Tài liệu Bồi dưỡng học sinh giỏi địa lý chuyên đề hệ thống hóa kiến thức và các dạng câu hỏi, bài tập phần nhiệt độ không khí trong bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia

HỆ THỐNG HÓA KIẾN THỨC VÀ CÁC DẠNG CÂU HỎI, BÀI TẬP PHẦN NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRONG BỒI DƯỠNG HSG MÔN ĐỊA LÍ MỤC LỤC MỤC LỤC ..................................................................................................... 1 MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 2 I. LÍ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI .................................................................... 2 II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ...................................................................... 3 III. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI ..................................................................... 3 IV. PHẠM VI VÀ GIÁ TRỊ NGHIÊN CỨU ................................................ 3 PHẦN NỘI DUNG......................................................................................... 4 A. TỔNG QUAN VỀ CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA KHÍ QUYỂN ......................... 4 I. Khái niệm chung ................................................................................... 4 II. Biến thiên nhiệt độ không khí trên Trái Đất........................................... 4 III. Sự phân bố nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất ............................................ 7 IV. Mối quan hệ giữa nhiệt độ với các thành phần tự nhiên khác ................ 9 V. Nhiệt độ Trái Đất tăng và tác động của nhiệt độ Trái Đất tăng đến thiên nhiên và con người ................................................................................. 10 B. CÁC DẠNG CÂU HỎI, BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRÊN TRÁI ĐẤT ............................................................... 12 I. Các câu hỏi vận dụng kiến thức: chứng minh, trình bày, giải thích,….... 12 II. Các bài tập liên quan đến bảng số liệu ................................................ 16 III. Các dạng bài tập liên quan đến bản đồ, biểu đồ .................................. 18 IV. Các dạng bài tập liên quan đến tính toán............................................ 21 KẾT LUẬN ................................................................................................. 24 I. Những vấn đề quan trọng của đề tài ........................................................ 24 II. Đề xuất ................................................................................................. 24 1 MỞ ĐẦU I. LÍ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI 1. Bồi dưỡng học sinh giỏi là phát hiện, đào tạo nhân tài cho đất nước Trong công cuộc cải cách giáo dục hiện nay, việc phát hiện và đào tạo những học sinh giỏi để tạo đà phát triển nhân tài cho đất nước là một trong những nhiệm vụ quan trọng ở bậc THPT. Vì thế người giáo viên bộ môn cần có nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi bộ môn. Công việc này mới mẻ, còn gặp nhiều khó khăn và mang những nét đặc thù của nó. Do vậy vấn đề bồi dưỡng học sinh giỏi Địa lí là cần thiết. Bắt đầu từ năm 2010, Bộ GD – ĐT, Vụ Giáo dục trung học đã hướng dẫn triển khai dạy học và kiểm tra đánh giá theo chương trình chuyên sâu trường THPT chuyên nhằm thống nhất trên phạm vi toàn quốc kế hoạch dạy học và nội dung dạy học môn Địa lí cho trường THPT chuyên; thống nhất nội dung bồi dưỡng HSG cấp THPT. Đây là điều kiện hết sức thuận lợi cho giáo viên trong việc phát hiện và bồi dưỡng HSG môn Địa lí. 2. Nhiệt độ không khí là một trong những nội dung quan trọng của