Khám phá lớp không khí bao quanh Trái Đất

[Trang Dimple]

“Khí quyển là lớp áo bao quanh Trái Đất, đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa nhiệt độ và bảo vệ sự sống.”​

- "Không khí quanh ta có cấu tạo như thế nào?”
-“Vì sao càng lên cao càng lạnh?”
-“Điều gì quyết định nhiệt độ không khí?”
-Trình bày được sự phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất theo vĩ độ địa lí; lục địa, đại dương; địa hình.
-Phân tích được bảng số liệu, hình vẽ, bản đồ, lược đồ về nhiệt độ.
-Giải thích được sự khác nhau về nhiệt độ ở biển và đất liền, ở đồng bằng và núi cao trong thực tế.

ĐỊA LÝ 10-KHÁI NIỆM KHÍ QUYỂN. NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ​

I. KIẾN THỨC CƠ BẢN VÀ CHUYÊN SÂU
1. Khí quyển
Khí quyển là lớp vỏ khí bao xung quanh Trái Đất, thường xuyên chịu ảnh hưởng của vũ trụ, trước hết là mặt trời.
2. Nhiệt độ không khí
- Sự phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất theo vĩ độ
+ Nhiệt lượng bức xạ mặt trời ngoài một phần trực tiếp đốt nóng không khí, còn phần lớn là do bề mặt đất hấp thụ rồi phản hồi vào không khí, tạo nên nhiệt độ không khí. Nhiệt lượng bức xạ mặt trời đến bề mặt Trái Đất thay đổi theo góc chiếu của tia bức xạ mặt trời. Góc chiếu này thay đổi theo vĩ độ, làm cho nhiệt độ không khí thay đổi theo vĩ độ.
+ Từ Xích đạo về hai cực, nhiệt độ trung bình năm giảm, biên độ nhiệt độ năm tăng.
Sự phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất theo lục địa, đại dương
+ Do sự hấp thụ và toả nhiệt khác nhau giữa lục địa và đại dương nên nhiệt độ không khí có sự khác biệt giữa lục địa và đại dương. Càng vào sâu trong lục địa, nhiệt độ trung bình càng thay đổi, biên độ nhiệt độ năm càng tăng, do ảnh hưởng của biển giảm.
+ Nhiệt độ không khí cũng có sự thay đổi giữa bờ Tây và bờ Đông của lục địa, do ảnh hưởng của các dòng biển.
- Sự phân bố nhiệt độ không khí theo địa hình
+ Càng lên cao, không khí càng loãng, bức xạ nhiệt của mặt đất càng mạnh nên nhiệt độ càng giảm.
Lên cao 100 m, nhiệt độ giảm 0,6°C.
+Cùng một sườn núi, nơi có độ dốc lớn sẽ có nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc nhỏ do góc nhập xạ lớn hơn.
+ Sườn phơi nắng có nhiệt độ cao hơn sườn khuất nắng.
+ Địa hình cao, thoáng gió có biên độ nhiệt độ ngày đêm nhỏ hơn ở địa hình thấp trũng, khuất gió.

Khí quyển không chỉ bảo vệ Trái Đất mà còn điều hòa nhiệt độ, tạo nên khí hậu. Nhiệt độ không khí chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố và có ý nghĩa lớn đối với tự nhiên và đời sống con người.”

 

[Trang Dimple]

II. CÂU HỎI VÀ HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI

Câu 1. Hơi nước, khí CO, và các phần tử vật chất rắn có ý nghĩa như thế nào đối với nhiệt độ không khí ở tầng đối lưu?

Hướng dẫn:

- Nhiệt của Trái Đất hấp thụ từ mặt trời rồi toả vào không khí được hơi nước giữ lại 60%, do đó không có hơi nước, mặt đất sẽ lạnh đi rất nhiều. Hơi nước tập trung ở dưới thấp, khoảng 3/4 khối lượng hơi nước nằm từ 4 km trở xuống. Càng lên cao, ít hơi nước, nhiệt độ giảm.

Khí CO, chỉ chiếm 0,03% trong thành phần khí quyển, nhưng chúng đã giữ lại tới 18% lượng nhiệt mà bề mặt Trái Đất toả vào không gian. Do vậy, khi không có khí CO,, nhiệt độ trung bình của Trái Đất sẽ

giảm đi. Tuy nhiên, nếu tỉ lệ CO, tăng lên sẽ giữ lại lượng nhiệt nhiều hơn, làm tăng nhiệt độ Trái Đất.

Các phần tử vật chất rắn (tro, bụi, các loại muối, các vi sinh vật,...) hấp thụ một phần bức xạ mặt trời làm cho ban ngày mặt đất đỡ nóng, ban đêm đỡ lạnh.

Câu 2. Nguyên nhân sinh ra nhiệt độ không khí là gì? Tại sao trong tầng đối lưu càng lên cao nhiệt độ càng giảm?

Hướng dẫn:

- Nguyên nhân tạo ra nhiệt độ không khí là nguồn bức xạ mặt trời trực tiếp (chỉ khoảng 19%) và nhiệt của bề mặt Trái Đất được mặt trời đốt nóng (chủ yếu).

