Các dạng bài tập tính mặt trời lên thiên đỉnh năm 2024

Hồ Thị Sen Trường THPT chuyên Quốc Học Trái Đất, hành tinh đặc biệt nhất trong hệ Mặt Trời, luôn chứa đựng nhiều điều lý thú. Đặc biệt hình dạng, vị trí, độ nghiêng của trục quay, vận động tự quay quanh mình và quay quanh Mặt trời... của Trái đất đã tạo ra nhiều hệ quả đối với các hiện tượng địa lý và các quá trình tự nhiên đã và đang diễn ra trên bề mặt đất, nơi loài người đang sinh sống. Chuyên đề Trái Đất, một trong các chuyên đề của chương trình địa lý tự nhiên đại cương mà trong trong nội dung chuyên sâu của chương trình chúng ta bắt gặp một khối lượng lớn về kiến thức, hệ thống các câu hỏi hay nhiều vấn đề liên quan. ? Chúng ta biết Trái Đất có dạng hình cầu, nhưng tại sao người ở cực Nam của Trái Đất không bị rơi ra khỏi Trái Đất. ? Trái Đất có dạng hình cầu, dẹt ở 2 cực nhưng tại sao nước ở đại dương không dồn về 2 cực. ? Vì sao Trái Đất tự quay quanh trục hết 23h56’48’’ nhưng thời gian một ngày đêm lại 24h? ? Tại sao chỉ có ở xích đạo mới có ngày, đêm luôn dài bằng nhau trong suốt năm. ? Tại sao đường chí tuyến lại là 2 vĩ tuyến 23 0 27’B và 23 0 27’N mà không phải là các vĩ tuyến khác. Hai vòng cực là các vĩ tuyến 66 0 33’B và 66 0 33’N mà không phải là các vĩ tuyến khác? ? Tại sao Trái Đất lại phình ra ở vùng xích đạo. ? Tại sao người ta chọn xích đạo làm sân bay tàu vũ trụ. ? Tại sao chúng ta không cảm thấy Trái Đất chuyển động. ? Tại sao biểu hiện mùa của vùng nội chí tuyến không giống vùng ôn đới. .............. Hình dạng, kích thước Trái Đất cùng việc Trái Đất tham gia vào nhiều loại vận động trong vũ trụ, với hai vận động chính ảnh hưởng đến các hiện tượng địa lí trên Trái Đất đó là vận động tự quay quanh trục của Trái Đất và quay quanh Mặt Trời. Hệ quả của 2 vận động chính này đã xuất hiện các dạng bài toán tính giờ, tính góc nhập xạ, tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh, tính số giờ chiếu sáng, tính ngày dài...., tính vĩ độ địa lý, kinh độ, tính tọa độ địa lý.

Sau đây chỉ xin minh họa 1 số dạng bài tập được áp dụng trong chuyên đề. 1/ Dạng bài toán tính giờ: a] Cho kinh độ tính giờ:

• Bước 1: Tính múi giờ
• Dựa vào kinh độ xác định múi giờ các nước: Múi giờ = kinh độ / 15. Kinh độ Đông thì [ +], kinh độ Tây thì [- ]
• Ví dụ: Biết thành phố Los Angesles [ HK] ở 120 0 T. Thành phố này ở múi giờ số mấy? 1200 / 15 = 8. Vì ở kinh độ Tây nên Los Angesles ở múi giờ - 8 Tương tự Việt Nam 105 0 Đ = 7
• Bước 2: Tính khoảng cách chênh lệch giữa 2 múi giờ
• Bước 3: Tính giờ
• Bước 4: Tính ngày. b] Cho múi giờ à tính giờ:
• Lấy giờ của địa điểm cho trước cộng với khoảng cách múi giờ
• Chú ý quy luật đổi ngày. 2/ Dạng bài tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh ở các vĩ độ trong vùng nội chí tuyến.
• Xác định số ngày Mặt Trời di chuyển giữa 2 đường chí tuyến:
• Từ 21/3 à 22/6 : 93 ngày
• Từ 22/6 à 23/9 : 93 ngày
• Từ 23/9 à 22/12 : 90 ngày
• Từ 22/12 à 21/3 : 89 ngày.
  • 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 A 0 vĩ
• Bước 1: Đổi vĩ độ của 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] [2]
• Bước 3: Tính ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh Ở BBC lần 1: 21/3 + [2] 2: 23/9 - [2] Ở NBC lần 1: 23/9 + [2] 2: 21/3 - [2] 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, năm nhuận có 29 ngày. 3/ Dạng bài toán tính góc nhập xạ:  Gọi bán cầu chếch về phía Mặt Trời là bán cầu mùa hạ.  Bán cầu chếch xa Mặt Trời là bán cầu mùa đông.  Các ký hiệu:
• h 0 : góc nhập xạ tại vĩ độ cần tính
• φ : vĩ độ cần tính góc nhập xạ
• α : vĩ độ Mặt Trời lên thiên đỉnh có góc nhập xạ = 90 0  Vào hai ngày 21/3 và 23/9 Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Xích Đạo, không bán cầu nào ngả về phía Mặt Trời

