Tài liệu Bồi dưỡng học sinh giỏi địa lý chuyên đề hệ thống kiến thức và phân dạng bài tập về nhiệt độ không khí trên bề mặt trái đất

HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII NHÓM ĐỊA LÍ – Trường THPT chuyên Hạ Long, Quảng Ninh HỆ THỐNG KIẾN THỨC VÀ PHÂN DẠNG BÀI TẬP VỀ NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRÊN BỀ MẶT TRÁI ĐẤT A - MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Học phần khí quyển nói chung và chuyên đề nhiệt độ nói riêng là một trong những nội dung khó và quan trọng đối với giáo viên và học sinh. Đây là chuyên đề có tính chất cơ sở cho việc nghiên cứu các chuyên đề tiếp theo trong học phần khí quyển và học phần khác (thủy quyển, thổ nhưỡng, sinh quyển, qui luật địa lí,…). Bởi vậy, nếu việc nắm bắt kiến thức không vững vàng sẽ dẫn đến sự sai lệch trong nhận thức về bản chất sự vật và hiện tượng. Đối với giáo viên, ngoài việc thiết lập cho học sinh hệ thống kiến thức một cách khoa học, chính xác thì vấn đề rèn luyện các kĩ năng địa lí nhằm khắc sâu kiến thức, tiến tới vận dụng kiến thức vào giải quyết vấn đề thực tiễn cuộc sống là nhiệm vụ trọng tâm. Với những yếu tố khách quan như trên, để phục vụ tốt nhiệm vụ giảng dạy đội tuyển, chúng tôi đã hệ thống kiến thức chuyên sâu và phân dạng bài tập về nhiệt độ không khí thông qua chuyên đề “ Hệ thống kiến thức và phân dạng bài tập về nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất” 2. Mục đích đề tài Đề tài tập trung vào giải quyết hai vấn đề lớn: - Hệ thống hóa kiến thức chuyên sâu về nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất 1 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII - Phân dạng bài tập cơ bản về nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất thông qua các câu hỏi mở rộng B - NỘI DUNG Chương 1: Nguồn cung cấp nhiệt độ không khí Trên bề mặt Trái Đất có sự sống vì có nhiệt độ. Nguồn nhiệt cung cấp chủ yếu cho Trái Đất là Mặt Trời (thực tế bên trong Trái Đất cũng có một nguồn nhiệt nhưng bề mặt Trái Đất chỉ được hưởng một lượng rất nhỏ, bằng 1/5000 của Mặt Trời). Do đó, những diễn biến của bức xạ Mặt trời (phân phối lượng bức xạ, cán cân bức xạ,….) sẽ chi phối đến đặc điểm nhiệt độ trên Trái Đất, trong đó, nhiệt độ không khí là phần quan trọng nhất. 1.1 Bức xạ Mặt Trời Dòng vật chất và năng lượng (nhiệt, ánh sáng) phát ra từ Mặt trời, tỏa ra không gian vũ trụ và đến Trái Đất gọi là bức xạ của Mặt Trời . Nguồn gốc bức xạ Mặt Trời là do phản ứng hạt nhân xảy ra trong điều kiện nhiệt độ khoảng 20.106 ˚C. Nguồn bức xạ Mặt Trời đã đem lại ánh sáng và nhiệt cho Trái Đất, cung cấp năng lượng cho sinh quyển. Năng lượng bức xạ Mặt Trời rất lớn nhưng Trái Đất chỉ nhận được một phần rất nhỏ của bức xạ ấy ở cách xa Mặt Trời. Nguồn năng lượng Mặt Trời phát ra từ khí quyển đến Trái Đất trên một đơn vị diện tích trong một đơn vị thời gian gọi là cường độ bức xạ Mặt Trời. Cường độ bức xạ Mặt Trời phụ thuộc vào góc tới của các tia sáng (góc nhập xạ) và thời gian chiếu xạ (thời gian có bức xạ Mặt Trời). Góc của chùm tia tới càng lớn và thời gian chiếu xạ càng dài thì cường độ bức xạ càng lớn và