- Các tia bức xạ mặt trời chiếu thẳng xuống Trái Đất làm cho mặt đất nóng lên (bề mặt đất nhận được 47% lượng bức xạ mặt trời); sau đó, mặt đất sẽ bức xạ ngược trở lại vào không khí, làm cho không khí nóng lên. Mặc dù không khí nóng lên còn nhờ vào việc tiếp nhận trực tiếp một phần bức xạ mặt trời nhưng truyền nhiệt từ mặt đất có tác dụng rất lớn, nhiệt đưa lên từ mặt đất lớn hơn 400 lần so với bức xạ.

- Càng lên cao, không khí càng loãng, đồng thời xa nguồn bức xạ mặt đất hơn nên nhiệt độ không khí càng giảm. Các phần tử vật chất (tro, bụi, các loại muối, các vi sinh vật,...) hấp thụ một phần bức xạ mặt trời. Càng lên cao, chúng càng ít, góp phần làm nhiệt độ giảm.

Câu 3. Phân tích tác động của chuyển động biểu kiến mặt trời đến nhiệt độ trung bình tháng cao nhất và tháng thấp nhất ở mỗi bán cầu.

Hướng dẫn:

- Từ ngày 21/3 đến 22/6, mặt trời chuyển động biểu kiến ở bán cầu Bắc.

+ Mặt trời lên cao dần, ngày dài dần, cường độ bức xạ mặt trời càng lớn dần, mặt đất thu càng nhiều nhiệt và bức xạ càng nhiều. Ngày 22/6, mặt trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến Bắc, các địa điểm ở bán cầu Bắc gần mặt trời nhất, đến tháng 7 nhiệt độ lên cao nhất.

cầu Nam.

+ Ngày 22/6, các địa điểm ở bán cầu Nam xa mặt trời nhất, nên tháng 7 có nhiệt độ thấp nhất ở bán

- Từ ngày 23/9 đến 22/12, mặt trời chuyển động biểu kiến ở bán cầu Nam.

+ Thời gian này ở bán cầu Bắc có mặt trời lên thấp dần, ngày ngắn dần, cường độ bức xạ mặt trời càng nhỏ, mặt đất thu ít nhiệt dần và bức xạ ngày càng kém. Ngày 22/12, mặt trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến Nam, các địa điểm ở bán cầu Bắc xa mặt trời nhất, đến tháng 1 nhiệt độ xuống thấp nhất.

+ Ngày 22/12, các địa điểm ở bán cầu Nam gần mặt trời nhất, nên tháng 1 có nhiệt độ cao nhất ở bản cầu Nam.

Câu 4. Tại sao chế độ nhiệt ở vùng nội chí tuyến liên quan đến chuyển động biểu kiến hàng năm Hướng dẫn:

của mặt trời?

- Vùng nội chí tuyến trong năm có hai lần mặt trời lên thiên đỉnh, tổng bức xạ lớn, tổng số giờ nắng cao, cán cân bức xạ quanh năm dương nên nhiệt độ trung bình năm cao (khoảng trên 20°C).

Mặt trời lên thiên đỉnh tại Xích đạo vào ngày 21/3 và 23/9 nên ở đây trong năm có nhiệt độ cao nhất vào tháng 4 và tháng 10, tại chí tuyến Bắc ngày 22/6 nên ở vùng nội chí tuyến bán cầu Bắc có nhiệt độ tháng 7 cao nhất; tại chí tuyến Nam ngày 22/12 nên ở vùng chí tuyến Nam có nhiệt độ tháng 1 cao nhất. Ngược lại, nhiệt độ thấp nhất ở vùng chí tuyến Bắc là tháng 1 và ở vùng chí tuyến Nam là tháng 7. Đồng thời tại Xích đạo có hai cực tiểu về nhiệt độ vào tháng 7 và tháng 1 tương ứng với thời kì chuyển động biểu kiến của mặt trời xa Xích đạo nhất vào tháng 7 và tháng 1.

- Do hai lần mặt trời lên thiên đỉnh xa nên ở Xích đạo có biên độ nhiệt độ năm nhỏ và trong năm có hai cực đại về nhiệt. Ở chí tuyến có hai lần mặt trời lên thiên đỉnh gần nhau nên biên độ nhiệt độ năm lớn và trong năm có một cực đại về nhiệt.

Câu 5. Tại sao các khối khí và frông dịch chuyển theo chuyển động biểu kiến của mặt trời? Hướng dẫn:

- Không khí trong tầng đối lưu, tùy theo vĩ độ và bề mặt Trái Đất là lục địa hay đại dương mà hình thành các khối khí khác nhau. Tính chất nóng lạnh của các khối khí trong tầng đối lưu là do bề mặt đệm quyết định. Bề mặt đệm ở vĩ độ thấp, nhiệt độ cao thì hình thành nên khối khí nóng. Bề mặt đệm ở vĩ độ cao, nhiệt độ thấp thì hình thành nên khối khí lạnh. Nếu khối khí được hình thành trên đại dương thì đó là khối khí đại dương, còn hình thành trên lục địa, thì đó là khối khí lục địa.