àh 0 = 90 0 - φ Ÿ Từ 21/3 à 23/

• Với bán cầu mùa hạ [BBC]: h 0 = 90 0 – [φ - α]
  • φ thuộc vùng nội chí tuyến [φ < α] à h 0 = 90 0 – [α –φ]
  • φ thuộc vùng ngoại chí tuyến [φ > α] à h 0 = 90 0 – [φ - α]
• Với bán cầu mùa đông [ NBC]: h 0 = 90 0 – [φ + α] Ÿ Từ 23/9 à 21/3 [năm sau] cũng tương tự như trên, lúc này bán cầu mùa hạ là [NBC], bán cầu mùa đông là [BBC] 4/ Dạng bài tính giờ chiếu sáng: Áp dụng công thức tính giờ chiếu sáng [180 0 – K]. 24 180
• Trong đó K = Arscostgφ.tgα φ: vĩ độ địa lý, α: vĩ độ Mặt Trời lên thiên đỉnh
• Điều kiện φ, α cùng 1 bán cầu.
• Nếu φ, α khác bán cầu thì có cách tính như sau: Ÿ Cách 1: Thay tgφ = tg[-φ] ŸCách 2:
• Mặt Trời di chuyển từ CTN lên XĐ [22/12 đến 21/3 ] hết 89 ngày.
• Một ngày Mặt Trời di chuyển được 1 góc: 0 0 15’48’’.
• Từ ngày 22/12 đến ngày 4/1 Mặt Trời di chuyển được 1 góc: 00 15’48’’x13 ngày = 3 0 25’
• Vậy ngày 4/1 Mặt Trời lên thiên đỉnh ở vĩ độ: 230 27’ – 3 0 25’ = 20 0 02’ N b] Ngày 13/6: Tương tự trên ngày 13/6 Mặt Trời lên thiên đỉnh ở vĩ độ 21 0 09’B Câu 5: Tính góc nhập xạ tại một điểm A có vĩ độ 20o N vào ngày 22/12 và 22/6. Hướng dẫn: Áp dụng công thức tính góc nhập xạ cho bán cầu mùa hạ và bán cầu mùa đông. Ta có: hA22/12 = 90 0 - [23 0 27’- 20 0 ] = 86 0 33’

hA22/6 = 90 0 - [20 0 + 23 0 27’] = 46 0 33’ Câu 6: Địa điểm A có góc nhập xạ lúc 12h vào ngày 22/6 là 73 0 54’ Địa điểm B có góc nhập xạ lúc 12h vào ngày 22/12 là 58 0 28’ Hãy xác định vĩ độ địa lý của A và B. Hướng dẫn:

• Xác định vĩ độ A:
• Ngày 22/6 Mặt trời chiếu thẳng góc với CTB nên góc nhập xạ CTB là 90 0.
• Với góc nhập xạ là 730 54’ A có thể thuộc vùng nội chí tuyến BBC hoặc ngoại chí tuyến ở BBC:
• A nằm nội chí tuyến [φ < α ] hA = 90 - [α -φ ] 730 54’ = 90 0 - 23 0 27’+ φ Vậy φ = 7 0 21’B
• A nằm ngoại chí tuyến [φ > α ] hA = 90 - [φ - α] 730 54’ = 90 0 +23 0 27’- φ Vậy φ = 39 0 33’B
• Xác định vĩ độ B:
• Ngày 22/12 Mặt trời chiếu thẳng góc với CTN nên góc nhập xạ CTN là 90 0 ,
• Với góc nhập xạ là 580 28’ B có thể thuộc vùng nội chí tuyến BBC hoặc ngoại chí tuyến ở NBC:
• B nằm nội chí tuyến BBC và B thuộc bán cầu mùa đông hB = 90 - [φ+ α] = 90 – φ - α 580 28’ = 90 0 - 23 0 27’- φ Nên φ = 8 0 05’B
• B nằm ngoại chí tuyến NBC [φ > α] hB = 90 - [φ - α] 580 28’ = 90 0 +23 0 27’- φ Nên φ = 54 0 59’N Câu 7: Giờ địa phương của Hà nội là 12 giờ, cùng lúc đó giờ địa phương của Hải phòng là 12giờ3’24”.Tính độ lệch kinh độ, kinh độ Hải phòng [ kinh độ Hà nội là 105 0 52’Đ].

