Phương pháp giải các dạng bài tập Tính ngày Mặt trời lên thiên đỉnh Địa lí 10

PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC DẠNG BÀI TẬP TÍNH NGÀY MẶT TRỜI LÊN THIÊN ĐỈNH ĐỊA LÍ 10

I. Hệ quả chuyển động xung quanh Mặt Trời của Trái Đất.

a. Chuyển động biểu kiến hàng năm của Mặt Trời.

• Hiện tượng Mặt Trời ở đỉnh đầu lúc 12h trưa gọi là Mặt Trời lên thiên đỉnh.
• Trái Đất quay một vòng trên quỹ đạo mất 365 ngày 6 giờ.
• Hướng chuyển động ngược chiều kim đồng hồ, từ tây sang đông.
• Trong quá trình chuyển động quanh Mặt Trời trục Trái Đất nghiêng với mặt phẳng quỹ đạo 66⁰33’.
• Khu vực xích đạo có 2 lần Mặt Trời lên thiên đỉnh.
• Chuyển động biểu kiến là chuyển động nhìn thấy được nhưng không có thật của Mặt Trời. Mặt Trời không chuyển động, Trái Đất chuyển động xung quanh Mặt Trời.
• Nguyên nhân: Do trục Trái Đất nghiêng và có hướng không đổi. Tia nắng vuông góc với tiếp tuyến mặt đất sẽ lần lượt di chuyển từ 23⁰27’N lên 23⁰27’B đều này cho ta có ảo giác Mặt Trời đang chuyển động.

             Đường biểu diễn chuyển động biểu kiến của Mặt Trời

b. Các mùa trong năm.

• Ở bán cầu Bắc từ 21/3à22/6 là mùa xuân, từ ngày 22/6à23/9 là mùa hạ, từ 23/9à 22/12 là mùa thu, từ 22/12à 21/3 là mùa đông.
• Vào mùa xuân phân (21/3) và thu phân (23/9) có ngày dài hơn đêm.
• Tại xích đạo vào ngày 21/3 và 23/9 Mặt Trời mọc ở chính Đông và lặn ở chính Tây.

c. Ngày đêm dài ngắn theo mùa và theo vĩ độ.

• Nguyên nhân: Khi Trái Đất chuyển động trên quỹ đạo, trục Trái Đất nghiêng và không đổi hướng.
• Từ ngày 21/3 đến 23/9 Trái Đất chuyển động quanh Mặt Trời mất 186 ngày.
• Từ ngày 23/9 đến 21/3 mất 179 ngày.

Các mùa theo dương lịch ở Bắc bán cầu

II. Các dạng bài tập Tính Mặt Trời lên thiên đỉnh.

* Mặt Trời lên thiên đỉnh là hiện tượng xảy ra ở những địa điểm trong vùng nội chí tuyến, từ chí tuyến Bắc đến chí tuyến Nam lúc 12h trưa. Mặt Trời ở ngay trên đỉnh đầu của một điểm, tia sáng Mặt Trời thẳng góc với đường chân trời của địa phương đó vào những ngày khác nhau.

Nguyên nhân:

• Do trục Trái Đất nghiêng một góc 66⁰33’’ không đổi so với mặt phẳng quỹ đạo trong khi chuyển động tịnh tiến trên quỹ đạo quanh Mặt Trời, làm cho Mặt Trời lên thiên đỉnh lần lượt tại các địa điểm trong vùng nội chí tuyến.
• Mọi điểm trong vùng nội chí tuyến trong 1 năm đều có 2 lần Mặt Trời lên thiên đỉnh nhưng vào các ngày khác nhau. Ngoại chí tuyến không có hiện tượng Mặt Trời lên thiên đỉnh.
• Xác định thời gian Mặt Trời lên thiên đỉnh ở xích đạo (21/3 và 23/9), chí tuyến Bắc (22/6),chí tuyến Nam (22/12).
  • Từ 21/3 đến 22/6: 93 ngày.
  • Từ 22/6 đến 23/9: 93 ngày.
  • Từ 23/9 đến 22/12: 90 ngày.
  • Từ 22/12 đến 21/3: 89 ngày.