- Bức xạ mặt trời là nguồn gốc của nhiệt độ không khí trong tầng đối lưu, nên chuyển động biểu kiến của mặt trời về phía chí tuyến bắc hay nam sẽ kéo theo sự di chuyển của các khối khí về phía bắc hay nam. - Frông khí quyển là mặt tiếp xúc giữa hai khối khí có nguồn gốc khác nhau với sự khác nhau về tính chất vật lí và hướng ngược nhau. Các khối khí di chuyển theo chuyển động biểu kiến của mặt trời kéo theo sự di chuyển của các frông.

 

[Trang Dimple]

Câu 6. Tại sao ngày 22/6 ở bán cầu Bắc có tổng lượng bức xạ mặt trời lớn nhất, ngày dài nhất nhưng không phải là ngày nóng nhất trong năm?

Hướng dẫn:

- Ngày 22/6, chuyển động biểu kiến của mặt trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến Bắc, mọi điểm ở bán cầu Bắc đều gần mặt trời nhất nên nhận được tổng lượng bức xạ lớn nhất.

- Ngày 22/6 ở bán cầu Bắc dài nhất, do bán cầu Bắc ngả về phía mặt trời nhiều nhất, mặt phẳng (đường) phân chia sáng tối đi qua phía sau vòng cực Bắc, phía trước vòng cực Nam tạo khoảng cách với cực một cung lớn nhất. Diện tích phần chiếu sáng trong ngày lớn nhất.

- Tuy vậy, ngày 22/6 không phải là ngày nóng nhất, do bề mặt Trái Đất cần có thời gian để tích luỹ nhiệt và bức xạ ngược lại không khí (nóng nhất vào tháng 7). Vào thời gian đó, quá trình tỏa nhiệt của bề mặt đất diễn ra mạnh nhất, làm nhiệt độ không khí đạt trạng thái cao nhất.

Câu 7. Giải thích tại sao vào mùa hạ, tổng bức xạ ở cực Bắc cao hơn ở Xích đạo nhưng nhiệt độ không khí ở đây vẫn thấp hơn Xích đạo?

Hướng dẫn:

- Tổng bức xạ ở cực cao hơn ở Xích đạo chủ yếu do thời gian chiếu sáng ở cực dài hơn ở Xích đạo (vào mùa hạ ở nửa cầu Bắc, tại cực có 6 tháng ngày, Xích đạo chỉ có 3 tháng ngày).

- Nhiệt độ không khí ngoài việc phụ thuộc vào tổng bức xạ mặt trời (được quy định bởi sự chi phối của góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng), còn phụ thuộc vào tính chất bề mặt đệm.

+ Ở Xích đạo: Do chủ yếu là đại dương và rừng rậm nên không khí có nhiều hơi nước, hấp thụ nhiệt nhiều hơn.

+ Ở cực: Do chủ yếu là băng tuyết, nên phản hồi hầu hết lượng bức xạ mặt trời, phần còn lại rất nhỏ chủ yếu dùng để làm tan băng tuyết, nên nhiệt độ rất thấp.

Câu 8. Tại sao ở khu vực Xích đạo có bức xạ mặt trời lớn nhất nhưng nhiệt độ không phải cao nhất? Hướng dẫn:

- Khu vực Xích đạo có dải áp thấp tồn tại quanh năm, là nơi hội tụ của dải hội tụ nhiệt đới, không khí không ổn định dễ ngưng tụ thành mây và mưa lớn làm suy yếu bức xạ mặt trời, mất nhiệt do mưa. - Khu vực Xích đạo có diện tích biển và đại dương lớn hơn đất liền, phần đất liền lại được bao phủ bởi rừng Xích đạo xanh tốt quanh năm nên có lượng bốc hơi và thoát hơi lớn làm giảm nhiệt độ.

Câu 9. Giải thích tại sao cán cân bức xạ mặt trời trung bình năm của mặt đất giảm dần từ Xích đạo về hai cực. (Câu hỏi đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2011)

Hướng dẫn:

Cán cân bức xạ mặt trời của mặt đất là đại lượng biểu thị mối tương quan giữa năng lượng bức xạ mà bề mặt Trái Đất thu được và chỉ ra.

Tunda

Các nhân tố tác động đến cán cân bức xạ mặt trời của mặt đất: tổng lượng bức xạ của mặt trời, tính chất của bề mặt Trái Đất.

- Từ Xích đạo về cực, tổng lượng bức xạ mặt trời giảm do góc tới nhỏ dần.

Ở khu vực nội chí tuyến, trong năm có hai lần mặt trời lên thiên đỉnh, tổng lượng bức xạ mặt trời lớn hơn khu vực ngoại chí tuyến.

- Bề mặt Trái Đất ở cực chủ yếu là băng tuyết nên hầu hết nhiệt mặt trời mà Trái Đất nhận được bị phản hồi, phần còn lại chi vào việc làm tan chảy băng tuyết; trong khi đó ở Xích đạo, chủ yếu là đại dương, hấp thụ nhiệt lớn.

Câu 10. Giải thích sự khác nhau về nhiệt độ trung bình năm và biên độ nhiệt độ ở Xích đạo và ở cực.

Hướng dẫn:

- Nhiệt độ (nhiệt độ trung bình năm, biên độ nhiệt độ năm, biên độ nhiệt độ ngày đêm) ở Xích đạo và cực khác nhau do tác động của lượng bức xạ mặt trời, thời gian chiếu sáng và tính chất của bề mặt đệm. - Ở Xích đạo:

+ Góc nhập xạ lớn, hai lần mặt trời lên thiên đỉnh, lượng bức xạ mặt trời lớn nên nhiệt độ trung bình năm cao.

