2.2.1.2. ðặc ñiểm vận ñộng

- Trái ðất tự quay quanh trục tưởng tượng theo hướng từ tây sang ñông (ngược chiều quay kim ñồng hồ) nếu nhìn từ Bắc thiên cực xuống mặt phẳng Hoàng ñạo.

- Trục Trái ðất tạo với mặt phẳng Hoàng

ñạo (mặt phẳng chứa quỹ ñạo chuyển ñộng của

Trái ðất và các hành tinh) một góc 66o33’. Còn

mặt phẳng xích ñạo Trái ðất tạo với mặt phẳng                Hình 2.12. Hướng vận ñộng

Hoàng ñạo một góc 23o27’.                                                             quanh trục

42

- Trái ðất hoàn thành một vòng tự quay quanh trục trong khoảng thời gian một

ngày ñêm, quy ước 24 giờ gọi là ngày ñêm theo Mặt Trời. Khoảng thời gian ñó ñược

xác ñịnh bằng vị trí của Mặt Trời 2 lần lên thiên ñỉnh trên kinh tuyến có ñịa ñiểm quan

sát. Trong thực tế, các quốc gia quy ước ngày Mặt Trời bắt ñầu từ lúc 0 giờ, ñó là thời

gian lúc nửa ñêm. Nhưng chúng ta biết, vì hướng chuyển ñộng của Trái ðất quanh Mặt

Trời trùng với hướng tự quay quanh trục của Trái ðất, nên cách xác ñịnh ngày ñêm

theo Mặt Trời ñã dài hơn ngày ñêm thực. Ngày ñêm thực, là khoảng thời gian mà Trái

Sao làm chuẩn

Mặt Trời

α

A

Tð

α

A

Tð

1

Quỹ ñạo Tð

2

Hình 2.13. Sự khác nhau giữa ngày Mặt Trời và ngày theo sao

ðất quay tròn một vòng quanh trục nếu chọn một ngôi sao làm mốc, khoảng thời gian này chỉ là 0,99726968 ngày, tức là 23 giờ 56 phút 4 giây. Ngày ñêm này gọi là ngày ñêm theo sao hay ngày ñêm thiên văn.

- Tốc ñộ góc quay của Trái ðất: ω =

2π

T

360

=          = 15o/h, tốc ñộ góc quay không

24h

phụ thuộc vào vị trí ñịa lý mà ở bất cứ vĩ ñộ nào cũng phải quay trong một ñơn vị thời

gian nhất ñịnh 15o quay hết 1h; 1o quay hết 4’.

- Vận tốc quay của Trái ðất (còn gọi là vận tốc dài v) phụ thuộc vào vĩ ñộ, giảm dần từ xích ñạo ñến hai cực.

+ Ở xích ñạo vận tốc của Trái ðất bằng: V =

                  2π                2π

2πR

   T

hay ωR = 464 m/s.

V=   R=                  6378,000=463,58m/s      ≈464m/s

T         864.000

Trong ñó: ω: tốc ñộ góc quay

R: bán kính Trái ðất tại xích ñạo tính ra m T: thời gian tính ra giây

Vận tốc ở xích ñạo gần 1.670,4 km/giờ. ðây là nơi có vận tốc quay nhanh nhất trên Trái ðất. Vì vậy, ñược chọn làm sân bay Vũ trụ vì khi bắn nó sẽ bổ sung cho tên lửa một vận tốc tương ứng.

43

+ Càng lên các vĩ ñộ cao vận tốc càng giảm, ở vĩ ñộ ϕ, vận tốc v1 là

            v1  = v. cos ϕ   hay  v1 = ωR cos ϕ

(Trong ñó v là vận tốc tự quay của Trái ðất ở xích ñạo).

- Trái ðất quay quanh trục không ñều ñặn theo thời gian, tháng 8 nó quay nhanh nhất, tháng 3 và 4 quay chậm nhất. Hiện tượng này có nhiều giải thích nhưng giải thích của Ghéplít (người Anh) cho là do gió mùa có lý hơn cả.