ngược lại. 1.2 Sự phân phối bức xạ Mặt Trời đến Trái Đất 2 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII Quá trình bức xạ Mặt Trời đến bề mặt Trái Đất được phân phối như sau: Giả sử bức xạ Mặt Trời tới Trái Đất là trong một năm là 100%, khi bức xạ Mặt Trời tới khí quyển có: - 30% phản hồi lại không gian ( 7% khuếch tán +23% phản xạ do mây) - 19% khí quyển hấp thụ ( 3% do 03 + 13% do hơi nước +3% do mây) - 51% xuống bề mặt đất -> bức xạ tổng cộng + 4% phản hồi vào không gian + 47% Trái Đất hấp thụ Như vậy, bức xạ xuống đến mặt đất đã bị khí quyển khuếch tán và phản xạ, lại bị mặt đất phản xạ lại lần nữa và chỉ còn 47% thực tế xuống đến mặt đất và do mặt đất giữ lấy, ước chừng khoảng >300cal/cm2 /ngày. Tỉ lệ giữa năng lượng tiêu hao với năng lượng truyền tới Trái Đất gọi là trị số Anbedo của Trái Đất. Vì Trái Đất có khí quyển dày làm tiêu hao năng lượng lớn nên trị số Anbedo lớn. Phần bức xạ Mặt Trời xuống mặt đất và bị hấp thụ được biến thành nhiệt năng. Mặt đất lại đem nhiệt năng ấy bức xạ lên không, như thế thành nguồn nhiệt thứ hai của khí quyển sau Mặt Trời. Chính bức xạ Mặt đất ấy gồm những tia hồng ngoại sóng dài là nhân tố chính làm sinh ra nhiệt độ của khí quyển gần mặt đất. 1.3 Cán cân bức xạ Cán cân bức xạ là chênh lệch giữa thu và chi bức xạ của bề mặt Trái Đất hoặc lớp không khí nào đó trong một khoảng thời gian nhất định. Cán cân bức xạ dương khi thu lớn hơn chi và ngược lại. Cán cân bức xạ Mặt trời là đại lượng qui định nhiệt độ của mặt đất và lớp không khí sát mặt đất. Công thức: B = Q (1-A) - EH 3 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII Trong đó: B = cán cân bức xạ Q = bức xạ tổng cộng (bức xạ trên bề mặt Trái Đất ) A = Trị số Anbedo EH = bức xạ hiệu dụng ( bức xạ tiêu hao của bề mặt đất) Cán cân bức xạ phụ thuộc gián tiếp vào góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng (Q), phụ thuộc trực tiếp vào trị số Anbedo (A) và bức xạ hiệu dụng (EH ). Trị số Anbedo và bức xạ hiệu dụng lại phụ thuộc vào tính chất của bề mặt đệm. Do đó, cán cán bức xạ phụ thuộc vào nhân tố: góc nhập xa, thời gian chiếu sáng và tính chất bề mặt đệm Khu vực chí tuyến: B = 100 – 200 kcal/cm2/năm Từ 20 ̊ - 40˚: B = 60 kcal/cm2/năm Từ 40˚ - vòng cực: B = 20 – 40 kcal/cm2/năm Tại cực: B luôn âm ( Anbedo phụ thuộc vào tính chất và trạng thái của bề mặt Trái Đất: màu sắc, độ ẩm, mức độ lồi lõm…Bề mặt càng tối bức xạ hấp thụ càng lớn, độ ẩm càng lớn bức xạ hấp thụ càng lớn. Ví dụ: tuyết: 90 – 95%, cỏ khô: 19-20%, cỏ tươi: 26%, cát khô: 35-40%, rừng rậm: 5%, nước:2%. Trên bề mặt địa cầu có 2/3 là nước nên sự hấp thụ nhiệt của nước đại dương là một trong những nhân tố hình thành khí hậu quan trọng) Chương 2: Nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất Nói nhiệt độ một nơi là nhiệt độ không khí của nơi đó, cụ thể là của lớp không khí cách bề mặt đất 2m. Nhiệt độ lớp không khí này chịu ảnh hưởng bức xạ Mặt Trời và chủ yếu của bức xạ mặt đất. Nghiên cứu nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất với nội dung chủ yếu sau: 4 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII 2.1 