Sự vận động quanh Mặt Trời của Trái Đất
Sự vận động quanh mặt trời của Trái Đất
Trong hệ Mặt Trời, Trái Đất ngoài chuyển động tự quay xung quanh trục còn chuyển động quay quanh Mặt Trời theo một đường quỹ đạo hình êlíp gần tròn gọi là Hoàng Đạo.
Trái Đất chuyển động trên hoàng đạo cùng hướng với hướng tự quay quanh trục, tức là từ Tây sang Đông với vận tốc rất lớn, trung bình 28km/s. Để hoàn thành trọn một vòng quỹ đạo, Trái Đất phải đi mất 365 ngày 5 giờ 18 phút 46 giây.
Vì quỹ đạo có hình elíp nên trong khi chuyển động có lúc Trái Đất ở vị trí gần Mặt Trời nhất, là điểm cận nhật, thường vào mồng 3 tháng 1 Trái Đất cách xa MT 147 triệu km, có vận tốc tăng lên tới 30,3km/s; có lúc ở vị trí xa Mặt Trời nhất là điểm viễn nhật, thường vào ngày mồng 5 tháng 7, ở cách MT 152 triệu km và vận tốc giảm xuống còn 29,3km/s. Điều đáng chú ý là trong khi chuyển động trên quỹ đạo, trục của Trái Đất bao giờ cũng nghiêng về một phía mà không thay đổi hướng. Chuyển động đó gọi là chuyển động tịnh tiến của Trái Đất quanh Mặt Trời.
Hệ quả địa lý của vận động quay quanh Mặt Trời của Trái Đất
Sự chuyển động biểu kiến của Mặt Trời giữa hai chí tuyến.
Trong quá trình chuyển động trên quỹ đạo, hàng năm TĐ có hai lần ở vào các vị trí gần đầu mút của hoàng đạo là ngày hạ chí và đông chí. Ở ngày hạ chí ngày 22 tháng 6, đầu phía Bắc của trục Trái Đất quay về phía Mặt Trời và ánh sáng Mặt Trời chiếu thẳng góc với mặt đất ở vĩ độ 23o27’ Bắc. Vòng chí tuyến 23 độ 27’ Bắc được gọi là chí tuyến Bắc. Ở ngày Đông chí, ngày 22 tháng 12, đầu phía Nam của trục TĐ lại hướng về phía Mặt Trời và ánh sáng Mặt Trời chiếu thẳng góc với mặt đất ở vĩ độ 23 độ 27’ Nam. Vòng vĩ tuyến 23 độ 27’ Nam được gọi là chí tuyến Nam.
Vào hai ngày 21 tháng 3 và 23 tháng 9, TĐ di chuyển đến những vị trí trung gian ở giữa hai đầu mút của hoàng đạo gọi là Xuân Phân và Thu phân. Ở hai ngày này trục nghiêng của Trái Đất không quay đầu nào về phía MT. Ánh sáng của MT lúc đó chiếu thẳng góc với mặt đất ở xích đạo.
Như vậy là trong khi TĐ di chuyển trọn một vòng trên quỹ đạo , những tia sáng MT lúc chiếu thẳng góc với mặt đất ở 23 độ 27’ ở vĩ độ Bắc ( ngày 22 tháng 6), lúc chiếu thẳng góc ở xích đạo (ngày 21 tháng 3 và 23 tháng 9) và lúc chiếu thẳng góc với mặt đất ở 23 độ 27’ vĩ độ Nam ( ngày 22 tháng 12 ). Khu vực giữa hai đường chí tuyến Bắc và chí tuyến Nam cũng là khu vực được các tia sáng MT lần lượt chiếu vuông góc với mặt đất trong năm. Khu vực từ các chí tuyến đến hai cực, quanh năm những tia sáng chỉ chiếu chếch với mặt đất mà không bao giờ chiếu thẳng thành góc vuông. Càng gần hai cực độ chếch càng tăng.
Nếu đứng trên mặt đất mà quan sát, thì khi những tia sáng Mặt Trời chiếu thẳng góc vào đâu, ở nơi đó, người ta sẽ thấy MT lên đúng đỉnh đầu (lúc 12h trưa).
Nếu trong một năm, những tia sáng MT chỉ lần lượt chiếu thẳng góc trên mặt đất ở trong khu vực giữa hai chí tuyến, thì trên mặt đất, người ta sẽ quan sát thấy hình như MT quanh năm chỉ di động ở giữa hai chí tuyến.
