Chuyển động tự quay quanh trục và hệ quả của nó

CHUYỂN ĐỘNG TỰ QUAY QUANH TRỤC VÀ HỆ QUẢ CỦA NÓ
1. Chuyển động tự quay quanh trục

Hình 1.1 Chuyển động tự quay quanh trục của Trái đất
Các nhà thiên văn học cổ đại đều cho Trái đất là trung tâm của Vũ trụ, Mặt trời và các vì
sao đều quay quanh Trái đất sinh ra ngày và đêm. Quan niệm đó được nhà thiên văn học Ptô-lê-
mê lập thành học thuyết "Thuyết địa tâm hệ". Cuối thế kỉ XV Cô-Per-nic (Ba Lan) đã nhận thức
đúng đắn về các vận động của Trái đất và vị trí của Trái đất trong hệ Mặt trời, lập nên học
thuyết "Nhật tâm hệ".
Năm 1851, Nhà vật lý người Pháp (Foucallt) đã dùng một con lắc nặng 28 kg dài 40m
treo trong cung điện Pantheon ở Pa-ri để làm một thí nghiệm nổi tiếng chứng minh hiện tượng
tự quay của Trái đất. Ông đã để dưới con lắc một bàn cát và cho quả lắc dao động theo một
hướng nhất định. Sau một thời gian, mặt phẳng dao động của quả lắc hình như chuyển hướng và
vạch trên bàn cát những đường chéo với đường thẳng vạch ban đầu, những đường chéo đó
chuyển dần từ đông sang tây. Theo nguyên lý cơ học thì mặt phẳng dao động của quả lắc không
bao giờ bị đổi hướng, vậy điều đó chứng tỏ Trái đất tự quay quanh trục theo hướng ngược lại
tức là từ tây sang đông. Trái đất quay một vòng hết 23h56'4''(một ngày đêm).
Bảng 1.2 Tốc độ góc quay của Trái đất
Vĩ độ 0
o
20
o
40
o
60
o
90
o
Vận tốc quay (m/s) 464 437,7 355,4 232 0
2. Hệ quả
2.1. Sự luân phiên ngày, đêm

Hình khối cầu của Trái đất luôn được Mặt trời chiếu sáng một nửa, còn một nửa không
được chiếu sáng, vì thế sinh ra ngày và đêm. Tuy nhiên, do Trái đất tự quay quanh trục nên mọi
nơi ở bề mặt Trái đất đều lần lượt được Mặt trời chiếu sáng rồi lại chìm trong bóng tối, gây nên
hiện tượng luân phiên ngày và đêm. Nhịp điệu ngày đêm kế tiếp làm cho sự phân phối bức xạ
Mặt trời trên bề mặt Trái đất được điều hoà. Sự chênh lệch nhiệt độ không lớn giữa ngày và đêm
có ý nghĩa rất lớn về mặt địa lí nói chung và khí hậu nói riêng.
2.2. Mạng lưới tọa độ trên Trái đất
Sự vận động tự quay quanh trục đã tạo cơ sở cho việc xây dựng mạng lưới toạ độ để xác
định vị trí các địa điểm. Khi tự quay các điểm trên bề mặt Trái đất đều di chuyển vị trí chỉ có hai
điểm quay tại chỗ đó là hai cực: cực Bắc và cực Nam.
Đường thẳng tưởng tượng đi qua tâm Trái đất được gọi là trục Trái đất, Trục nghiêng với
mặt phẳng hoàng đạo một góc 66
o
33'.
Vòng xích đạo là vòng tròn lớn thẳng góc với trục Trái đất chia Trái đất thành hai nửa:
nửa cầu Bắc và nửa cầu Nam.
Vĩ tuyến là những vòng tròn song song với đường xích đạo.
Vĩ độ là số đo tính bằng độ, phút, giây (dọc theo các đường kinh tuyến) từ các địa điểm
trên bề mặt Trái đất đến đường xích đạo.
Kinh tuyến là đường thẳng nối hai cực của Trái đất .
Hai đường kinh tuyến nối với nhau tạo thành một vòng tròn đi qua hai cực gọi là vòng
kinh tuyến.
Kinh độ là độ dài của cung trên một vĩ tuyến, từ một địa điểm nhất định trên bề mặt Trái
đất đến kinh tuyến gốc.
2.3. Giờ trên Trái đất và đường chuyển ngày quốc tế
Hình 1.2 Các múi giờ trên Trái đất
Trái đất có hình khối cầu và tự quay quanh trục từ tây sang đông nên trong cùng một thời
điểm, người đứng ở các kinh tuyến khác nhau sẽ nhìn thấy Mặt trời ở độ cao khác nhau. Do đó,
các địa điểm thuộc kinh tuyến khác nhau sẽ có giờ khác nhau đó là giờ địa phương hay giờ Mặt
trời. Để tiện cho việc tính giờ và giao dịch quốc tế, người ta chia đều bề mặt Trái đất thành 24

