Chuyển động biểu kiến của Mặt Trời, Bốn mùa và Năm vòng đai nhiệt — Mô phỏng 3D Tương tác (Địa lý THPT)
Câu hỏi trọng tâm: Tại sao độ cao Mặt Trời và hướng Mặt Trời lúc chính ngọ tại nơi trường học của bạn lại biến đổi có quy luật trong năm?
Phương trình / Nguyên lý cốt lõi: a = 90° − |φ − δ|
Đối chiếu Chương trình GDPT 2018: Địa lý 10 (SGK GDPT 2018) · Chương "Chuyển động của Trái Đất" (Hệ quả chuyển động quanh Mặt Trời)
Chuỗi bước khám phá và kết luận khoa học (9 bước)
- Bước 1 (Góc hoàng - xích đạo): Tại sao tia sáng Mặt Trời chỉ có thể chiếu vuông góc (lên thiên đỉnh) trong phạm vi giữa hai chí tuyến? — Kết luận: Do góc hoàng - xích đạo bằng 23°26′, hướng trục Trái Đất không đổi trong khi vị trí Trái Đất trên quỹ đạo thay đổi, nên điểm có tia sáng Mặt Trời chiếu vuông góc chỉ di chuyển qua lại giữa hai chí tuyến, xa nhất về phía bắc đến 23°26′B và xa nhất về phía nam đến 23°26′N. |
δ ∈ [−23°26′, +23°26′] - Bước 2 (Chuyển động biểu kiến): Trong một năm, điểm Mặt Trời lên thiên đỉnh hoàn thành hành trình qua lại như thế nào? — Kết luận: Điểm Mặt Trời lên thiên đỉnh di chuyển qua lại giữa hai chí tuyến Bắc và Nam với chu kì một năm, gọi là chuyển động biểu kiến hằng năm của Mặt Trời; chu kì này là một năm chí tuyến, và hai ngày phân, hai ngày chí là bốn mốc thời gian then chốt trên lộ trình đó. |
Hai ngày phân, hai ngày chí: δ = 0 / +23°26′ / 0 / −23°26′ - Bước 3 (Độ cao Mặt Trời lúc chính ngọ): Vào chính ngọ ngày Hạ chí ở Bắc Kinh, Mặt Trời lên cao bao nhiêu độ? — Kết luận: Độ cao Mặt Trời lúc chính ngọ a = 90° − |φ − δ|: tại điểm lên thiên đỉnh là 90°, trên đường phân chia sáng - tối là 0°, các nơi khác giảm dần theo độ chênh lệch vĩ độ so với điểm lên thiên đỉnh; tại Bắc Kinh (40°N) ngày Hạ chí đạt 73°26′, ngày Đông chí đạt 26°34′. |
a = 90° − |φ − δ| - Bước 4 (Phân bố theo vĩ độ): Trong cùng một ngày, tại sao càng đi về phía bắc Mặt Trời càng thấp? — Kết luận: Xét về sự phân bố theo vĩ độ, độ cao Mặt Trời lúc chính ngọ vào ngày Hạ chí giảm dần từ Chí tuyến Bắc về hai phía bắc và nam; vào ngày Xuân phân và Thu phân giảm dần từ Xích đạo về hai phía; vào ngày Đông chí giảm dần từ Chí tuyến Nam về hai phía. |
Vĩ độ đạt đỉnh = Vĩ độ điểm lên thiên đỉnh δ - Bước 5 (Biến thiên trong năm): Giá trị cao nhất và thấp nhất của độ cao Mặt Trời lúc chính ngọ tại một địa phương xuất hiện vào khi nào? — Kết luận: Từ Chí tuyến Bắc trở về bắc, độ cao Mặt Trời lúc chính ngọ đạt cực đại vào ngày Hạ chí và cực tiểu vào ngày Đông chí, từ Chí tuyến Nam trở về nam thì ngược lại; vùng giữa hai chí tuyến mỗi năm có hai lần Mặt Trời lên thiên đỉnh, giá trị cực đại đạt tới 90°. |
H_max = 90 − max(0, |φ| − ε) - Bước 6 (Hướng lúc chính ngọ): Khi nào Mặt Trời lúc chính ngọ lại nằm ở phía bắc thiên đỉnh? — Kết luận: Phía bắc Chí tuyến Bắc quanh năm Mặt Trời lúc chính ngọ ở hướng nam, phía nam Chí tuyến Nam quanh năm ở hướng bắc; vùng giữa hai chí tuyến trong năm có lúc Mặt Trời lúc chính ngọ ở hướng nam, có lúc ở hướng bắc, và khi lên thiên đỉnh thì ở ngay trên đỉnh đầu. |
Hướng = sign(φ − δ) - Bước 7 (Bốn mùa): Tại sao các tháng 6, 7, 8 ở bán cầu Bắc là mùa hạ nhưng ở bán cầu Nam lại là mùa đông? — Kết luận: Sự biến thiên trong năm của bức xạ Mặt Trời tạo nên bốn mùa; theo thống kê khí hậu ở nhiều quốc gia ôn đới Bắc bán cầu, tháng 3–5 là mùa xuân, 6–8 là mùa hạ, 9–11 là mùa thu, 12–2 là mùa đông, còn ở bán cầu Nam thì ngược lại. |
Biến thiên bức xạ Mặt Trời trong năm → Bốn mùa - Bước 8 (Năm vòng đai nhiệt): Tại sao ranh giới giữa các vòng đai Nhiệt đới, Ôn đới, Hàn đới lại nằm ở hai cặp vĩ độ đó? — Kết luận: Lấy hai chí tuyến Bắc - Nam và hai vòng cực Bắc - Nam làm ranh giới, bề mặt Trái Đất được phân chia khái quát thành Nhiệt đới, Ôn đới Bắc, Ôn đới Nam, Hàn đới Bắc và Hàn đới Nam; vĩ độ ranh giới là ±23°26′ và ±66°34′. |
Ranh giới: ±23°26′, ±66°34′ - Bước 9 (Kiểm tra · Chọn đới): Kiểm tra: Theo bốn câu hỏi, hãy nhấp chọn vị trí tương ứng trên mặt cầu — Kết luận: Điểm Mặt Trời lên thiên đỉnh di chuyển qua lại giữa hai chí tuyến Bắc và Nam, nên vùng Nhiệt đới mỗi năm có hai lần lên thiên đỉnh, ngoài hai chí tuyến không có lần nào; bên trong hai vòng cực có hiện tượng ngày đêm địa cực, đó chính là vùng Hàn đới. |
|φ| ≤ 23°26′ → Hai lần lên thiên đỉnh
Xem trang chi tiết bài giảng, hướng dẫn lớp học và câu hỏi ôn tập Chuyển động biểu kiến của Mặt Trời, Bốn mùa và Năm vòng đai nhiệt · Trang chủ VietLab 3D