Đó là sự chuyển động biểu kiến của MT trong một năm.
Đường biểu diễn sự chuyển động biểu kiến của MT cho biết trong năm ở những vĩ độ nào, vào những tháng nào MT lúc giữa trưa lên cao nhất trên bầu trời.
Sự thay đổi các thời kì nóng lạnh trong năm.
Do trục TĐ nghiêng trên mặt phẳng hoàng đạo, cho nên khi chuyển động tịnh tiến quanh MT ở nửa cầu Bắc và nửa cầu Nam có chế độ luân phiên các thời kì nóng lạnh, tùy theo chế độ hấp thụ nhiệt MT của mặt đất.
Từ 21 tháng 3 đến 23 tháng 9, nửa cầu Bắc ngả về phía MT. MT chuyển động biểu kiến từ xích đạo lên chí tuyến Bắc rồi lại trở về xích đạo. Trong thời gian này, góc tới của ánh sáng MT trên các vĩ độ Bắc bao giờ cũng lớn hơn góc tới của ánh sáng MT trên các vĩ độ Nam tương ứng ( cùng một vĩ độ, cùng một thời điểm ).
Riêng các địa điểm ở xích đạo, lúc nào cũng có ngày , đêm dài bằng nhau. Càng xa xích đạo, sự chênh lệch càng rõ rệt. Từ 66 độ 33’ vĩ độ Bắc đến cực Bắc là khu vực nằm trước đường phân chia sáng, tối. Các địa điểm trong khu vực đó duốt 24h đều được MT chiếu sáng, không có đêm. Vĩ tuyến 66 độ 33’ Bắc gọi là vòng cực Bắc. Ở nửa cầu Nam, ngược lại khu vực từ 66 độ 33’ vĩ độ Nam đến cực Nam có 24h hoàn toàn là đêm và vĩ tuyến 66 độ 33 phút Nam gọi là vòng cực Nam.
Như vậy là từ ngày 21 tháng 3 đến 23 tháng 9, ở bất cứ địa điểm nào trên nửa cầu Bắc cũng có góc tới và độ dài của ngày lớn hơn ở địa điểm tương ứng trên nửa cầu Nam.Đó là thời kìa nóng của nửa cầu Bắc và thời kì lạnh của nửa cầu Nam.
Từ 23 tháng 9 đến 21 tháng 3,hiện tượng hoàn toàn ngược lại ở bất cứ địa điểm nào trên nửa cầu Nam cũng có góc tới và độ dài của ngày lớn hơn ở địa điểm tương ứng trên nửa cầu Bắc. Đó là thời kì nóng của nửa cầu Nam và thời kì lạnh của nửa cầu Bắc.
Trên quỹ đạo của Trái Đất quanh quanh mặt trời, hai vị trí Xuân phân (21/3) và Thu phân (23/9) là những vị trí mốc đánh dấu sự phân chia hai thời kì nóng lạnh trong năm, còn hai vị trí Hạ Chí (22/6) và Đông Chí (22/12) là những vị trí mốc đánh dấu thời gian nóng nhất và lạnh nhất trong năm ở hai nửa cầu.
Các mùa trong năm
Ở vùng vĩ độ ôn đới, khí hậu phân hóa ra 4 mùa trong một năm. Theo dương lịch ở nửa cầu Bắc các mùa được chia như sau:
- Mùa Xuân : Từ 21 tháng 3 đến 22 tháng 6, MT di chuyển biểu kiến từ xích đạo lên chí tuyến Bắc. Lượng nhiệt tăng dần dần, sự tích lũy nhiệt bắt đầu nên nhiệt chưa cao.
- Mùa Hạ: Từ 22 tháng 6 đến 23 tháng 9: Mặt Trời từ chí tuyến Bắc di chuyển biểu kiến về xích đạo. Mặt đất nhận được lượng nhiệt lớn và đã tích lũy nhiệt qua mùa Xuân vì thế nhiệt độ càng tăng cao.
- Mùa Thu : Từ 23 tháng 9 đến 22 tháng 12: Mặt Trời tiếp tục di chuyển về chí tuyến Nam. Lượng nhiệt MT giảm, nhưng vẫn còn lượng nhiệt dự trữ từ mùa Hạ, vì vậy nhiệt độ chưa thấp lắm.
- Mùa Đông : Từ 23 tháng 9 đến 21 tháng 3 : Mặt Trời từ chí tuyến Nam di chuyển về xích đạo, lượng nhiệt MT có tăng lên một chút, nhưng lượng nhiệt dự trữ đã tiêu hao hết vì vậy nhiệt độ hạ thấp, lạnh.