múi giờ, mỗi múi giờ rộng 15 độ kinh tuyến. Các địa phương nằm trong cùng một múi sẽ thống
nhất một giờ, đó là giờ múi. Giờ ở múi số 0 được lấy làm giờ quốc tế hay giờ GMT.
Vậy giờ chính thức của múi giờ là giờ địa phương của kinh tuyến đi qua giữa múi giờ, về
nguyên tắc vẫn là đường thẳng dọc theo kinh tuyến. Trong thực tế trên đất liền đường này ngoằn
ngoèo nên được điều chỉnh theo biên giới quốc gia. Đối với các nước hẹp ngang, múi giờ lấy
theo giờ kinh tuyến đi qua thủ đô nước đó (Việt Nam kinh tuyến 105
o
Đ đi qua Hà Nội thuộc múi
giờ số 7) còn một số quốc gia có lãnh thổ rộng nhưng chỉ dùng một giờ chung cho cả nước như
Trung Quốc, một số nước khác lại chia ra nhiều múi giờ như: Liên Bang Nga, Ca-na-đa.
Do quy ước tính giờ, nên múi giờ số 0 trùng với múi giờ 24. Giả sử múi giờ số 0 là 12 giờ
thì múi giờ 24 sẽ là 12 giờ nhưng ở hai ngày khác nhau. Vì vậy, người ta quy định lấy kinh
tuyến 180
o
ở giữa múi giờ số 12 trên Thái Bình Dương làm đường chuyển ngày quốc tế. Nếu đi
từ phía tây sang phía đông qua kinh tuyến 180
o
thì lùi lại một ngày lịch, còn đi từ phía đông sang
phía tây qua kinh tuyến 180
o
thì tăng lên một ngày lịch.
2.4. Hiện tượng lệch các hướng chuyển động (lực Cô-ri-ô-lit)
Hình 1.3 Sự lệch hướng chuyển động của các vật thể trên bề mặt Trái đất
Khi Trái đất tự quay quanh trục, mọi địa điểm thuộc các vĩ độ khác nhau ở bề mặt Trái
đất (trừ 2 cực) đều có vận tốc dài ngắn khác nhau và hướng chuyển động từ tây sang đông. Do
vậy, các vật thể chuyển động trên bề mặt Trái đất sẽ bị lệch so với ban đầu (vì phải giữ nguyên
chuyển động thẳng hướng theo quán tính). Lực làm lệch hướng đó được gọi là lực Cô-ri-ô-lit. Ở
bán cầu Bắc vật chuyển động bị lệch về bên phải. Ở bán cầu Nam bị lệch về bên trái theo hướng
chuyển động. Tại xích đạo độ lệch bằng 0, độ lệch tỷ lệ với sin của vĩ độ. Độ lệch tỷ lệ với tốc
độ chuyển động nhưng không ảnh hưởng đến độ lớn của nó.

Lực Cô-ri-ô-lit tác động mạnh tới hướng chuyển động của các khối khí, các dòng biển,
dòng sông, đường đạn bay trên bề mặt Trái đất.
SÁCH THAM KHẢO
- Nguyễn Ngọc Hiếu (chủ biên) và nnk – Địa lí tự nhiên đại cương 1 : Trái Đất và thạch
quyển – NXBĐHSP - 2007