* Thiết lập công thức:

• Công thức tổng quát để tính Mặt Trời lên thiên đỉnh.

Ví dụ: Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh của địa điểm A có A⁰ vĩ độ

     Bước 1: Đổi vĩ độ A ra giây  (1).

     Bước 2: Tính số ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh từ xích đạo đến vĩ độ A bằng cách lấy (1): 908 (BBC) hoặc (1): 938 (NBC).

     Bước 3: Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh.

• Ở BBC lần 1: 21/3 + số ngày đến A

               Lần 2: 23/9 - số ngày đến A

• Ở NBC lần 1: 23/9 + số ngày đến A

               Lần 2: 21/3 - số ngày đến A  

Chú ý:  Các tháng có 31 ngày: Tháng I, III, V, VII, VIII, X, XII.

             Các tháng có 30 ngày: Tháng IV, VI, IX, XI.

             Tháng II chỉ có 28 ngày hoặc 29 ngày.

III. Bài tập vận dụng tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh.

   3.1. Để biết được Mặt Trời lên thiên đỉnh của các địa điểm ta tính như sau:

a. Ở Bắc bán cầu: Từ ngày 21/3 đến 23/9: Mặt Trời lần lượt lên thiên đỉnh tại xích đạo và các vĩ độ trong vùng nội chí tuyến ở Bắc bán cầu, xa nhất tại chí tuyến Bắc rồi trở về xích đạo mất 186 ngày.

Từ xích đạo lên chí tuyến Bắc mất 186 ngày: 2 = 93 ngày với 23⁰27’ vĩ tuyến.

     Đổi 23⁰27’ ra giây (”) : 23⁰  x 60’ + 27 = 1407’ x 60’’ = 84.420’’

Trong 1 ngày Mặt Trời di chuyển 1 khoảng là: 84.420’’ : 93 ngày = 908’’/ngày

     Ví dụ :

         Cho biết những địa điểm sau đây: Cần Thơ (10⁰02’B), Nha Trang (12⁰15’B), Huế ( 16⁰26’B), Hà Nội (21⁰02’B), TP Hồ Chí Minh (10⁰47’B). Mặt Trời sẽ lên thiên đỉnh vào những ngày tháng năm nào trong năm ( cho phép sai số ­­­± 1 ngày).

Bài làm

      Tính Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Cần Thơ:

Mặt Trời di chuyển biểu kiến từ xích đạo lên chí tuyến bắc hết 93 ngày: 21/3 -> 22/6 với 23⁰ 27’ = 1407’ => Vậy trong 1 ngày Mặt Trời sẽ di chuyển được: 1407’ : 93 ngày = 0⁰15’08’’ = 908’’.

Vậy Mặt Trời di chuyển biểu kiến từ xích đạo lên Cần Thơ (10⁰02’): 

10⁰ x 60’ + 02’= 602’ x 60’’ = 36120’’.

      Sẽ mất: 36120’’ : 908” = 39,7797 ≈ 40 ngày.

• Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Cần Thơ lần thứ 1 là ngày 21/3 + 40 ngày = ngày 30/4
• Mặt trời lên thiên đỉnh lần 2 là ngày 23/9 - 40 ngày = ngày 14/8 (tháng 8 có 31 ngày).

       Hoặc thực hiện phép tính như sau:

• Mặt Trời di chuyển từ chí tuyến bắc về xích đạo hết 93 ngày (từ ngày 22/6 đến 23/9) với 23⁰27’= 1407’.

    Vậy trong 1 ngày Mặt Trời sẽ di chuyển được: 

1407’ : 93 ngày = 0⁰15’08’’ = 908’’.