+ Chênh lệch nhiệt lượng bức xạ mặt trời trong năm nhỏ, thời gian chiếu sáng bằng nhau giữa hai mùa (ngày đêm luôn bằng nhau) nên biên độ nhiệt độ năm nhỏ.

+ Ban ngày nhận được lượng nhiệt mặt trời lớn, ban đêm bức xạ nhiệt mạnh nên biên độ nhiệt độ ngày đêm lớn.

Ở cực:

+ Góc nhập xạ nhỏ, lượng bức xạ mặt trời nhỏ nên nhiệt độ trung bình năm thấp.

+ Chênh lệch nhiệt lượng bức xạ mặt trời trong năm rất lớn, thời gian chiếu sáng giữa hai mùa rất lớn (6 tháng ngày, 6 tháng đêm).

+ Ban ngày nhận được lượng nhiệt mặt trời nhỏ, ban đêm không có bức xạ mặt trời nên biên độ nhiệt độ ngày đêm nhỏ.

 

[Trang Dimple]

Câu 11. Tại sao nhiệt độ trung bình năm giảm từ Xích đạo về cực, nhưng không giảm liên tục, còn biên độ nhiệt độ năm tăng từ Xích đạo về cực? Hướng dẫn:

- Nhiệt độ trung bình năm giảm từ Xích đạo về cực do càng lên vĩ độ cao, góc chiếu sáng của mặt trời (góc nhập xạ) càng nhỏ. dân tron tri

- Tuy nhiên, nhiệt độ trung bình năm trên Trái Đất không giảm liên tục từ Xích đạo về hai cực, vì nó không chỉ phụ thuộc vào bức xạ mặt trời, còn phụ thuộc nhiều yếu tố khác: Phân bố lục địa và đại dương, dòng biển lạnh và nóng, hoàn lưu, độ cao địa hình, bề mặt đệm,....

- Biên độ nhiệt độ năm tăng từ Xích đạo về cực do càng lên vĩ độ cao chênh lệch góc chiếu sáng và chênh lệch thời gian chiếu sáng (ngày và đêm) trong năm càng lớn. Ở vĩ độ cao, mùa hạ góc chiếu sáng lớn và thời gian chiếu sáng dài (gần tới 6 tháng ở cực); mùa đông góc chiếu sáng nhỏ dần tới 0, thời gian chiếu sáng ít dần (tới 6 tháng đêm ở địa cực).

Câu 12. Tại sao ở chí tuyến có nhiệt độ năm cao hơn và biên độ nhiệt độ năm lớn hơn ở Xích đạo? Hướng dẫn:

a) Chi tuyến có nhiệt độ năm cao hơn Xích đạo:

- Nguyên nhân hình thành nhiệt độ không khí chủ yếu do bức xạ nhiệt của bề mặt đất. Bức xạ nhiệt của bề mặt đất phụ thuộc vào nhiều nhân tố: chủ yếu là bức xạ nhiệt của mặt trời; ngoài ra, còn do bề mặt đệm (băng tuyết, cây cỏ, hơi nước, lục địa hay đại dương,...).

- Ở chí tuyến:

+ Là vùng ngự trị của áp cao cận chí tuyến, xuất hiện các dòng giáng làm cho bầu trời quang đãng, trong sáng, ít mây, bức xạ mặt trời trực tiếp lớn.

+ Là vùng ít mưa, lớp phủ thực vật kém phát triển và có diện tích lục địa lớn nên lượng nhiệt thực tế mặt đất hấp thụ được lớn hơn nhiều so với vùng Xích đạo.

- Ở Xích đạo:

+Có diện tích đại dương lớn, quá trình bốc hơi xảy ra mạnh làm cho bầu trời nhiều mây, độ trong của khí quyển giảm do đó lượng bức xạ mặt trời trực tiếp xuống bề mặt đất ít hơn.

+ Là vùng có lượng mưa lớn, lớp thảm thực vật phát triển nên lượng nhiệt thực tế bề mặt đất hấp thụ được ít hơn vùng chí tuyến.

b) Chi tuyến có biên độ nhiệt độ năm lớn hơn ở Xích đạo:

- Chí tuyến có chênh lệch góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng giữa hai mùa lớn hơn ở Xích đạo nên có biên độ nhiệt độ năm lớn hơn.

- Xích đạo có chênh lệch góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng giữa hai mùa nhỏ hơn ở chí tuyến nên có biên độ nhiệt độ năm lớn hơn.

Câu 13. Tại sao ở khu vực chí tuyến có nhiệt độ trung bình năm cao hơn ở Xích đạo và càng về vĩ độ cao thì biên độ nhiệt năm càng lớn, sự chênh lệch độ dài ngày đêm càng nhiều? (Câu hỏi đề th chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2013)

Hướng dẫn:

- Ở Xích đạo: Không khí chứa nhiều hơi nước, nhiều mây; chủ yếu là đại dương, mưa lớn. Ở chí tuyến:

Không khí khô, ít mây; diện tích lục địa lớn.

- Càng về vĩ độ cao, chênh lệch góc nhập xạ và chênh lệch thời gian chiếu sáng giữa ngày và đêm trong năm càng lớn.