Tiêu chí chính đánh giá nhiệt độ không khí 2.1.1 Nhiệt độ trung bình, nhiệt độ tối cao, nhiệt độ tối thấp - Nhiệt độ trung bình là giá trị trung bình của nhiệt độ theo thời gian (ngày, tháng, năm). Đây là chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chế độ nhiệt tại một lãnh thổ. - Nhiệt độ tối cao bao gồm: nhiệt độ tối cao trong ngày, nhiệt độ tối cao tuyệt đối của một giai đoạn khí hậu (tháng, năm). Nhiệt độ tối cao trong ngày là nhiệt độ cao nhất quan trắc được trong ngày. Thông thường vào khoảng 13 – 14h hàng ngày khi nhiệt độ không khí đạt giá trị cao nhất. Nhiệt độ tối cao tuyết đôi trong một giai đoạn khí hậu là giá trị nhiệt độ cao nhất đã từng xảy ra và quan trắc được trong giai đoạn khí hậu đó. - Nhiệt độ tối thấp bao gồm: nhiệt độ tối thấp trong ngày, nhiệt độ tối thấp tuyệt đối của một giai đoạn khí hậu (tháng, năm). Nhiệt độ tối thấp trong ngày là nhiệt độ thấp nhất quan trắc được trong ngày. Thông thường vào khoảng 4h - 5h hàng ngày khi nhiệt độ không khí đạt giá trị thấp nhất. Nhiệt độ tối thấp tuyết đôi trong một giai đoạn khí hậu là giá trị nhiệt độ thấp nhất đã từng xảy ra và quan trắc được trong giai đoạn khí hậu đó. 2.1.2 Biên độ nhiệt Biên độ nhiệt là hiệu số giữa nhiệt độ đạt giá trị cực đại và nhiệt độ đạt giá trị cực tiểu trong khoảng thời gian nhất định ( ngày – đêm, năm). 2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến sự thay đổi nhiệt độ không khí 2.2.1 Vĩ độ - Nhiệt độ giảm dần từ xích đạo về 2 cực - Biên độ nhiệt tăng dần từ xích đạo về 2 cực 5 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII - Nơi có vĩ độ thấp thì nhiệt độ cao hơn nơi có vĩ độ cao Nguyên nhân: - Góc chiếu sáng giảm dần từ xích đạo về 2 cực  lượng nhiệt nhận được giảm dần - Góc chiếu sáng còn thay đổi theo thời gian và không gian + Theo mùa: mùa hè, góc chiếu sáng lớn  lượng nhiệt nhận được nhiều. Còn mùa đông thì ngược lại. + Trong 1 ngày: góc chiếu sáng tăng dần và đạt cực đại vào 12h trưa sau đó giảm dần + Địa hình dốc  góc chiếu sáng nhỏ  lượng nhiệt nhận được ít,ngược lại với địa hình thoải - Biên độ nhiệt do càng lên vĩ độ cao chênh lệch góc chiếu sáng và thời gian chiếu sáng giữa ngày và đêm trong năm lớn 2.2.2 Lục địa và đại dương (vị trí gần hay xa biển) - Vị trí gần hay xa biển, đd sẽ quy định khí hậu có tính chất lục địa hay đại dương - Biên độ nhiệt: càng xa đại dương biên độ nhiệt càng lớn. + Lục địa: hình thành khối khí lục địa (mùa đông thì tỏa nhiệt mạnh, khô  hình thành áp cao, mùa hạ tích tụ nhiệt nhanh, khô  áp thấp)  biên độ nhiệt lớn + Đại dương: hình thành khối khí đại dương (mùa đông ấm, mùa hạ mát)  biên độ nhiệt nhỏ 2.2.3 Địa hình 6 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII - Càng lên cao nhiệt độ càng giảm (↑100m – nhiệt độ↓ 0,6oC  đoạn nhiệt ẩm) (trong tầng đối lưu) và ngược lại (↓100m - nhiệt độ ↑ 1oC  đoạn nhiệt khô) do tia nắng mặt trời xuyên qua khí quyển mặt đất, lớp không khí đầy bụi ở sát mặt đất thu được nhiều nhiệt hơn lớp không khí trong và loãng ở trên cao. - Hướng phơi của sườn núi: + Sườn núi đón ánh nắng mặt trời (sườn phơi nắng)  có góc chiếu sáng