Bảng 2.4. Vận tốc quay của Trái ðất tại các vĩ ñộ

Vĩ ñộ                    Tốc ñộ m/s                    Vĩ ñộ                   Tốc ñộ m/s

10                             456,6                       40                               355,4

15                             447,7                       45                               325

20                             435,7                       50                               297,8

25                             420.4                       55                               265,8

30                             401,8                       60                               232

35                             380,0                       65                               195

2.2.1.3. Hệ quả ñịa lý của vận ñộng tự quay quanh trục của Trái ðất

- Nhịp ñiệu ngày, ñêm

Trái ðất có hình dạng khối cầu, vì vậy luôn có một nửa ñược chiếu sáng gọi là

ngày, một nửa kia bị khuất trong bóng tối gọi là ñêm. Nhưng do Trái ðất tự quay

quanh trục nên mọi ñịa ñiểm trên bề mặt trong 24 giờ ñều luân phiên ngày ñêm tạo nên

nhịp ñiệu ngày - ñêm trên Trái ðất, nhịp ñiệu này tạo nên sự ñiều hòa nhiệt ñộ. Giả sử

Trái ðất không quay quanh trục thì Trái ðất vẫn có hiện tượng ngày ñêm, nhưng ñó là

những ngày và ñêm dài vô tận. Nửa ngày sẽ bị thiêu nóng, nửa ñêm sẽ bị băng giá, áp

suất không khí giữa hai bên sẽ chênh lệch khủng khiếp, những cơn cuồng phong như

thế cũng sẽ luôn luôn xuất hiện. Những ñiều kiện này sẽ không phải là ñiều kiện sống

cho sinh vật và con người.

Hình 2.14. Luân phiên ngày, ñêm tại một ñiểm

Nhưng hiện nay, thời gian 24 giờ cho một vòng tự quay quanh trục của Trái ðất

ñã hình thành nên một nhịp ñiệu thích hợp về ngày và ñêm (với thời gian ngày và ñêm

44

không quá dài, cũng không quá ngắn) vì thế ngày không quá nóng, ñêm không quá lạnh. ðây là ñiều kiện rất thuận lợi cho sự sống phát sinh, tồn tại và phát triển ở bề mặt Trái ðất ñồng thời tạo nên tính nhịp ñiệu cho cả giới hữu cơ và vô cơ.

- Giờ trên Trái ðất

+ Giờ ñịa phương - giờ Mặt Trời: Do Mặt Trời chỉ chiếu sáng ñược một nửa

Trái ðất, Trái ðất lại vận ñộng quanh trục. Vì vậy, ở một ñịa ñiểm quan sát trên mặt

ñất, trong một ngày ñêm theo quy ước chỉ thấy một lần Mặt Trời lên cao nhất trên bầu

trời là lúc 12 giờ trưa. Trong thời ñiểm ñó thì các vị trí quan sát ở các kinh tuyến khác

nhau sẽ nhìn thấy Mặt Trời ở trên bầu trời với các góc khác nhau, còn tại vị trí quan

sát ñó ta thấy ở phía ñông của vị trí Mặt Trời ñã ngả về phía tây, nhưng ở phía tây của

vị trí thấy Mặt Trời sắp tròn bóng. Nguyên nhân này là do Trái ðất ñang tự quay từ tây

sang ñông với tốc ñộ góc không ñổi 360o/24 giờ = 15o/giờ, 1o quay mất 4 phút. Vận

ñộng này ñã tạo nên mỗi ñịa phương trên mỗi kinh tuyến có những thời gian Mặt Trời

lên thiên ñỉnh khác nhau, hay ở cùng một thời ñiểm mỗi ñịa phương có một giờ riêng.

Như vậy, trong một ngày ñêm các ñịa phương cùng nằm trên một kinh tuyến có một lần Mặt Trời lên cao nhất trên ñường chân trời là lúc 12 giờ trưa, các ñịa phương ở trên cùng một kinh tuyến như vậy ñã có giờ giống nhau. Giờ này gọi là giờ ñịa phương hay giờ Mặt Trời.

+ Giờ khu vực - múi giờ: Nếu sử dụng giờ ñịa phương trong sinh hoạt và giao

dịch quốc tế thì chúng ta sẽ có 360 giờ/ngày, một lãnh thổ sẽ có rất nhiều giờ khác

nhau. Vì thế, ñể tránh tình trạng lộn xộn về giờ giấc, người ta ñã quy ñịnh giờ thống

nhất cho từng khu vực trên Trái ðất. Giờ quy ước ñó là giờ khu vực hay giờ múi. Bề

mặt Trái ðất ñược chia ra làm 24 khu vực, bổ dọc theo kinh tuyến tương ñương 15

kinh ñộ bằng 1 khu vực giờ. Vì mỗi khu vực ñều có hình giống múi cam nên còn ñược

gọi là múi giờ. Vậy, giờ khu vực hay múi giờ là giờ thống nhất của các ñịa phương