- Càng về vĩ độ cao, chênh lệch diện tích được chiếu sáng và khuất trong tối càng nhiều (do đường phân chia sáng tối chênh với trục Trái Đất càng lớn).

Câu 14. Tại sao sự chênh lệch nhiệt độ theo mùa ở vùng nhiệt đới ít hơn nhiều so với vùng ôn đới? Tại sao sự khác biệt này giữa nhiệt đới và ôn đới bán cầu Bắc lớn hơn nhiều so với bán cầu Nam? - Sự chênh lệch nhiệt độ theo mùa phụ thuộc vào: Sự chênh lệch góc nhập xạ giữa mùa đông và mùa hạ, hiện tượng ngày đêm dài ngắn theo mùa.

- Ở vùng nhiệt đới (vĩ độ thấp): Chênh lệch góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng giữa hai mùa nhỏ hơn ôn đới.

- Ở vùng ôn đới (vĩ độ trung bình và vĩ độ cao): Chênh lệch góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng giữa hai mùa lớn hơn nhiệt đới. (Có thể dẫn chứng bằng sự tính toán góc nhập xạ ngày 22/6 và 22/12 ở một vĩ độ thuộc vùng nhiệt đới và một vĩ độ vùng ôn đới để thấy rõ).

- Sự khác biệt này ở bán cầu Bắc lớn hơn nhiều so với bán cầu Nam: Do sự phân bố lục địa và đại dương ở hai bán cầu ngược nhau.

+ Bán cầu Bắc không chỉ có tỉ lệ lục địa lớn, mà ở các vĩ độ ôn đới tỉ lệ lục địa lớn hơn ở các vĩ độ nhiệt đới. Tính chất ôn đới lục địa làm cho sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai mùa càng lớn.

+ Ở bán cầu Nam, ngược lại: Ở các vĩ độ ôn đới tỉ lệ lục địa nhỏ hơn ở các vĩ độ nhiệt đới. Tính chất ôn đới hải dương làm cho sự chênh lệch mùa nhỏ đi.

Câu 15. Giải thích tại sao nhiệt độ trung bình của bán cầu Bắc vào thời kì Trái Đất ở xa mặt trời cao hơn thời kì Trái Đất ở gần mặt trời. (Câu hỏi đề thi học sinh giỏi quốc gia năm 2010).

Hướng dẫn:

- Do Trái Đất chuyển động tịnh tiến quanh mặt trời trên quỹ đạo hình elip, nên có nơi gần mặt trời và có nơi xa mặt trời. Trái Đất đến gần mặt trời nhất thường vào ngày 3/1 (điểm cận nhật) và ở xa mặt trời nhất thường vào ngày 5/7 (điểm viễn nhật).

- Thời kì Trái Đất ở xa mặt trời, bán cầu Bắc chúc về phía mặt trời. Trái Đất chuyển động trên nửa quỹ đạo có điểm viễn nhật, lực hút của mặt trời nhỏ, làm cho Trái Đất chuyển động với tốc độ nhỏ, kéo dài 187 ngày nên nhận được lượng nhiệt bức xạ mặt trời lớn (do góc nhập xạ lớn) và thời gian ban ngày (187 ngày) dài hơn ban đêm (179 đêm).

- Thời kì Trái Đất ở gần mặt trời, bán cầu Nam chúc về phía mặt trời. Trái Đất chuyển động trên nửa quỹ đạo có điểm cận nhật, lực hút của mặt trời lớn, làm cho Trái Đất chuyển động với tốc độ nhanh, chỉ 179 ngày nên nhận được lượng nhiệt bức xạ mặt trời ít hơn và thời gian ban ngày (179 ngày) ít hơn ban đêm (187 đêm). Câu 16. Sự thay đổi bức xạ mặt trời từ Xích đạo về cực tác động như thế nào đến thay đổi thời gian chiếu sáng và hiện tượng mùa trên Trái Đất?

Hướng dẫn:

- Sự thay đổi bức xạ mặt trời từ Xích đạo về cực biểu hiện qua sự thay đổi của góc nhập xạ. Góc nhập xa là góc hợp bởi tia tới của mặt trời với tiếp tuyến của bề mặt đất tại điểm đó.

- Góc nhập xạ thay đổi từ Xích đạo về cực đã làm thay đổi thời gian chiếu sáng: Góc nhập xạ thay từ Xích đạo về cực kéo theo sự thay đổi nhiệt độ không khí. Khi mặt trời chuyển động biểu kiến lên bán cầu nào thì góc nhập xạ ở bán cầu đó lớn hơn, thời gian chiếu sáng trong ngày dài hơn so với bán cầu đối diện trên cùng một vĩ tuyến.

- Sự thay đổi góc nhập xạ trong năm theo mùa đã hình thành hiện tượng mùa trên Trái Đất. Từ 21/3 đến 23/9, bán cầu Bắc hướng về phía mặt trời, góc nhập xạ lớn hơn ở bán cầu Nam, nên đó là mùa nóng ở bán cầu Bắc và mùa lạnh ở bán cầu Nam. Ngược lại từ 23/9 đến 21/3, bán cầu Nam hướng về phía Mặt Trời, nên đó là mùa nóng ở bán cầu Nam và mùa lạnh ở bán cầu Bắc.