lớn, lượng nhiệt nhận được nhiều + Sườn núi khuất ánh sáng mặt trời ngược lại. Hình 4: Nhiệt độ thay đổi theo độ dốc và hướng phơi của sườn núi - Hướng sườn: + Sườn đón gió  mưa nhiều  nhiệt thấp hơn sườn khuất gió. - Dạng địa hình + Địa hình bồn địa, thung lũng: hè nóng, đông lạnh  thời tiết khắc nghiệt - Độ dốc địa hình: Nơi có độ dốc nhỏ, nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc lớn vì lớp không khí được đốt nóng có độ dày lớn hơn. 2.2.4 Các nhân tố khác - Dòng biển: dòng biển nóng đi qua  nhiệt cao, mưa nhiều. Dòng biển lạnh ngược lại. - Lượng mưa: nơi mưa nhiều  nhiệt thấp, mưa ít nhiệt cao. 7 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII Ví dụ: Ở khu vực xích đạo nhiệt cao  hơi nước bốc hơi nhiều  mưa nhiều, mưa dông  nhiệt thấp hơn so với khu vực chí tuyến. - Mặt đệm: khả năng hấp thụ và tỏa nhiệt của mặt đất và mặt nước khác nhau chênh lệch về nhiệt độ khác nhau (biên độ nhiệt Δt mặt đất > Δt mặt nước). Hay ở cùng bề mặt đệm (mặt đất): nơi có lớp phủ thực vật dày  nhiệt tăng chậm và điều hòa hơn nơi có lớp phủ thực vật mỏng hoặc không có (như ở hoang mạc, sa mạc). (Để đốt nóng 1kg đất tăng lên 1 oC thì lượng nhiệt chỉ bằng ½ , 1/3 so với mặt nước. Do vậy, để đốt nóng 1 viên gạch nhanh hơn đốt nóng 1 khối lượng nước tương đương. Nhưng đất lại tỏa nhiệt nhanh hơn nước  đất nóng nhanh, nguội nhanh; nước thì ngược lại) 2.3 Sự thay đổi nhiệt độ không khí Nhiệt độ của bất kì địa điểm nào trên Trái Đất đều có sự thay đổi, lên xuống trong một ngày đêm và trong năm. Sự thay đổi nhiệt độ không khí như vậy gọi là biến trình nhiệt độ không khí, bao gồm: biến trình ngày và biến trình năm của nhiệt độ. Biến trình nhiệt độ không khí phụ thuộc chủ yếu vào độ cao của Mặt Trời thông qua yếu tố cường độ bức xạ. 2. 3.1 Biến trình ngày của nhiệt độ Sự biến thiên liên tục của nhiệt độ từ giờ này qua giờ khác trong ngày đêm gọi là biến trình ngày của nhiệt độ. Nó biến thiên theo qui luật rất đơn giản: nhiệt độ tăng dần từ khi Mặt Trời mọc và đạt đến cực đại sau 12 giờ trưa rồi lại giảm dần đạt đến cực tiểu vào trước lúc Mặt Trời mọc ngày hôm sau. Đường biểu diễn biến trình ngày của nhiệt độ trung bình nhiều năm là một đường cong đều đặn. Giá trị cực đại và cực tiểu của nhiệt độ trong ngày phụ thuộc vào tính chất của bề mặt đất: cực đại của bề mặt đất lớn hơn so với lớp không khí bên trên và lớp đất bên dưới, vì ban 8 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII ngày mặt đất nhận được nhiệt của Mặt Trời nóng lên và từ đó truyền lên không khí và xuống đất. Trị số cực đại của mặt đất lớn hơn mặt nước vì đất có nhiệt dung nhỏ hơn. Ngược lại cực tiểu của mặt đất nhỏ hơn của nước do đó biên độ ngày của nhiệt độ đất lớn hơn của nước và không khí, của đất trọc lớn hơn đất có phủ thực vật. Vùng có khí hậu khô lớn hơn khí hậu ẩm. Nhiệt độ dao động trong ngày đêm ít nhiều lại tùy theo độ vĩ. Ở nhiệt đới, nhiệt độ lên xuống nhiều; trong các hoang mạc có khi lên xuống 30˚C hoặc hơn; ở ôn đới chỉ từ 10 15˚C; ở cực đới chỉ khoảng 2˚C. Nhiệt độ dao động còn tùy theo địa hình và độ cao của mặt đất. Nơi mặt đất bằng, nhiệt