khí áp giảm Nhiệt độ giảm theo độ cao xạ mặt đất giảm nhanh Độ cao ảnh hưởng lớn đến độ ẩm: lên cao độ ẩm tuyệt đối giảm Lượng mưa tăng theo độ cao, tăng đến độ cao định, độ cao có lượng mưa tối đa tương ứng với độ cao có độ mây tối đa; sau lượng mưa lại giảm Ở miền núi, độ cao làm sinh loại gió địa phương, gió phơn, gió núi, gió thung lũng Như vậy, địa hình nhân tố địa lí quan trọng có ảnh hưởng lớn tới khí hậu, làm xuất kiểu khí hậu miền núi - Các đới kiểu khí hậu Trái Đất + Khí hậu Xích đạo Ở khu vực Xích đạo, góc chiếu tia sáng Mặt Trời quanh năm lớn, nhiệt độ cao quanh năm Nhiệt độ trung bình năm khoảng 250C Biên độ nhiệt độ năm nhỏ (chỉ 2-30C) Không có phân biệt mùa, suốt năm mùa nóng dài Khơng khí khu vực Xích đạo quanh năm bị đẩy lên cao, hình thành khu khí áp thấp Hơi nước bốc lên nhiều, độ ẩm lớn Mưa nhiều quanh năm hình thức mưa giơng Lượng mưa trung bình năm lớn Trái Đất, khoảng 2000-2500mm/năm + Khí hậu nhiệt đới: Ở miền nhiệt đới, mùa chịu ảnh hưởng rõ rệt chuyển động biểu kiến Mặt Trời Mùa hạ thời gian Mặt Trời lên thiên đỉnh, góc nhập xạ lớn, nhiệt độ cao; mùa hạ đồng thời mùa mưa Mùa đông thời gian Mặt Trời bán cầu bên kia, góc nhập xạ nhỏ, nhiệt độ giảm; mùa đông mùa khô Nhiệt độ trung bình năm 200C, biên độ nhiệt độ năm khoảng 50C Lượng mưa trung bình năm 1500mm, tập trung vào mùa mưa Gần Xích đạo, năm có vụ mưa vụ khơ; xa Xích đạo cịn vụ mưa vụ khơ Gió Mậu dịch hoạt động quanh năm Trong khu vực gió mùa nhiệt đới, điển hình Hoa Nam (Trung Quốc), bán đảo Trung Ân, Ấn Độ vào mùa đơng, gió mùa Đơng Bắc thổi từ lục địa ra, khí hậu lạnh khổ; vào mùa hạ, gió mùa Tây Nam thổi từ đại dương phía Nam lên, ẩm 17 ướt, gây mưa nhiều, đơi có bão Nét đặc trưng khí hậu gió mùa nhiệt đới đối lập rõ rệt hướng gió lượng mưa mùa, biên độ nhiệt độ năm lớn + Khí hậu chí tuyến Khu vực chí tuyến nằm đai khí áp cao chí tuyến Quanh năm khơng khí nén xuống cách chậm chạp, nước không bốc lên cao nên mưa Đây khu vực mưa Trái Đất, lượng mưa trung bình 100mm/năm, hình thành nên hoang mạc lớn Trên hoang mạc nhiều năm khơng có mưa có mưa mưa dội Nhiệt độ trung bình năm cao Nét đặc trưng chế độ nhiệt biên độ nhiệt năm biên độ nhiệt ngày lớn + Khí hậu cận chí tuyến Khu vực khí hậu cận chí tuyến nằm khoảng vĩ độ từ 300 tới 500 Gồm Khí hậu cận chí tuyến bờ tây lục địa, điển hình quanh Địa Trung Hải nên cịn gọi khí hậu Địa Trung Hải Mùa hạ có áp cao chí tuyến bao phủ nên khơng khí khơ, mùa hạ mùa khơ Trên Trái Đất, khí hậu Địa Trung Hải kiểu khí hậu mà mùa hạ mùa mưa không trùng Mùa đông, gió Tây ơn đới thổi qua, kèm theo khí xốy đem đến gió lạnh mưa Mùa lạnh mùa mưa khí hậu Địa Trung Hải Khí hậu cận chí tuyến lục địa khí hậu hoang mạc hoang mạc lạnh, điển hình hoang mạc châu Á Do nằm sâu trung tâm lục địa nên không chịu ảnh hưởng gió Tây ơn đới khí xốy phía Tây, đồng thời khơng chịu ảnh hưởng gió mùa ơn đới phía Đơng, lượng