Địa lí tự nhiên đại cương cũng như chương trình thi HSG môn Địa lí Nhiệt độ được nhắc đến đầu tiên trong các yếu tố của khí hậu, của thời tiết; là một yếu tố đặc trưng cho khí hậu, thời tiết một vùng lãnh thổ. Nhiệt tham gia vào nhiều hiện tượng của khí quyển như hình thành áp, mây, gió… và là một trong các nhân tố góp phần hình thành thổ nhưỡng, sinh quyển… Hiện nay, điểm danh các đầu sách viết riêng về nhiệt độ không khí trên Trái đất không nhiều, kể cả các kênh hình, kênh chữ, báo mạng…; đặc biệt, chưa có một tài liệu chuyên sâu, chuẩn để phục vụ công tác bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia về mảng này. Vì vậy, để hỗ trợ và trao đổi kinh nghiệm với các trường bạn về nội dung này trong bồi dưỡng thi HSG Quốc gia môn Địa lí , tôi chọn đề tài “Hệ thống hóa kiến thức và các dạng câu hỏi, bài tập liên quan đến nhiệt độ không khí trên Trái đất trong bồi dưỡng học sinh giỏi môn Địa lí”. 2 II. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Cung cấp hệ thống kiến thức cơ bản về nhiệt độ không khí trên Trái đất phục vụ cho bồi dưỡng học sinh giỏi quốc gia một cách chính xác, đầy đủ và khoa học. - Hệ thống hóa các dạng câu hỏi, bài tập về nhiệt độ không khí trên Trái đất, hướng dẫn các bước cơ bản để giải quyết từng dạng câu hỏi, bài tập. - Đưa ra các ví dụ cụ thể cho từng dạng câu hỏi, bài tập và có hướng dẫn chi tiết. - Liên hệ với các diễn biến về nhiệt độ trên thế giới trong những năm gần đây và hệ quả để giáo dục ý thức bảo vệ môi trường cho học sinh. III. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI - Xây dựng hệ thống kiến thức về yếu tố nhiệt độ: đặc điểm chung của nhiệt độ, các nhân tố ảnh hưởng tới nhiệt độ, mối quan hệ với các yếu tố tự nhiên khác, thuận lợi và khó khăn của chế độ nhiệt mang lại…. - Hệ thống các dạng câu hỏi và cách hướng dẫn học sinh tư duy, trả lời các câu hỏi nhanh và hiệu quả. - Liên hệ thực tiễn sự thay đổi về nhiệt độ trong thời gian gần đây. IV. PHẠM VI VÀ GIÁ TRỊ NGHIÊN CỨU 1. Phạm vi nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu của chuyên đề chủ yếu nằm trong chương trình địa lí lớp 10 nâng cao, mở rộng tham khảo tìm hiểu các tài liệu khác có liên quan và nội dung đề thi học sinh giỏi quốc gia những năm gần đây. - Các vấn đề thực tiễn về nhiệt độ đang diễn ra hiện nay trên thế giới. 2. Giá trị nghiên cứu - Đề tài có thể làm tài liệu tham khảo cho giáo viên giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn Địa lí. - Dùng làm tài liệu tham khảo cho học sinh lớp chuyên và học sinh tham gia thi học sinh giỏi các cấp. 3 PHẦN NỘI DUNG A. TỔNG QUAN VỀ CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA KHÍ QUYỂN I. Khái niệm chung Sự thay đổi nhiệt độ không khí theo thời gian và không gian gọi là chế độ nhiệt của khí quyển. Chế độ nhiệt của khí quyển là nhân tố quan trọng của thời tiết và khí hậu. Nhiệt độ không khí thay đổi do ba nguyên nhân sau: - Do sự trao đổi nhiệt độ với môi trường xung quanh như không gian vũ trụ, các khối khí lân cận, các lớp không khí ở các độ cao khác nhau, hay các lớp đất bên dưới. Khi trao đổi nhiệt có thể theo các phương thức khác nhau như truyền dẫn, trao đổi loạn lưu, bức xạ và cũng có thể trao đổi nhiệt do bốc hơi và ngưng kết. - Nhiệt độ có thể thay đổi do quá trình đoạn nhiệt, nghĩa là nhiệt độ tăng lên hay hạ xuống nhưng không có sự trao đổi nhiệt độ với môi trường bên ngoài mà chỉ có sự liên quan với áp suất của khối khí khi chuyển động theo chiều thẳng đứng. - Sự thay đổi nhiệt độ còn do chuyển động ngang của không khí mà ta gọi là bình lưu nhiệt. Nếu không khí chuyển động đến có nhiệt độ cao hơn gọi là bình lưu nóng; nếu nhiệt độ thấp hơn gọi là bình lưu lạnh. II. Biến