độ lên xuống ít hơn trong các thung lũng giữa núi, vì ở thung lũng ban ngày gió ít, nhiệt độ cao mà ban đêm khí lạnh từ trên cao dồn xuống làm cho nhiệt độ thấp. Trên các mặt cao nguyên rộng, không khí loãng hơn ở ngang mặt biển nên nhiệt độ tăng lên và giảm xuống đều; giữa ngày và đêm nhiệt độ lên xuống nhiều hơn ở miền đất thấp. Trên mặt đất và trên mặt nước, nhiệt độ lên xuống cũng khác nhau: thường trên mặt nước, độ chênh chi từ 2 đến 3˚C, mặt đất lên tới 30˚C do nhiệt dung của đất và nước khác nhau. Hơi nước trong không khí càng ảnh hưởng đến dao động nhiệt ngày đêm. Trời nhiều mây: ban ngày ít nóng và ban đêm ít lạnh; trời ít mây thì từ ngày sang đêm, nóng lạnh thay đổi nhiều. Vì vậy ở hoang mạc có nhiệt độ chênh lệch cao từ ngày sang đêm. Biên độ nhiêt độ ngày giảm dần khi đi về khu vực vĩ độ cao vì ở vĩ độ cao có sự chênh lệch góc nhập xạ trong ngày nhỏ hơn ở vĩ độ thấp. 2.3.2 Biến trình năm của nhiệt độ Sự biến thiên liên tục của nhiệt độ từ ngày này qua ngày khác trong năm gọi là biến trình năm của nhiệt độ. Nhiệt độ của một địa điểm nào đó phụ thuộc vào sự biến thiên của góc nhập xạ trong năm, vào tính chất của bề mặt đất nên trong biến trình năm nhận thấy: 9 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII nhiệt độ cao vào thời gian có góc nhập xạ lớn, nhiệt độ thấp vào thời gian có góc nhập xạ nhỏ, do đó biến trình năm của nhiệt độ thường có hai loại: phổ biến là có một cực đại vào mùa hạ và một cực tiểu vào mùa đông. Loại thứ hai là có hai cực đại vào thời gian Mặt Trời lên lên cao và hai cực tiểu, cực tiểu chính vào thời gian đông chí và cực tiểu phụ vào thời gian hạ chí, loại này thường gặp trong khu vực nội chí tuyến. Sự biến thiên nhiệt độ trong năm không đ ồng nhấtở các vĩ độ, có thể phân thành các kiểu như sau: + Kiểu xích đạo: xuất hiện 2 cực đại (sau xuân phân và thu phân) và hai cực tiểu (sau hạ chí và đông chí). Nhiệt độ trong năm luôn dương. + Kiểu chí tuyến: một cực đại sau hạ chí, một cực tiểu sau đông chí (trên đại dương khoảng 5˚C, lục địa tới 20˚C). Nhiệt độ trung bình năm luôn dương. + Kiểu ôn đới: 4 mùa rõ rệt, nhiệt độ đạt một cực đại (lục địa tháng VII, đại dương tháng VIII), một cực tiểu (lục địa tháng 1, đại dương tháng II). Biên độ năm của nhiệt độ là hiệu số giữa trị số cực đại và trị số cực tiểu, nó phụ thuộc không những chỉ vào sự chênh lệch góc nhập xạ mà còn vào sự thay đổi tính chất của bề mặt đệm theo mùa trong năm. Do đó: Biên độ năm của nhiệt độ tăng dần từ xích đạo về hai cực. 2.4 Phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất Trên bề mặt địa cầu, nhiệt độ có sự phân bố không đều do tác động khác nhau của các nhân tố ảnh hưởng (Vĩ độ địa lí, lục địa và đại dương, địa hình, dòng biển, ….). Sự phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất được biểu hiện thông qua đường đẳng nhiệt trên bản đồ thế giới. 10 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII Các đường đẳng nhiệt thường không trùng với vĩ tuyến, vì có sự không đồng nhất của bề mặt Trái Đất (do khả năng hấp thụ và phản hồi bức xạ của chúng khác nhau, nhiệt dung khác nhau, ảnh