mưa thấp Chế độ nhiệt hoang mạc cực đoan Khí hậu cận chí tuyến bờ đơng lục địa khí hậu gió mùa ơn đới Đặc điểm khí hậu có khác biệt rõ rệt mùa: mùa đơng, gió từ lục địa thổi ra, nhiệt độ xuống thấp mưa Mùa hạ, gió từ đại dương thổi vào mát ẩm, gây mưa Biên độ nhiệt độ năm cao (25-300), lượng mưa trung bình năm khoảng 600-1000mm + Khí hậu ơn đới Khu vực ơn đới nằm vịng đai khí áp thấp ơn đới, khí xốy gió Tây ơn đới chuyển đến thường xuyên làm cho thời tiết thay đổi, phía Tây lục địa 18 Ở phía Tây lục địa có khí hậu ơn đới hải dương ấm áp, gió Tây ơn đới thổi mạnh, hay có mưa nhỏ mưa phùn, biên độ nhiệt độ năm nhỏ (khơng q 100C) Khí xốy chuyển đến suốt năm khiến cho thời tiết thay đổi thất thường Lượng mưa trung bình khoảng 1500mm/năm Ở trung tâm lục địa có khí hậu ơn đới lục địa, biên độ nhiệt độ năm lớn (20-300C) Khí xốy gió Tây ơn đới chuyển tói nên mưa Lượng mưa chủ yếu tập trung vào mùa hạ có nhiệt độ cao, nước bốc lên chỗ (từ hồ, ao, sơng ngịi ) Lượng mưa trung bình khoảng 500mm/năm Ở rìa phía Đơng lục địa có khí hậu gió mùa ơn đới Mùa đơng có gió từ lục địa thổi ra, lạnh Mùa hạ có gió ấm ẩm thổi từ đại dương vào gây mưa + Khí hậu cận cực Ở nửa cầu Bắc, khí hậu cận cực có phía Đơng khối khí lục địa rộng lớn Bắc Xibia, Bắc Canada Ở Nam bán cầu, vĩ độ khơng có lục địa nên khơng có khí hậu cận cực Nét đặc trưng khí hậu cận cực có biên độ nhiệt độ năm lớn giới (trên 500C) Một đặc điểm mưa áp cao lục địa, nhiệt độ thấp mặt nước đóng băng thời gian dài năm, bốc hạn chế + Khí hậu địa cực Khu vực Địa cực lạnh, suốt năm nhiệt độ 00C Độ ẩm thấp, hay có bão tuyết dội Nam cực có khí hậu khắc nghiệt Bắc cực III/ BÀI TẬP TỰ NHIÊN ĐẠI CƯƠNG Hình dạng, kích thước Trái Đất Dạng 1: Tính khoảng cách theo km - Ta có: chu vi vịng kinh tuyến 40.008,5km - Chiều dài 10 đường kinh tuyến : 40.008,5/3600 = 111.13km - Chiều dài 1’ đường kinh tuyến là: 111.13/60’ = 1,852 km (= hải lí) Từ chiều dài cung 10 kinh tuyến 1’ đường kinh tuyến ta tính khoảng cách điểm theo đường kinh tuyến Ví dụ: Tính khoảng cách theo km từ Xích đạo đến 15008’B Từ Xích đạo đến 15008’B có khoảng cách 15008’ Vậy khoảng cách tính theo km là: 150 x 111.13 + 8’ x 1.852 =1681.766 (km) 19 Dạng 2: Vẽ, tính tọa độ điểm - Vẽ tọa độ điểm: Dùng thước kẻ, compa + Bước 1: Vẽ TRái Đất với vịng xích đạo kinh tuyến gốc + Bước 2: Dùng thước đo độ: xác định vĩ độ kinh độ + Bước 3: đánh dấu điểm cần xác định hình biểu diễn Trái Đất - Tính tọa độ điểm + Tùy thuộc vào kiện tốn ta có cách giải khác + Xác định vĩ độ: theo góc nhập xạ, ngày mặt trời lên thiên đỉnh + Xác định kinh độ: Dựa vào địa phương địa điểm cần tính Chuyển động tự quay quanh trục 2.1 Tính vận tốc dài - Áp dụng cơng thức tính V = Vxđ Cos Ví dụ: Tính vận tốc dài vĩ độ: 600, 300, 450 Áp dụng cơng thức tính V = Vxđ cos Ta có V60 = Vxđ Cos60 = 464 x ½ = 232 m/s Tương tự, ta dễ dàng tính vận tốc dài vĩ độ 30 45 