• Mặt Trời di chuyển từ chí tuyến bắc về Cần Thơ là:  23⁰27’ - 10⁰02’= 13⁰25’

=> 13⁰25’ = 805’ = 48300” sẽ mất 48300” : 908” = 53,1938 ≈ 53 ngày (làm tròn số).

• Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Cần Thơ lần 2 là ngày 22/6 + 53 ngày =  ngày 14/8

 Tính Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế 16⁰26’B

• Mặt Trời chuyển động biểu kiến từ xích đạo lên chí tuyến Bắc hết 93 ngày với góc độ 23⁰27’ = 1407’

   Vậy trong 1 ngày Mặt Trời sẽ di chuyển biểu kiến 1 góc là:

                         1407’: 93 ngày  = 15’08’’ = 908’’.

• Số ngày Mặt Trời cần di chuyển biểu kiến từ xích đạo đến Huế vĩ độ 16⁰26’B = 59160’’B là:  59160’’: 908’’ = 65 ngày.
• Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế lần 1 là:

-> Từ ngày 21/3 + 65 ngày = ngày 25/5.

• Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế lần 2 là:

-> Từ ngày 23/9 - 65 ngày = ngày 20/7

Tương tự tính các địa điểm khác

b. Ở Nam bán cầu: Từ ngày 23/9 đến 21/3 mất 179 ngày (năm nhuận có 180 ngày) từ xích đạo đến chí tuyến Nam mất 89 ngày hoặc 90 ngày (năm nhuận)

   Tương tự như Bắc bán cầu: 1 ngày Mặt Trời đi được 84.420’’:90 ngày= 938’’/ngày

Ví dụ: Tại vĩ độ 15⁰ N sẽ có 2 ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh. Số ngày cách xích đạo là :

          15⁰ x 60’ =  900’ x 60’’= 54000” : 938” = 57,569≈58 ngày.

Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh cụ thể sẽ là:

• Lần 1: Từ ngày 23/9 + 58 ngày =20/11 (tháng 10 có 31 ngày).
• Lần 2: Từ ngày 21/3 - 58 ngày = 24/1 ( tháng 2 chỉ có 28 ngày hoặc 29 ngày).

3.2 Cách tính vĩ độ của một điểm khi biết ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh tại điểm đó.

• Tính số ngày từ 21/3 hoặc 23/9 đến ngày đã cho của vĩ độ (n) ngày.
• Lấy (n) ngày x 908” (BBC) hoặc x 938” (NBC), suy ra được vĩ độ.

Ví dụ: Tính vĩ độ điểm A, biết rằng Mặt Trời lên thiên đỉnh vào ngày 30/4.

   Để tính  vào ngày 30/4 Mặt Trời sẽ lên thiên đỉnh tại vĩ độ nào ta tính:

• Từ ngày 21/3 đến 21/4 là 31 ngày.
• Từ ngày 21/4 đến 30/4 là 9 ngày.

-> Tổng cộng lại thì số ngày từ 21/3 đến 30/4 là 40 ngày.

     Mỗi ngày Mặt Trời chuyển động biểu kiến là 908’’.

     Vậy 40 ngày là 908’’x 40 = 36320’’=10⁰5’20’’           

   Vào khoảng thời gian có ngày 30/4 là thời điểm Mặt Trời đang chuyển động biểu kiến từ xích đạo lên chí tuyến Bắc. Do vậy vào ngày 30/4  Mặt Trời sẽ lên thiên đỉnh ở vĩ độ: 10⁰5’20’’ vĩ Bắc.

Tương tự ta có cách tính cho những vĩ độ khác vào những thời điểm khác.

3.3. Cách tính ngày mà Mặt Trời lên thiên đỉnh tại một vĩ độ cho trước.

{-- Nội dung phần 3.3: cách tính ngày mà Mặt trời lên thiên đỉnh tại một vĩ độ cho trước của tài liệu Phương pháp giải các dạng bài tập Tính ngày Mặt trời lên thiên đỉnh Địa lí 10 vui lòng xem ở phần xem online hoặc tải về --}