hưởng của dòng biển nóng – lạnh). Vì thế, trên cùng một vĩ tuyến ở các địa điểm khác nhau có nhiệt độ khác nhau rất lớn. Ở một số nơi, đường đẳng nhiệt tiến lên vĩ độ cao, tạo thành những lưỡi nóng, hướng từ vĩ độ thấp lên vĩ độ cao, ở một số địa điểm khác, những đường đẳng nhiệt lại tiến xuống các vĩ độ thấp tạo thành những lưỡi lạnh hướng từ cực về xích đạo. Tháng giêng là tháng lạnh ở Bắc Bán Cầu (BBC) – nóng nhất ở Nam Bán Cầu(NBC): Trên đại dương ở NBC, đường đẳng nhiệt gần như song song và uốn khúc mạnh tại ranh giới giữa hải lưu lạnh trên đại dương và lục địa nóng. Còn ở BBC, đường đẳng nhiệt nằm xít nhau hơn, đặc biệt trên lục địa. Ví dụ: Đường đẳng nhiệt 0˚C dọc theo vĩ tuyến 70˚B ở Bắc Đại Tây Dương nhưng khi vào sâu trong nội địa (trung tâm Trung Quốc) lại ở khoảng vĩ tuyến 34˚B. Các đường đẳng nhiệt khác cũng bị lệch tương tự. Như vậy, ảnh hưởng của dòng nóng Đại Tây Dương đã tạo ra điều này. Nhiệt độ thấp nhất vào tháng 1 nằm ở Đông Bắc châu Á do không khí lạnh từ các thung lũng giữa các xứ núi tràn xuống, Veckhoian do dải cao nguyên băng trên núi tạo ra. 11 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII Tháng bảy nóng nhất ở BBC – lạnh nhất ở NBC. Trên lục địa BBC có nhiệt độ cao nhất. Khi đi từ đại dương vào lục địa, đường đẳng nhiệt có xu hướng lêch về phía bắc với gradient nhiệt nhỏ hơn tháng giêng. Ở NBC, đường đẳng nhiệt tháng 7 đều đặn hơn do chủ yếu là đại dương. 12 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII Tóm lại, nhìn vào đường đẳng nhiệt tháng giêng, tháng bảy diễn biến như sau: - Nhiệt độ không khí trên Trái Đất giảm từ xích đạo về hai cực, phù hợp với qui luật phân phối của bức xạ Mặt Trời. Ở vùng xích đạo,nhiệt độ trung bình của tất cả các tháng trong năm lớn hơn 25˚C. Ở vùng nhiệt đới, những tháng mùa hạ (tháng 7 ở BBC, tháng 1 ở NBC) nhiệt độ cao hơn 30˚C. - Nhiệt độ giảm từ cực về xích đạo không đều và có sự khác biệt giữa các mùa, đặc biệt giảm nhanh ở bán cầu mùa đông. Ví dụ tháng 7, ở vĩ độ 40˚B có đường đẳng nhiệt từ 16 - 20˚C, còn ở 40˚N là đường đẳng nhiệt 8 - 10˚C; ngược lại ở bản đồ tháng 1, cũng ở 40˚B có đường đẳng nhiệt 10 - 12˚C, còn ở 40˚N là 16 - 20˚C. 13 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII - Nhiệt độ giảm từ cực về xích đạo nhưng ở NBC giảm nhanh hơn BBC. Ví dụ: BBC nhiệt độ của xích đạo và cực Bắc về mùa hè chênh 27˚C, mùa đông chênh 67˚C. Ở NBC nhiệt độ của xích đạo và cực Nam về mùa hè chênh 16˚C, mùa đông 74˚C. Mặc dù chi phối bởi nhiều nhân tố khác nhau nhưng về cơ bản thì sự phân bố nhiệt trên Trái Đất tuân thủ theo qui luật địa đới, chia ra thành các vành đai nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất: - Vòng đai nóng: nằm giữa hai đường đẳng nhiêt 20˚C của BBC và NBC ( nằm khoảng 30˚B và Nam). - Hai vòng đai ôn hòa: nằm giữa đường đẳng nhiệt +20˚ đến +10˚ ở mỗi bán cầu. - Hai vòng đai lạnh: từ đường đẳng nhiệt +10˚ về phía cực ở mỗi bán cầu (nằm ở vĩ độ cận cực) Chương 3: Phân dạng bài tập về nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất Trong hệ thống kiến thức và kĩ năng của phần khí quyển nói chung và chuyên đề nhiệt độ không khí nói riêng, chúng tôi phân thành ba dạng cơ bản sau: - Câu hỏi gắn với bảng số liệu - Câu hỏi gắn với bản đồ, lược đồ - Câu hỏi vận dụng lí thuyết 3.1 Câu hỏi gắn với bảng số liệu. 14 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII 3.1.1 Nguyên tắc làm  Bước 1: Nêu khái quát: vị trí lãnh thổ cần nhận xét  Bước 2: Rút ra quy luật khái quát nhất của bảng số liệu. Chia khu vực theo địa đới, theo địa ô.  