Vận động của Trái Đất và hệ quả

Vận động tự quay quanh trục của Trái đất và các hệ quả địa lí
Trái đất có nhiều vận động. Vận động tự quay quanh trục là một vận động chính của
Trái đất. Vận động này sinh ra hiện tượng ngày, đêm ở khắp mọi nơi trên Trái đất và làm
lệch hướng các vật chuyển động trên cả hai nửa cầu.
1. Sự vận động của Trái đất quanh trục
Trái đất quay quanh trục tưởng tượng nối liền hai cực Trái đất và nghiêng 66
o
33'
trên mặt phẳng quỹ đạo. Mô hình tự quay của Trái đất như sau :
Trái đất tự quay quanh trục theo hướng từ tây sang đông, ngược chiều kim đồng
hồ (nhìn từ cực Bắc xuống).
Trái đất hoàn thành một vòng tự quay quanh trục trong khoảng thời gian một
ngày đêm. Khoảng thời gian đó là vị trí của Mặt trời 2 lần chiếu thẳng góc trên kinh
tuyến có địa điểm quan sát quy ước 24 giờ. (Do chuyển động của Trái đất trùng với
chuyển động quanh Mặt trời cho nên thời gian thực mà Trái đất quay tròn một vòng là 23
giờ 56 phút 4 giây).
Tốc độ góc quay của Trái đất : ω= 2π/2
Vận tốc quay của Trái đất phụ thuộc vào vĩ độ ở xích đạo, vận tốc của Trái đất
bằng :
v = 2πR hay ω R /2= 464 m/ s
Trong đó: ω : tốc độ góc quay
R : bán kính Trái đất tính ra m
T : thời gian tính ra giây
Càng lên các vĩ tuyến cao, vận tốc càng giảm ở vĩ độ ϕ, vận tốc v1
v
1
= v. cos
ϕ
hay v
1
= ωR cos

ϕ
Trong đó v là vận tốc tự quay của Trái đất ở xích đạo.
Trái đất quay quanh trục không đều đặn theo thời gian tháng 8 nó quay nhanh nhất
và tháng 3 và 4 quay chậm nhất.
2. Hệ quả sự vận động quay quanh trục của Trái đất
2.1. Hiện tượng ngày đêm và sự điều hòa nhiệt giữa ngày và đêm trên Trái
đất
Trái đất có dạng hình cầu, do đó Mặt trời bao giờ cũng chỉ chiếu sáng được một
nửa, đó là hiện tượng ngày đêm. Nửa được chiếu sáng là ngày, nửa nằm trong bóng tối là
đêm.
1
Nhờ có sự vận động tự quay của Trái đất từ Tây sang Đông nên ở khắp mọi nơi
trên Trái đất đều lần lượt có ngày và đêm.

Lực Côriôlit là lực làm lệch hướng chuyển động do sự tự quay của Trái đất:
Do sự vận động tự quay quanh trục của Trái đất nên các vật chuyển động trên bề
mặt Trái đất đều bị lệch hướng. Lực làm các vật chuyển động trên bề mặt đất bị lệch
hướng như vậy gọi là lực Côriôlit.
F = 2 m ω v sin ϕ
Trong đó:
ω : vận tốc của Trái đất
v :vận tốc của vật
m :khối lượng vật
ϕ : vĩ độ địa lý
Ở xích đạo sin ϕ = o nên F = 0 và tăng dần về hai cực.
Khi Trái đất quay, tất cả các điểm trên bề mặt của nó đều chuyển động với vận tốc
giảm dần từ xích đạo về cực. Mọi vật thể chuyển động theo chiều kinh tuyến. Khi nhìn
theo hướng chuyển động đều bị lệch hướng về bên phải ở nửa cầu Bắc, bên trái nửa cầu
Nam.
Ở nửa cầu Bắc, nếu nhìn xuôi theo hướng

chuyển động thì vật chuyển động sẽ lệch về bên
phải. Còn ở nửa cầu Nam, vật chuyển động sẽ lệch
về bên trái. Sự lệch hướng này không những có
ảnh hưởng đến hướng chuyển động của các vật thể
rắn như đường đi của các viên đạn pháo... mà còn
ảnh hưởng đến hướng chuyển động của các dòng
chảy như sông và các luồng không khí như gió.

Giờ trên Trái đất và đường chuyển ngày quốc tế:
Trái đất tự quay quanh trục với tốc độ góc không đổi 360
0
: 24h = 15
0
/giờ, do đó
khi Trái đất quay được 1
0
mất 4 phút.
2
Trong một ngày đêm các địa điểm cùng nằm trên một kinh tuyến có một lần Mặt
trời lên cao nhất 12 giờ, các địa phương ở trên cùng một kinh tuyến có giờ giống nhau.
Giờ này gọi là giờ địa phương. Để thuận lợi hơn cho sinh hoạt người ta quy định giờ khu
vực. Người ta chia Trái đất thành 24 khu vực bổ dọc theo kinh tuyến, mỗi khu vực rộng
15
0
tương ứng với 1 giờ. Giờ chính thức của toàn khu vực là giờ địa phương của kinh
tuyến đi qua chính giữa khu vực đó.
Để làm mốc tính giờ ở các nơi, khu vực giờ gốc, là giờ số 0 là khu vực có kinh
tuyến 0
0
đi qua đài thiên văn Greenwich (Luân Đôn – Anh). Ranh giới khu vực này từ