Độ lệch giờ 12g 3’24” - 12g = 3’24” à Độ lệch kinh = 51’ Nếu kinh độ của Hà Nội là 105o52’Đ thì kinh độ Hải phòng: 105 o52’ +51’ = 106o 43’Đ Câu 8: Hai địa điểm A,B cùng nằm về phía Nam của đường chí tuyến Bắc. A cách chí tuyến Bắc 8 0 37’, B cách chí tuyến Bắc 40 0 18’. Khi đồng hồ ở A chỉ 11giờ40’ ngày 8/8/2012 thì ở B lúc đó 20giờ51’48’’ngày 7/8/2012. Thủ đô Luân Đôn lúc đó là 5giờ ngày 8/8/2012. a] Tìm tọa độ địa lý của 2 điểm A,B. b] Tính góc nhập xạ ở A,B vào các ngày 22/6 & 22/12. c] Tính số giờ chiếu sáng vào các ngày 22/6 & 22/12 của A, B. d] Tính thời gian mặt trời lên thiên đỉnh tại hai địa điểm A và B.

Hướng dẫn: a] Tọa độ địa lý A[14 0 50’B, 100 0 Đ], B[ 16 0 51’N, 122 0 03’T]. b] Tính góc nhập xạ + Vào ngày 22/6: hA = 81 0 23’ hB = 49 0 42’ + Vào ngày 22/12: hA = 51 0 43’ hB = 83 0 24’ c] Tính giờ chiếu sáng

• Ngày 22/ Ở A = [180 0 – Arscos[tg14 0 30’ .tg23 0 27’] ] 24 180 = 12h 51’31’’ Ở B = [180 0 – Arscos[tg[-16 0 51’].tg23 0 27’] ] 24 180 = 10h59’36’’
• Ngày 22/

Ở A = [180 0 – Arscos[tg[-14 0 30’].tg23 0 27’] 24 180 = 11h8’28’’

Ở B = [180 0 – Arscos[tg16 0 51’ .tg23 0 27’] 24 180 =13h0’23’’ d] Ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh ở A,B.

Thời gian Mặt Trời lên thiên đỉnh tại hai điểm A và B:

+ Mặt Trời di chuyển từ Xích Đạo lên chí tuyến Bắc mất 93 ngày, mỗi ngày Mặt Trời di chuyển

được mô ̣t góc 0 0 15’8’’.

Tại A , từ 0 0 đến 14 0 50’ mất thời gian: 14 0 50’ : 0 0 15’08’’ = 59 ngày.

Mặt trời lên thiên đỉnh lần mô ̣ t vào ngày : 21/03 + 59 ngày = 19/

Câu 10: Cho 3 địa điểm sau: Thành phố Cà Mau: 90 11’B Thành phố Huế: 260 24’B Thành phố Lạng Sơn: 210 50’B a] Hãy tính góc nhập xạ ở Lạng Sơn & Cà Mau khi Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế. b] Xác định phạm vi Mặt Trời không mọc và không lặn trong ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế Hướng dẫn: a] Góc nhập xạ ở Lạng Sơn và Cà Mau khi Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế hLạngSơn = 90 0 - 21 0 50’+16 0 24’ = 84 0 34’ htpCaMau = 90 0 - 16 0 24’+ 9 0 11’ = 82 0 47’ b] Phạm vi trên Trái Đất mà Mặt Trời không mọc, không lặn khi Mặt Trời lên thiên đỉnh ở Huế + Tia sáng Mặt Trời đến được sau cực Bắc và trước cực Nam 900 - 16 0 24’ = 73 0 36’ + Phạm vi Mặt Trời không lặn 90 0 B đến 73 0 36’B. + Phạm vi Mặt Trời không mọc 90 0 N đến 73 0 36’N. Câu 11: Cho rằng Trái Đất là hình cầu, bán kính trung bình là 6366 km. Một đài quan sát ở đỉnh núi Bạch Mã có độ cao tuyệt đối là 1400m. Tính độ dài lý tưởng có thể quan sát trên biển Đông? Hướng dẫn: + Vẽ hình