 

[Trang Dimple]

Câu 17. Tại sao có sự khác nhau ở Xích đạo và ở cực về chênh lệch nhiệt độ không khí theo mùa, theo ngày đêm và số lần nhiệt độ cực đại trong năm?

Hướng dẫn:

- Ở Xích đạo:

+ Chênh lệch nhiệt độ không khí theo mùa nhỏ do góc nhập xạ quanh năm gần như tương đương nhau, ngày đêm quanh năm bằng nhau.

+ Chênh lệch nhiệt độ không khí theo ngày đêm lớn do ban ngày nhận được lượng nhiệt lớn.

+ Trong năm có hai cực đại về nhiệt do hai lần mặt trời lên thiên đỉnh xa nhau.

- Ở cực:

+ Chênh lệch nhiệt độ không khí theo mùa lớn do chênh lệch lớn giữa hai mùa về góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng (6 tháng ngày, 6 tháng đêm).

+ Chênh lệch nhiệt độ không khí theo ngày đêm nhỏ do ban ngày nhận được lượng nhiệt ít.

+ Trong năm có một cực đại về nhiệt do chịu ảnh hưởng của một lần mặt trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến.

Câu 18. Tại sao ở hoang mạc trong năm có sự chênh lệch nhiệt độ theo mùa nhỏ, trong ngày có sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm rất lớn?

Hướng dẫn:

- Chênh lệch nhiệt độ theo mùa nhỏ do chênh lệch góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng giữa hai mùa không lớn lắm, nhất là ở khu vực dọc theo hai đường chí tuyến.

- Chênh lệch nhiệt độ ngày đêm lớn do ban ngày mặt đất hấp thụ nhiệt rất mạnh cộng với bức xạ mặt trời; ban đêm mặt đất phát nhiệt rất mạnh trong điều kiện không có bức xạ mặt trời.

Câu 19. Giải thích tại sao sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm ở bán cầu Bắc không đều theo các vĩ độ, sự phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất không trùng hợp hoàn toàn với lượng bức xạ của mặt trời? Hướng dẫn:

- Nhiệt độ trung bình năm giảm từ vĩ độ thấp đến vĩ độ cao, do góc nhập xạ giảm. Tuy nhiên, nhiệt độ cao nhất ở khu vực chí tuyến do diện tích lục địa lớn, sự thống trị của áp cao,...

- Nhiệt độ giảm nhanh ở khoảng vĩ độ từ 40° – 50°B, do nhiệt độ không khí phụ thuộc chặt chẽ vào cường độ bức xạ mặt trời. Cường độ bức xạ mặt trời phụ thuộc vào góc nhập xạ. Sự phụ thuộc đó được biểu hiện bằng công thức: 1 = lo x sin h. Trong đó: lo là cường độ bức xạ khi tia tới vuông góc với mặt phẳng, 1 là cường độ bức xạ khi tia tới tạo với mặt phẳng một góc h, h là độ cao của mặt trời. Góc tới của mặt trời bằng 90° chỉ đến 23°27′ B và 23°27′ N, còn ở các vĩ độ khác đều nhỏ hơn 90°. Do sin 90° = 1, sin 60° = 0,8; sin 30° = 0,5; sin 0 = 0, nên ở vĩ độ thấp, mức biến đổi nhiệt độ lại nhỏ; còn ở các vĩ độ trung bình, nhiệt độ giảm nhanh theo vĩ độ.

- Nhiệt độ không khí trên Trái Đất không chỉ phụ thuộc vào lượng bức xạ mặt trời, mà còn phụ thuộc vào tính chất của bề mặt đệm nên sự phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất không trùng hợp hoàn toàn với lượng bức xạ của mặt trời.

Câu 20. Giải thích tại sao nhiệt độ trung bình năm của bán cầu Bắc lớn hơn ở bán cầu Nam, Hướng dẫn:

- Bán cầu Bắc có nhiệt độ trung bình năm lớn hơn bán cầu Nam chủ yếu do các nguyên nhân:

- Mùa hạ ở bán cầu Bắc dài hơn ở bán cầu Nam. Do từ 21/3 - 23/9 (mùa hạ của bán cầu Bắc), Trái Đất chuyển động trên phần quỹ đạo có điểm viễn nhật, sức hút của mặt trời nhỏ hơn, vận tốc quay chậm hơn, thời gian chuyển động dài hơn (186 ngày). Mùa hạ ở bán cầu Nam (từ 23/9 - 21/3), Trái Đất chuyển động trên phần quỹ đạo có điểm cận nhật, sức hút của mặt trời lớn hơn, vận tốc quay nhanh hơn, thời gian chuyển động ngắn hơn (179 ngày).

- Cực lạnh nằm ở Nam Cực. Nguyên nhân do cực Nam là lục địa (lục địa Nam Cực), cực Bắc là nơi có đại dương Bắc Băng Dương.

- Diện tích lục địa ở bán cầu Bắc (39,4%) lớn hơn diện tích lục địa ở bán cầu Nam (19%) và mở rộng ở khu vực chí tuyến là khu vực có nhiệt độ cao nhất.