kinh độ 7
0
5 tây đến 7
0
5 đông. Từ khu vực gốc đi về phía đông là các khu vực có số thứ tự
tăng dần và giờ sớm hơn ở khu vực phía Tây. Giờ tính theo khu vực giờ gốc là giờ
GMT.Ở mỗi nước tùy theo hình dạng lãnh thổ để lấy giờ quy định chung cho cả nước,
thường là kinh tuyến đi qua thủ đô, Việt Nam lấy kinh tuyến105
0
Đông (đi qua Hà Nội)
làm kinh tuyến gốc của khu vực giờ số 7.
Đường chuyển ngày quốc tế (kinh tuyến đổi ngày):
Do Trái đất là một hình khối cầu, nên khu vực giờ gốc 0 đối diện với khu vực giờ
số 12 và trùng với khu vực 24 cho nên sẽ xảy ra 2 ngày trên một khu vực. Vì vậy, người
ta quy ước lấy khu vực giờ 12 (kinh tuyến 180
0
) làm đường chuyển ngày quốc tế. Tuy
nhiên, trên thực tế đường kinh tuyến đổi ngày không phải là một đường thẳng mà là một
đường ngoằn ngoèo
Nếu đi từ Tây sang Đông theo hướng tự quay của Trái đất, khi qua đường kinh
tuyến này thì phải lùi lịch lại một ngày. Nếu đi từ Đông sang Tây theo hướng ngược
chiều quay của Trái đất khi qua kinh tuyến 180
0
phải chuyển sớm lên một ngày, Những
địa điểm nằm ở hai bên của đường kinh tuyến 180 thuộc múi giờ số 12 tuy có giờ giống
nhau nhưng lại nằm ở hai ngày khác nhau. (Nhà hàng hải, nhà thám hiểm Magienlăng khi
đi từ Tây Ban Nha sang phía tây ngày 20/9/1519, tàu của ông trở về nơi xuất phát ngày
7/9/1522. Nhưng sổ nhật kí trên tàu chỉ ghi đến ngày 6/9/1522).
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 là hai điểm cực : cực Bắc và cực Nam, đường thẳng nối hai cực là trục Trái đất. Trục
Trái đất nghiêng trên mặt phẳng Hoàng Đạo một góc 66
0
33'.
Đường xích đạo là vòng tròn lớn nhất nằm trong mặt phẳng vuông góc với trục
quay phân chia Trái đất thành 2 nửa cầu. Khoảng cách từ xích đạo đến hai cực bằng
nhau. Các mặt phẳng song song với xích đạo thành các vòng tròn là vĩ tuyến.Vĩ tuyến
thuộc nửa cầu Bắc là vĩ tuyến Bắc, Vĩ tuyến thuộc nửa cầu Nam là vĩ tuyến Nam.
Khoảng cách biểu hiện bằng các
cung độ từ các vĩ tuyến đến xích đạo
gọi là các vĩ độ địa lý.
Đường nối hai cực trên bề mặt
Trái đất gọi là kinh tuyến. (Giao tuyến
giữa mặt phẳng kinh tuyến với mặt
elipxôit của Trái đất).
Khoảng cách biểu hiện bằng các
cung độ từ kinh tuyến đến kinh tuyến
gốc gọi là kinh độ địa lý.
3
Tất cả hệ thống các đường kinh tuyến, vĩ tuyến địa lý trên bề mặt Trái đất tạo
thành một lưới tạo độ nhờ đó mà xác định vị trí các điểm trên bề mặt Trái đất.
VẬN ĐỘNG CỦA TRÁI ĐẤT QUANH MẶT TRỜI
1. Sự chuyển động của Trái đất quanh Mặt trời
Ngoài sự vận động tự quay quanh trục, Trái đất còn chuyển động quanh Mặt trời
theo một quỹ đạo có hình elip gần tròn. có hai tiêu điểm cách nhau khoảng 5 triệu km.
Đường Hoàng đạo có độ dài khoảng 943.040.000km. Điểm cận nhật là điểm Trái đất gần
Mặt trời nhất (cách 147 triệu km) vào ngày 3 hoặc 4 tháng 1. Điểm viễn nhật (cách 152
triệu km), vào ngày 4 hoặc 5 tháng 7 hàng năm.
Khi chuyển động quanh Mặt trời, Trái đất đồng thời vẫn tự quay quanh trục. Thời
gian Trái đất chuyển động quanh Mặt trời một vòng là Trái đất chuyển động một vòng