Bước 3: Giải thích dựa vào các nhân tố ảnh hưởng. 3.1.2 Các ví dụ minh họa Ví dụ 1. Cho bảng số liệu: Phân phối tổng lượng bức xạ Mặt Trời ở các vĩ độ (Đơn vị Kcalo/cm²/năm) Vĩ độ Ngày tháng trong năm 00 100 200 500 700 900 21 - 3 672 659 556 367 132 0 22 - 6 577 649 728 707 624 634 23 - 9 663 650 548 361 130 0 22 - 12 616 519 286 66 0 0 a. Bảng số liệu trên thuộc bán cầu nào? Vì sao? b. Nhận xét và giải thích sự phân phối tổng bức xạ Mặt Trời ở các vĩ độ. Gợi ý trả lời a. Bảng số liệu trên thuộc Bắc bán cầu. Vì: 15 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII - Ngày 22 - 6 có tổng bức xạ ở vĩ độ 20o cao nhất (Mặt Trời lên thiên đỉnh ở 23o27’B) - Tổng bức xạ ở vĩ tuyến 90o cao vào ngày 22/6, các ngày khác trong năm bằng 0 cal/cm2/ngày - Ngày 22/12 từ vĩ độ 70o đến 90o bức xạ bằng 0 cal/cm2/ngày. Từ 70o đến 90oB là thời kỳ đêm dài. b. Nhận xét, giải thích - Tổng bức xạ Mặt Trời có sự thay đổi theo vĩ độ và thời gian: + Tổng bức xạ giảm dần từ xích đạo về cực (trừ ngày 22/6) vì góc nhập xạ giảm dần từ xích đạo về 2 cực, thời gian chiếu sáng cũng giảm dần tiến tới không có ngày. + Ngày 22/6: tổng bức xạ Mặt Trời cao nhất ở vĩ độ 20o B vì ngày 22/6 Mặt Trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến vì vậy vĩ độ 20 0 B có góc chiếu sáng lớn nhất, thời gian chiếu sáng dài. Vĩ độ 50o - 90 o B bức Mặt Trời cao hơn xích đạo do có thời gian chiếu sáng dài, tổng bức xạ lớn. + Ngày 22/12 tổng xạ Mặt Trời thấp nhất ở các vĩ độ Bắc do góc nhập xạ nhỏ, Mặt Trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến nam, nên các vĩ độ Bắc đều có góc chiếu sáng nhỏ nhất trong năm, thời gian chiếu sáng trong ngày ngắn. + Hai ngày 21/3 và 23/9 tổng xạ cao nhất ở xích đạo, do Mặt Trời lên thiên đỉnh ở xích đạo. Ví dụ 2. Cho bảng số liệu Phân phối nhiệt độ trung bình năm ở các vĩ độ (˚C) Vĩ độ 0° 10° 20° 30° 40° 16 50° 60° 70° 80° 90° HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII BBC NBC 25,4 26,0 25,4 24,7 25,0 22,8 20,4 14,0 18,3 12,0 5,4 5,3 -0,6 -3,4 - - - 10,4 17,2 19,0 - - - 13,6 27,0 33,0 Hãy nhận xét và giải thích sự thay đổi nhiệt độ trung bình năm theo vĩ độ. Gợi ý trả lời Qua bảng số liệu ta nhận thấy - Từ xích đạo – về cực: nhiệt độ trung bình năm có xu hướng giảm (Minh họa) + Bắc bán cầu giảm chậm hơn Nam bán cầu. + Do Trái Đất hình cầu, từ xích đạo đến cực góc chiếu sáng giảm dần, nên nhiệt nhận được giảm dần. - Tuy nhiên sự phân phối nhiệt có sự khác biệt theo vĩ độ + Từ 0° – 20° nhiệt độ cao trên 20° (Minh họa)  Vì đây là vùng nội chí tuyến, góc nhập xạ lớn, một năm có hai lần Mặt Trời lên thiên đỉnh, nên nhận được nhiều nhiệt.  