Câu 21. Giải thích tại sao cùng mùa hạ ở mỗi bán cầu, nhiệt độ trung bình ở bán cầu Bắc cao hơn Bắc cao hơn ở cực Nam? ở bán cầu Nam, nhiệt độ trung bình ở

Hướng dẫn:

a) Cùng mùa hạ ở mỗi bán cầu, nhiệt độ trung bình ở bán cầu Bắc cao hơn ở bán cầu Nam:

- Mùa hạ của bán cầu Bắc (từ ngày 21/3 đến 23/9): Trái Đất chuyển động trên phần quỹ đạo có điểm viễn nhật, xa mặt trời hơn nên sức hút của mặt trời nhỏ hơn, tốc độ quay chậm hơn, thời gian quay dài hơn (186 ngày), nhận được lượng nhiệt và thời gian chiếu sáng nhiều hơn, nhiệt độ trung bình cao hơn. - Mùa hạ của bán cầu Nam (từ ngày 23/9 đến 21/3): Trái Đất chuyển động trên phần quỹ đạo có điểm cận nhật, gần mặt trời hơn nên sức hút của mặt trời lớn hơn, tốc độ quay nhanh hơn, thời gian quay ngắn hơn (179 ngày), nhận được lượng nhiệt và thời gian chiếu sáng ít hơn, nhiệt độ trung bình thấp hơn. b) Cùng mùa hạ ở mỗi bán cầu, nhiệt độ trung bình ở cực Bắc cao hơn ở cực Nam:

- Cực Bắc có nhiệt độ trung bình cao hơn:

+ Là đại dương, mặc dù có băng tuyết nhưng tính chất đại dương đồng nhất hơn, khả năng giữ nhiệt tốt hơn, do đó nhiệt độ không khí không quá thấp.

+ Thời gian mùa nóng ở bán cầu Bắc dài hơn ở bán cầu Nam.

- Cực Nam có nhiệt độ trung bình thấp hơn:

+ Mặc dù là lục địa, nhưng lại bị bao phủ bởi lớp băng tuyết quá dày nên tính chất lục địa khó phát huy tác dụng trong mùa hạ (tác dụng nhiệt không đến được bề mặt lục địa).

+ Bề mặt băng tuyết quá dày, phản xạ phần lớn bức xạ mặt trời (>80%); đồng thời muốn băng tan cần có lượng nhiệt lớn.

+ Thời gian mùa hạ ở bán cầu Nam ngắn hơn ở bán cầu Bắc.

 

[Trang Dimple]

Câu 22. Tại sao giữa lục địa và đại dương có sự khác nhau về nhiệt độ không khí và biên độ nhiệt độ?

Hướng dẫn:

- Nhiệt độ trung bình năm của không khí cao nhất và thấp nhất đều nằm trên lục địa. Nhiệt độ tối cao tuyệt đối và tối thấp tuyệt đối đều nằm trên lục địa.

- Biên độ nhiệt độ năm ở đại dương nhỏ hơn ở lục địa; từ đại dương càng vào sâu trong lục địa, biên độ nhiệt độ năm càng tăng.

- Nguyên nhân: Do tính chất vật lí của lục địa và đại dương khác nhau dẫn đến hấp thu nhiệt và tỏa nhiệt khác nhau.

+ Nước có nhiệt dung riêng lớn, dẫn nhiệt kém, thu nhiệt chậm, toả nhiệt chậm.

+ Đất có nhiệt dung riêng bé, dẫn nhiệt tốt, thu nhiệt nhanh, toả nhiệt nhanh.

Câu 23. Phân tích ảnh hưởng của địa hình đến nhiệt độ không khí.

Hướng dẫn:

- Độ cao: Trong tầng đối lưu, trung bình cứ lên cao 100 m nhiệt độ giảm 0,6°C. Nguyên nhân: Càng lên cao, bức xạ của mặt đất càng mạnh, đồng thời không khí càng trong sạch và càng ít hơi nước nên hấp thụ nhiệt ít hơn.

- Hướng phơi của sườn núi làm thay đổi nhiệt độ không khí:

+ Sườn núi đón nắng có nhiệt độ cao hơn sườn núi khuất nắng.

+ Sườn núi ngược chiều với ánh sáng mặt trời thường có góc nhập xạ (góc chiếu sáng) lớn, nên nhận được lượng nhiệt cao hơn.

+ Sườn núi cùng chiều với ánh sáng mặt trời thường có góc nhập xạ (góc chiếu sáng) nhỏ hơn, nên nhận được lượng nhiệt thấp hơn.

- Độ dốc: Cùng hướng sườn phơi nắng, sườn dốc có nhiệt độ cao hơn sườn thoải, do sườn dốc có góc nhập xạ (góc chiếu sáng) lớn hơn.

Câu 24. Phân tích các nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ của không khí trên Trái Đất. Tại sao có sự khác nhau về sự thay đổi nhiệt độ không khí theo vĩ độ và theo độ cao?

Hướng dẫn:

a) Các nhân tố ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ không khí:

- Vĩ độ địa lí: Càng về vĩ độ cao, góc nhập xạ càng nhỏ, lượng nhiệt hấp thụ ít nên nhiệt độ thấp; đồng thời sự chênh lệch góc nhập xạ giữa hai mùa trong năm càng lớn, nên biên độ nhiệt độ năm cao.