trên hoàng đạo hết 365 ngày 5 giờ 48 phút 56 giây với vận tốc trung bình 28km/s (gọi là
năm Thiên văn hay năm Xuân phân).
Trong khi chuyển động trên quỹ đạo (quanh Mặt trời), Trái đất lúc nào cũng giữ
nguyên độ nghiêng và hướng nghiêng của trục không đổi. Mặt phẳng xích đạo so với mặt
phẳng hoàng đạo lệch một góc 23
0
27'. Trục Trái đất nghiêng trên hoàng đạo 66
0
33'. Sự
chuyển động đó gọi là chuyển động tịnh tiến.
2. Hệ quả địa lí
2.1. Chuyển động biểu kiến của Mặt trời giữa hai chí tuyến:
Trong khi chuyển động trục nghiêng của Trái đất luôn hướng về phía ngôi sao Bắc
cực. Vì vậy có lúc nửa bán cầu Bắc ngả về phía Mặt trời (21/3 - 23/9), có lúc nửa bán cầu
Nam ngả về phía Mặt trời (23/9 - 21/3).
Trong khu vực ngoại chí tuyến (từ chí tuyến Bắc và Nam trở về 2 cực) không có
hiện tượng Mặt trời chiếu thẳng góc (Mặt trời lên thiên đỉnh).
Mặt trời chiếu thẳng góc xuống chí tuyến bắc và nam mỗi năm một lần, khu vực
nội chí tuyến có 2 lần Mặt trời lên thiên đỉnh .
Hàng năm vào ngày 22/6 Trái đất đến một vị trí ở gần mút hoàng đạo gọi là hạ
chí, lúc đó đầu phía bắc của trục Trái đất quay về phía Mặt trời. Ánh sáng Mặt trời chiếu
thẳng ở vĩ độ 23
0
27' Bắc (chí tuyến Bắc ) đến 22/12 ngày Đông chí ánh sáng Mặt trời
chiếu thẳng trên mặt đất ở vĩ độ 23
0
27 Nam( chí tuyến Nam).
Vào ngày 21/3 và 23/9 Mặt trời chiếu thẳng góc xuống xích đạo. Trái đất ở vị trí
trung gian ở giữa hai đầu mút hoàng đạo gọi là xuân phân và thu phân. Trục nghiêng
Trái đất không quay đầu về phía Mặt trời..

4
Sự chuyển động ảo giác của Mặt trời trong một năm giữa khu vực nội chí tuyến là
chuyển động biểu kiến của Mặt trời (chuyển động nhìn thẳng nhưng không có thực).
Hiện tượng sự thay đổi các thời kỳ nóng - lạnh
Do trục Trái đất nghiêng và không đổi hướng trong khi chuyển động tịnh tiến
quanh Mặt trời, nên Trái đất có lúc chúc nửa cầu Bắc, có lúc ngả nửa cầu Nam về phía
Mặt trời tạo nên sự luân phiên nóng, lạnh ở hai nửa cầu Bắc - Nam.
Nhiệt của bề mặt đất phụ thuộc vào góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng của ánh
sáng Mặt trời.
Nửa cầu nào ngả về phía Mặt trời, thì có góc chiếu lớn, nhận được nhiều ánh sáng
và nhiệt. Lúc ấy là mùa nóng của nửa cầu đó. Nửa cầu nào không ngả về phía Mặt trời thì
có góc chiếu nhỏ, nhận được ít ánh sáng và nhiệt. Lúc ấy là mùa lạnh của nửa cầu đó.
Từ 21/3 đến 23/9, nửa cầu Bắc ngả về phía Mặt trời, Mặt trời chuyển động biểu
kiến từ xích đạo về chí tuyến Bắc rồi lại về xích đạo, bán cầu Bắc là thời kỳ nóng. Trong
suốt thời gian này, ở bán cầu nam góc chiếu Mặt trời thấp, từ chí tuyến nam về ơhía cực
nam không có sự chiếu thẳng góc của tia sáng Mặt trời, bởi vậy bán cầu Nam là thời kỳ
lạnh
Từ 23/9 - 21/3 thì lại ngược lại, bán cầu nam là mùa nóng, bán cầu bắc lại là mùa
lạnh
Vào các ngày 21 - 3 và 23 - 9, hai bán cầu có góc chiếu của Mặt trời như nhau,
nhận được lượng nhiệt và ánh sáng như nhau. Đó là lúc chuyển tiếp giữa các mùa nóng
và lạnh của Trái đất.
Riêng ở khu vực xích đạo thì góc tới của Mặt trời thay đổi không đáng kể, nên
không phân biệt được thời kỳ nóng lạnh
Nước ta nằm ở khu vực nhiệt đới, quanh năm nóng, sự phân hoá ra bốn mùa
không rõ rệt. Ở miền Bắc, tuy cũng có bốn mùa, nhưng hai mùa xuân và thu chỉ là những
thời kì chuyển tiếp ngắn. Ở miền Nam, hầu như nóng quanh năm, chỉ có hai mùa: một
mùa khô và một mùa mưa.
Hiện tượng ngày, đêm dài ngắn ở các vĩ độ khác nhau trên Trái đất
5