2.2 Tính 2.2.1 Tính địa phương Sự chênh lệch địa phương địa điểm chênh lệch theo kinh độ hai địa điểm Cơng thức: T1 – T2 = (α1 – α2) : 150 Trong đó:T1: Giờ α1 T2: Giờ α2 α1: Kinh tuyến có sớm α2: Kinh tuyến có muộn Lưu ý: Nếu α1 α2 bán cầu khác thủ thuật tốn ta tự mặc định αTây = - αĐơng Ví dụ: Biết Pari kinh tuyến 20Đ, Mê xi cô kinh tuyến 98030’T Giờ địa phương mê xi cô Pari 12h00’? Giải Theo ta có: Pari kinh tuyến 20Đ, Mê xi kinh tuyến 98030’T nên Pari sớm Mê xi cô 20 Áp dụng công thức T1 – T2 = (α1 – α2) : 150 ta có 12h00’ – T2 = (20Đ - 98030’T): 150 = 6h42’ T2 = 12h00’ – 6h42’ = 5h18’ Vậy, Paris 12h00’ Mê xi 5h18’ ngày 2.2.2 Tính múi o Cơng thức 1: Tìm múi ▪ ▪ Cho kinh độ, tìm múi Cơng thức: • Bán cầu Đơng M = kinh độ 150 • Bán cầu Tây M = 24 – kinh độ/150 Quy tắc làm tròn > 0.5 → → làm trịn lên ≤0.5 làm trịn xuống o Cơng thức 2: Tính thời gian, ngày ▪ Cơng thức chung: Tm = To + m ▪ Tm: cần tính ▪ To: Giờ gốc ▪ ▪ M: số thứ tự múi Các trường hợp • Nếu Tm ≤ 24h o Giờ: Tm = To + m o Ngày: ▪ ▪ Cùng ngày To Bán cầu Đông Lùi ngày so với To bán cầu Tây • Nếu Tm ≥ 24h o Giờ: Tm = To + m – 24h o Ngày: ▪ ▪ Cùng ngày To bán cầu Tây Cộng ngày so với To Bán cầu Đơng Ví dụ: Khi múi số 0h ngày 18/5/2012 múi số 7, múi số 22 giờ? Ngày nào? Giải: Áp dụng công thức: Tm = To + m với To = 0h ngày 18/5/2012 Giờ múi số T = + = 7h ngày 18/5/2012 Giờ múi số 22 T = + 22 = 22h ngày 17/5/2012 21 Chuyển động Trái Đất xung quanh Mặt Trời 3.1 Tính ngày mặt trời lên thiên đỉnh - Dựa vào chuyển động biểu kiến hàng năm Mặt Trời hai đường chí tuyến - Phương pháp tính: Cần xác định vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh A + Nếu A BBC: Từ 21/3 – 23/9: có 93 ngày tia sáng mặt trời chuyển động biểu kiến 23027’ X ngày tia sáng mặt trời chuyển động biểu kiến Y0 - Tính ngày mặt trời lên thiên đỉnh o Vậy chuyển động biểu kiến Y0 phải số ngày o Lần lên thiên đỉnh thứ nhất: X1 = 21/3 + X o Lần lên thiên đỉnh thứ hai: X2 = 23/9 - X - Tính vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh o Vậy X ngày (số ngày từ 21/3 đến ngày cần tính, từ ngày cầ tính đến ngày 23/9) chuyển động biểu kiến Y0 o Y0 = (X x 23027’) : 93 + Nếu A BBC, tương tự cách tính tùy thuộc vào số ngày từ ngày phân đến ngày chí, từ ta có sở tính tốn xác Ví dụ: a Ngày 20/5 Mặt Trời lên thiên đỉnh vĩ độ nào? b Vĩ tuyến 21002’B có lần mặt trời lên thiên đỉnh năm? Đó ngày nào? Giải a Ngày 20/5 Mặt Trời lên thiên đỉnh vĩ độ nào? Từ ngày 21/3 – 22/6 có 93 ngày, mặt trời di chuyển 23027’ Từ ngày 21/3 – 20/5 có 60 ngày Mặt trời di chuyển Y Y = (60 x 23027’) : 93 = 15008’ Vậy ngày 20/5 Mặt Trời lên thiên đỉnh 15008’B b Tính ngày MTLTĐ vĩ tuyến 21002’B Vì 21002’ < 23027’, nên tịa có lần mặt trời lên thiên đỉnh Từ ngày 21/3 – 22/6 có 93 ngày, mặt trời di chuyển 23027’ Cần X ngày mặt trời di chuyển 21002’ X = (93 x 21002’) : 23027’ = 83 ngày Lần 1: 21/3 + 83 ngày = 12/6 