nằm trong khu vực 15 kinh ñộ chọn kinh tuyến ñi qua chính giữa khu vực làm giờ

chung cho cả khu vực hay múi. Ví dụ: Việt Nam nằm trong múi giờ số 7, múi giờ này

giới hạn từ kinh tuyến 97o30’ð ñến 112o30’ð. Múi giờ này có kinh tuyến 105oð ñi

qua giữa múi, nên giờ ñịa phương của kinh tuyến này ñược chọn làm giờ chung cho cả

múi (trong thực tế khi Mặt Trời chiếu ñứng bóng lên kinh tuyến 105oð là lúc 12 giờ

của cả múi, lúc này ở kinh tuyến 112o30’ð ñã ngả về chiều ñược 30 phút, còn ở kinh

tuyến 97o30’ð thì phải ñợi 30 phút sau Mặt Trời mới chiếu ñứng bóng). Ranh giới của

các khu vực giờ, về nguyên tắc là các ñường thẳng dọc theo các kinh tuyến mép múi.

Tuy nhiên, vì các quốc gia có ranh giới thường không phải là một ñường thẳng vả lại

nếu lãnh thổ có những phần không trùng khớp với ranh giới giờ không ñáng kể thì các

quốc gia ñó cũng chỉ chọn một múi giờ làm chuẩn nên ranh giới giờ này thường là một

ñường ngoằn ngoèo theo ñường biên giới quốc gia và giờ thống nhất cho lãnh thổ

mang tính quy ước.

Trước năm 1967, Việt Nam lấy giờ Bắc Kinh làm chuẩn cho âm lịch. Ngày 8 tháng 8 năm 1967, nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa ban hành quy ñịnh ñổi lịch dùng múi giờ GMT + 7 làm chuẩn.

45

Hình 2.15. Múi giờ và ñường chuyển ngày quốc tế

+ Giờ quốc tế - giờ GMT: Từ thực tế mỗi quốc gia lãnh thổ chọn cho mình một

múi giờ riêng, nên trên thế giới ñã có nhiều giờ khác nhau không thống nhất giữa các

quốc gia. ðể tiện cho việc tính giờ trên toàn thế giới cũng như thuận lợi trong quan hệ

và giao dịch quốc tế, Hội nghị quốc tế năm 1884 ñã ñi ñến quyết ñịnh ñánh số các khu

vực giờ Trái ðất theo thống nhất chung. ðể làm mốc tính giờ ở các nơi, người ta chọn

một khu vực giờ làm giờ gốc. Khu vực giờ gốc ñược chọn ñánh số 0 và là giờ số 0, ñó

là khu vực có kinh tuyến 0o gọi là kinh tuyến gốc ñi qua ñài thiên văn Greenwich ở

ngoại ô Luân ðôn. Ranh giới của múi giờ này là 7o30’ð ñến 7o30’T, số thứ tự múi giờ

ñược ñánh từ múi giờ gốc sang phía ðông lần lượt: 0, 1, 2, 3, …23. Các kinh tuyến

giữa múi tương ứng là 0o, 15o ð, 30o ð, 45o ð… 180o, 165o T, 150o T, 135o T… 15o T.

Mỗi múi cách nhau 1 giờ, múi bên phải sớm hơn bên trái 1 giờ. Do Trái ðất hình cầu

nên múi giờ số 0 trùng với múi giờ 24. Như vậy, cách xác ñịnh và thống nhất giờ này

căn cứ vào giờ tại kinh tuyến Greenwich làm chuẩn và ñược gọi là giờ quốc tế hay giờ

GMT (Greenwich Mean Time - nghĩa là giờ trung bình của kinh tuyến Greenwich).

Một thực tế là Trái ðất tự quay quanh trục cũng không ñều, và có xu hướng quay chậm dần vì lực thủy triều của Mặt Trăng. Các ñồng hồ nguyên tử cho ta biết ñược thời gian chính xác hơn của sự tự quay Trái ðất. Ngày 1 tháng 1 năm 1972, một Hội nghị quốc tế về thời gian ñã thay giờ GMT bằng Giờ Phối hợp Quốc tế (UTC), ñược giữ bởi nhiều ñồng hồ nguyên tử quanh thế giới. UT1 ñược dùng, thay GMT, ñể tượng trưng cho “thời gian Trái ðất quay”. Giây nhuận ñược thêm hay bớt vào UTC ñể giữ nó không khác UT1 nhiều quá 0,9 giây.

Trong ứng dụng dân dụng hiện nay người ta dùng giờ UTC; tuy nhiên nó vẫn hay bị gọi nhầm là GMT.