- Lục địa và đại dương: Lục địa có nhiệt dung riêng nhỏ hơn đại dương, hấp thụ nhiệt và tỏa nhiệt đều nhanh, nên nhiệt độ trung bình năm cao nhất và thấp nhất đều nằm trên lục địa; biên độ nhiệt độ năm càng vào sâu trong lục địa càng lớn.

- Địa hình (độ cao, độ dốc, hướng phơi, hình thái của địa hình): Trong tầng đối lưu, khi lên cao, nhiệt độ giảm theo tiêu chuẩn 0,6°C/100 m; sườn dốc có nhiệt độ cao hơn sườn thoải do có góc nhập xạ lớn hơn; sườn núi đón nắng có góc nhập xạ lớn hơn sườn khuất nắng, lượng nhiệt nhận được nhiều hơn; nơi có địa hình cao, thoáng có biên độ nhiệt độ ngày đêm nhỏ hơn nơi có địa hình thấp trũng, khuất gió. b) Sự khác nhau về sự thay đổi nhiệt độ không khí theo vĩ độ và theo độ cao:

- Tốc độ giảm nhiệt độ không khí theo độ cao nhanh hơn theo vĩ độ (lên cao 100m, trung bình nhiệt độ giảm 0,6°C; cao hơn nhiệt độ trung bình giảm theo 1° vĩ).

- Quá trình giảm nhiệt độ: Theo độ cao, nhiệt độ diễn ra đồng nhất, không bị gián đoạn; theo vĩ độ, nhiệt độ không khí giảm không liên tục và không đồng nhất.

- Nguyên nhân giảm nhiệt độ:

+ Theo độ cao: Nhiệt độ không khí thay đổi phụ thuộc vào bức xạ mặt đất (càng lên cao không khí càng loãng, bức xạ mặt đất càng mạnh) và độ bụi, hơi nước trong không khí (không khí càng lên cao, càng trong sạch hơn nên hấp thụ nhiệt kém hơn).

+ Theo vĩ độ: Nhiệt độ không khí thay đổi phụ thuộc vào bức xạ mặt trời và tính chất bề mặt đệm (lục địa hay đại dương, băng tuyết...).

Câu 25. Tại sao trên Trái Đất, sự phân bố nhiệt độ không khí thay đổi theo vĩ độ địa lí, theo lục địa và đại dương? (Câu hỏi đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2014) Hướng dẫn:

- Do sự thay đổi của góc nhập xạ theo vĩ độ địa lí.

- Do sự thay đổi của thời gian chiếu sáng theo vĩ độ địa lí.

- Do sự khác nhau về tính chất của lục địa và đại dương.

Câu 26. Phân tích sự thay đổi nhiệt độ không khí trên Trái Đất theo vĩ độ địa lí, theo địa hình, theo lục địa và đại dương. (Câu hỏi đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia năm 2019)

Hướng dẫn:

- Theo vĩ độ địa lí:

+ Nhiệt độ trung bình năm giảm từ Xích đạo về hai cực (diễn giải).

+ Biên độ nhiệt độ năm tăng từ Xích đạo về hai cực (diễn giải).

- Theo địa hình:

+Càng lên cao nhiệt độ càng giảm, trung bình giảm 0,6°C khi lên cao 100 m (giải thích).

+ Nhiệt độ không khí thay đổi theo hướng phơi của sườn núi (diễn giải).

+ Nhiệt độ không khí thay đổi theo độ dốc của sườn núi (diễn giải).

- Theo lục địa và đại dương:

+ Nhiệt độ trung bình năm cao nhất và thấp nhất đều nằm trên lục địa

+ Biên độ nhiệt độ của đại dương nhỏ, lục địa lớn (diễn giải).

+ Nhiệt độ không khí thay đổi theo hai bờ của lục địa (diễn giải).

 

[Trang Dimple]

Câu 27. Nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho mặt đất là năng lượng của

A. lớp Manti trên.

B. bức xạ mặt trời.

C. lớp vỏ lục địa.

D. thạch quyển.

Câu 28. Bán cầu Nam có nhiệt độ trung bình năm thấp hơn ở bán cầu Bắc là do

A. diện tích lục địa lớn hơn, góc nhập xạ lớn hơn, có mùa hạ dài hơn.

B. mùa hạ dài hơn, diện tích đại dương lớn hơn, góc nhập xạ nhỏ hơn.

C. diện tích đại dương lớn hơn, thời gian chiếu sáng trong năm ít hơn.

D. thời gian chiếu sáng trong năm dài hơn, có diện tích lục địa lớn hơn.

Câu 29. Nhiệt lượng do mặt trời mang đến bề mặt Trái Đất luôn thay đổi theo

A. góc chiếu của tia bức xạ mặt trời.

B. tính chất của bề mặt đệm.

C. thời gian bề mặt đất nhận được.

D. chiều dày của các tầng khí quyển.

Câu 30. Càng lên cao, nhiệt độ càng giảm vì

A. bức xạ mặt đất càng yếu, không khí càng loãng. B. không khí càng loãng, bức xạ mặt đất càng mạnh. C. mật độ khí càng đậm, bức xạ mặt đất càng yếu. D. bức xạ mặt đất càng mạnh, mật độ khí càng đậm.

ĐÁP ÁN TRẮC NGHIỆM

27-B; 28-C; 29-A; 30-B