22 Lần 2: 23/9 – 83 ngày = 2/7 Vậy vĩ tuyến 23027’B năm có lần MT lên thiên đỉnh vào ngày 12/6 2/7 3.2 Tính góc nhập xạ - Cơng thức chung: h = 900 -  ± α  : Vĩ độ điểm cần tính α: Vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh - Công thức cụ thể + Tại bán cầu mùa đông: h = 900 -  - α + Tại bán cầu mùa hạ * Nếu  < α h = 900 +  - α * Nếu  > α h = 900 -  + α Ví dụ: Tính góc nhập xạ Cần Thơ (10002’B), Hà Nội (21002’B) vào ngày 20/5 Giải - Trước hết cần tìm vĩ độ mặt trời lên thiên đỉnh vào ngày 20/5 (15008’B) - Tính góc nhập xạ: Tại Cần Thơ: h = 900 - 15008’ + 10002’ = 84054’ Tại Hà Nội: h = 900 + 15008’ - 21002’ = 84006’ 3.3 Xác định tọa độ địa lí (Tính kinh độ biết tính vĩ độ biết góc nhập xạ) Tìm vĩ độ địa lí kinh độ địa lí dựa vào cơng thức tính góc nhập xạ tính - Kinh tuyến giờ: Cho hai điểm A, B có kinh độ  A  B Khi A TA B TB Hãy tính số  A ,  B , TA , TB theo số lại + bán cầu: TB - TA= (  B -  B) : 150 (giờ địa phương) + khác bán cầu: giá trị  A ,  B , TA , TB mang theo dấu - Mối quan hệ vĩ độ độ cao Mặt Trời: Cho hai điểm A, B có vĩ độ  A  B Vào trưa ngày điểm A Mặt Trời có độ cao hA, điểm B Mặt Trời có độ cao hB Hãy lập hệ thức  A ,  B , hA, hB theo yếu tố lại + Hai điểm bán cầu:  A -  B = hB – hA + Hai điểm khác bán cầu:  A +  B + hA + hB = 1800 Bài tập đề nghị 23 Bài tập 1: Xác định góc nhập xạ Hà Nội (21002’B) thời điểm Mặt Trời lên thiên đỉnh TP Hồ Chí Minh (10049’B)? Bài tập 2: Tính góc tới tia sáng Mặt trời lúc 12h trưa ngày 21/3 23/9 địa điểm đây? Địa điểm Vĩ độ Địa điểm Vĩ độ Lũng Cú (Hà Giang) 23023’B Huế 16026’B Lạng Sơn 21050’B TP Hồ Chí Minh 10047’B Hà Nội 21002’B Xóm Mũi (Cà Mau) 8034’B Bài tập 3: Tính góc nhập xạ Hà Nội vào ngày 15/4? Bài tập 4: Tại vĩ độ 100 B năm có lần Mặt Trời lên thiên đỉnh? Vào ngày năm? Bài tập 5: Xác định lần Mặt trời lên thiên đỉnh 150B? Bài tập 6: Biết kinh tuyến số 100 Đ 16 ngày 19/9/2004 Tính múi kinh tuyến mang số 100 T, 115 T, 176 Đ? Bài tập 7: Hãy cho biết, đánh điện từ Hà Nội (múi số7) vào lúc giờ, để tất địa phương giới nhận ngày? Các địa phương: Matxcova (múi số 2), NiuĐêli (múi số 5), Bắc Kinh (múi số 8), Tôkiô (múi số 9), Niu Yook (múi số19), Paris (múi số 0) bao nhiêu? Bài tập 8: Hà Nội nằm 1050Đ, Bắc Kinh 11605’Đ Nếu Hà Nội 7h Bắc Kinh giờ? Bài tập 9: Bắc kinh 11605’Đ, Tokio 13805’Đ Nếu Tokio 10h Bắc kinh giờ? Bài tập10: Vào ngày Hà Nội có góc nhập xạ lúc trưa 75 030’ biết Hà Nội 210B? Bài tập 11: Xác định tọa độ địa lí điểm A biết vào thời điểm Mặt Trời lên thiên đỉnh 10030’N, góc nhập xạ A lúc 12h trưa =450, bóng vật A ngả phía Bắc Cùng thời điểm GMT 5h ngày Bài tập 12: Tìm vĩ độ A biết rằng: Vào ngày đơng chí góc tới xạ Mặt Trời vào lúc trưa 600 Cùng ngày bóng ngả phía Bắc? Bài tập 13: Tìm tọa độ điểm A biết vào ngày 22/6 tia tới Mặt trời hợp với đường chân trời góc 600 Sau thời gian 30’đài BBC (nước Anh) báo 4h khu vực Mặt trời mọc? 24