Ở nửa cầu Nam, vào các thời gian trên có các mùa hoàn toàn ngược với các mùa ở nửa cầu Bắc.
Ở những nước nằm giữa hai chí tuyến như nước ta, sự phân hóa ra 4 mùa không rõ nét như vùng ôn đới vì quanh năm có chế độ nhiệt cao.
Hiện tượng ngày và đêm dài ngắn theo vĩ độ.
Từ ngày 21 tháng 3 đến 23 tháng 9 do ở cực Bắc của trục TĐ nghiêng về phía MT đường phân chia sáng tối ở phía trước cực Bắc và phía sau cực Nam. Do đó diện tích được chiếu sáng ở nửa cầu Bắc nhỏ hơn diện tích khuất trong bóng tối, ban ngày ở nửa cầu Bắc ngắn hơn ban đêm. Ở nửa cầu Nam, thời gian này ngày dài hơn đêm.
Ở xích đạo quanh năm có thời gian ban ngày và ban đêm bằng nhau. Càng xa xích đạo độ dài ngắn của ngày đêm ngày càng tăng. Ở các cực độ chênh lệch tăng đến mức cao nhất có tới 6 tháng ngày hoặc 6 tháng đêm.
Các vòng đai chiếu sáng và nhiệt
Căn cứ vào các mùa, vào chế độ chiếu sáng và tiếp thu nhiệt người ta phân chia bề mặt TĐ thành các vòng đai ( hay còn gọi là đới ) sau đây :
+ Xích đạo : từ 0 độ đến 10 độ vĩ độ Bắc và Nam; không có hiện tượng mùa, quanh năm nóng, ngày và đêm dài gần bằng nhau.
+ Nhiệt đới : từ 10 độ đến 23 độ 27 phút vĩ độ Bắc và Nam, có hai mùa trong năm nhưng nhiệt độ chênh lệch ít, mùa đông thể hiện không rõ.
+ Ôn đới : Từ 23 độ 27 phút đến 66 độ 33 phút vĩ độ bắc và Nam có 4 mùa rõ rệt , mùa đông và mùa hạ dài gần bằng nhau, nóng lạnh điều hòa.
+ Cực đới : từ 66 độ 33 phút đến 90 độ vĩ độ Bắc và Nam, các mùa trong năm trùng với ngày và đêm, lạnh quanh năm. Có từ 1 đến 180 ngày hoặc đêm dài 24 giờ.
Dương lịch
TĐ chuyển động hết 1 vòng trên quỹ đạo mất 365 ngày 5 giờ 18 phút 46 giây. Để tiện làm lịch người ta đặt ra dương lịch lấy 365 ngày làm 1 năm lịch và đã được người Ai Cập cổ đại sử dụng.
Dương lịch không ngừng được cải tiến. Vì năm lịch ngắn hơn năm thật nên phải quy ước cứ sau 3 năm 365 ngày phải có một năm nhuận 366 ngày ( Lịch Juy li). Sau ngày lịch Gơrêgo quy định cứ 100 lần nhuận trong 100 năm lại bỏ đi 3 lần vào những năm đầu thế kỉ mà con số hàng trăm không chia chẵn cho 4 thí dụ các năm 1700, 1800, 1900...
Dương lịch hiện nay rất được thông dụng trên TG vì rất đơn giản và khá phù hợp với quy luật khí hậu trong năm.
Nước ta cũng như một số nước ở châu Á còn sử dụng cả âm dương lịch.
Âm dương lịch dựa trên cơ sở kết hợp giữa âm lịch và dương lịch. Nếu như dương lịch dựa trên cơ sở tính tóan sự chuyển động của TĐ xung quanh MT thì âm lịch dựa trên sự chuyển động của Mặt Trăng quay xung quanh TĐ.
Theo âm dương lịch một năm có 12 tháng. Mỗi tháng có 29 hoặc 30 ngày phù hợp với các tuần trăng. Mỗi năm được phân chia ra làm 24 tiết, mỗi tiết cách nhau 15 ngày phù hợp với vị trí của TĐ trên hoàng đạo, thí dụ như các tiết xuân phân, hạ chí, thu phân, đông chí, lập xuân, lập hạ, lập thu, lập đông...
Âm dương lịch còn được sử dụng làm nông lịch, tính ngày lễ hội và các sinh hoạt khác trong đời sống.