Bắc bán cầu nhiệt độ tăng đến 10°B sau đó giảm. Vì xích đạo bề mặt là biển hoặc rừng rậm, hơi nước nhiều, hạn chế sự nhận nhiệt của lớp không khí gần mặt đất, hiện tượng mưa dông nhiệt; trong khi vùng 10° diện tích lục địa tăng. + Từ 20° - 50° nhiệt độ giảm mạnh nhưng vẫn đạt trên 0°C 17 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII  Vì bắt đầu chuyển sang khu vực ngoại chí tuyến, nơi không có Mặt trời lên thiên đỉnh, góc chiếu sáng giảm, nhiệt nhận được giảm. + Sau 50° là vùng có nhiệt trung bình năm dưới 0°C, trong đó nhiệt độ ở Nam bán cầu giảm nhanh hơn và cùng vĩ độ nhiệt độ thấp hơn Bắc bán cầu. Vì là khu vực có mùa đông là những ngày toàn đêm với số ngày tăng dần từ vòng cực cực. Góc chiếu sáng nhỏ tiến tới không còn góc chiếu sáng nên thời kì mùa đông nhiệt nhận được ít, có quá trình tỏa nhiệt mạnh mẽ. Đến mùa hè khi có những ngày dài nhiệt nhận được tăng song phải chi vào quá trình tan băng nên nhiệt độ vẫn tăng chậm. Trong đó Nam bán cầu nhiệt thấp hơn do gặp lục địa Nam Cực, còn Bắc bán cầu gặp đại dương. Ví dụ 3. Cho bảng số liệu sau Biên độ nhiệt độ trong năm theo vĩ độ (˚C) Vĩ độ 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80° 90° BBC 0,6 1,7 5,5 13,1 19,3 25,8 30,4 34,1 34,5 36,0 NBC 0,6 2,2 5,2 7,6 6,5 5,4 11,2 19,5 28,7 35,0 Hãy nhận xét và giải thích sự thay đổi biên độ nhiệt của các vĩ độ trên. Gợi ý trả lời * Nhận xét giải thích khái quát - Càng lên vĩ độ cao biên độ nhiệt trong năm càng lớn (Minh họa) Do: Càng lên vĩ độ cao thì sự chênh lệch góc chiếu sáng và thời gian chiếu sáng trong năm càng lớn 18 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII - Cùng một vĩ độ biên độ nhiệt thay đổi theo tương quan giữa lục địa và đại dương + Diện tích lục địa càng lớn, biên độ nhiệt càng lớn + Ngược lại, diện tích lục địa giảm, biên độ nhiệt giảm * Nhận xét và giải thích thay đổi theo vĩ độ - Từ 00 – 300 Bắc, Nam: biên độ nhiệt tăng (Minh họa) + Vì cả hai bán cầu diện tích lục địa đều tăng nên biên độ nhiệt tăng (Minh họa). + Ở BBC tăng nhanh hơn NBC vì diện tích lục địa tăng nhanh hơn - Từ 300 -500 Bắc, Nam: + BBC diện tích lục địa tiếp tục tăng nhanh, biên độ nhiệt tăng nhanh (Minh họa) + NBC diện tích lục địa giảm nhanh đến không còn, biên độ nhiệt giảm (Minh họa) - Từ 500 – 700 Bắc, Nam: biên độ nhiệt tăng và rất cao + BBC: Diện tích lục địa tăng dần đến cao nhất, biên độ nhiệt tiếp tục tăng đến cao nhất (Minh họa) + NBC do bắt đầu xuất hiện các đảo và bán đảo ở lục địa Nam Cực, biên độ nhiệt tăng (Minh họa) - Từ 700 – 800 Bắc, Nam: + BBC với sự suất hiện của Bắc Băng Dương, biên độ nhiệt giảm + NBC bắt đầu gặp lục địa Nam Cực, biên độ nhiệt tăng (Minh họa) 19 HỘI CÁC TRƯỜNG THPT CHUYÊN KHU VỰC DUYÊN HẢI – ĐỒNG BẰNG BẮC BỘ HỘI THẢO KHOA HỌC LẦN THỨ VII 3.2 Câu hỏi gắn với bản đồ, lược đồ, hình vẽ 4.1.1 Nguyên tắc làm  Bước 1: Nhìn bảng chú giải – phân các cấp  Bước 2: Nhận xét chung: sự phân hóa các khu vực:  Nhận xét chi tiết theo các cấp đã phân loại: giá trị, phân bố - Nơi cao - Nơi thấp - Theo các cấp còn lại  Bước 3: Dùng nhân tố ảnh hưởng để giải thích 4.1.2 Các ví dụ minh họa Ví dụ 4: Lược đồ nhiệt độ tháng 1 20