thiên nhiệt độ không khí trên Trái Đất 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. Quy luật biến thiên: nhiệt độ tăng dần từ khi Mặt trời mọc và đạt đến cực đại sau 12 giờ trưa rồi lại đạt đến cực tiểu vào trước lúc Mặt Trời mọc ngày hôm sau. Nhiệt độ cực đại, cực tiểu trong ngày phụ thuộc vào tính chất bề mặt đệm. Ví dụ nhiệt độ cực đại của mặt đất lớn hơn mặt nước do mặt đất có nhiệt dung nhỏ hơn mặt nước; của vùng khí hậu khô lớn hơn vùng khí hậu ẩm,… 4 Biên độ nhiệt độ ngày giảm dần khi vĩ độ địa lí tăng vì ở vĩ độ cao có sự chênh lệch góc nhập xạ trong ngày nhỏ hơn ở vĩ độ thấp. 2. Biến trình năm của nhiệt độ Sự biến thiên liên tục nhiệt độ từ ngày này qua ngày khác trong năm gọi là biến trình năm của nhiệt độ. Quy luật biến thiên thông thường trong biến trình năm của nhiệt độ ở một địa điểm là 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 có một cực tiểu vào mùa đông. Loại thứ hai là có hai cực đại vào thời kì Mặt Trời lên thiên đỉnh (góc nhập xạ lớn) và có hai cực đại vào thời kì đông chí và hạ chí (góc nhập xạ nhỏ hơn), loại này thường gặp trong vùng nội chí tuyến. Nhiệt độ không khí ở một địa điểm nào đó phụ thuộc vào sự biến thiên của góc nhập xạ trong năm, phụ thuộc vào tính chất bề mặt đệm ở địa điểm đó. Biên độ nhiệt năm là hiệu số giữa trị số cực đại và trị số cực tiểu. Vì vậy biên độ nhiệt năm ở khu vực xích đạo thường nhỏ, càng xa xích đạo, biên độ nhiệt năm càng lớn. Tuy nhiên trong cùng một vĩ độ, biên độ nhiệt năm còn thay đổi do sự thay đổi của tính chất bề mặt đệm. 3. Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều thẳng đứng 3.1. Theo chiều sâu - Ở các độ sâu khác nhau, biến trình ngày và biến trình năm của nhiệt độ vẫn giữ một cực đại và một cực tiểu. - Mùa hạ nhiệt độ giảm theo chiều sâu, mùa đông lại tăng theo chiều sâu. - Biên độ dao động nhiệt độ ngày và năm giảm dần theo chiều sâu. Đến một độ sâu nhất định hết ảnh hưởng của năng lượng Mặt Trời thì ở đó có biên độ nhiệt bằng không. - Thời gian đạt cực đại và cực tiểu trong biến trình ngày và năm chậm dần theo chiều sâu. 3.2. Theo chiều cao trong khí quyển 5 - Tầng đối lưu: nhiệt độ không khí giảm dần theo chiều cao, trung bình giảm 0,60C/100m., đỉnh tầng đối lưu nhiệt độ xuống tới – 800C. - Tầng bình lưu: nhiệt độ không khí tăng dần theo độ cao, đỉnh tầng bình lưu tăng lên đến +100C do tia mặt trời đốt nóng trực tiếp và oodon hấp thụ bức xạ mặt trời. - Tầng giữa: nhiệt độ giảm mạnh theo độ cao, xuống còn khoảng -700 đến - 800C ở đỉnh tầng. - Tầng ion và tầng ngoài không khí rất loãng. 3.3. Đoạn nhiệt Nhiệt độ thay đổi theo chiều thẳng đứng, tức là nhiệt độ tăng khi không khí chuyển động đi xuống, nhiệt độ giảm khi không khí chuyển động đi lên, nhưng không có sự trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh, mà chỉ liên quan đến sự thay đổi của áp suất khí quyển. Như vậy sự thay đổi đoạn nhiệt xảy ra nếu không khí trong khí quyển chuyển động rất nhanh, đối với cả không khí khô và không khí ẩm. - Không khí khô khi chuyển động đi lên được 100m, nhiệt độ giảm xuống 10C; khi chuyển động đi xuống, nhiệt độ sẽ tăng 10C. Đại lượng 10C/100m gọi là gradien đoạn nhiệt khô. - Không khí ẩm chưa bão hòa khi chuyển động đi lên thường có gradien đoạn nhiệt ẩm là 0,60C/100m, nhỏ hơn gradien đoạn nhiệt khô. Sự thay đổi đoạn nhiệt khô hay đoạn nhiệt ẩm biểu hiện rõ rệt những nơi có hiện tượng “gió phơn” xảy ra. 4. Nghịch nhiệt 4.1. Khái niệm Là hiện tượng nhiệt độ tăng theo chiều cao, nghịch nhiệt có thể xảy ra ở bất cứ độ cao nào của khí quyển, nghĩa là có thể thấy ở lớp không khí sát bề mặt đất, cũng như trên các lớp không khí ở độ cao khác nhau trong khí quyển. 4.2. Các kiểu nghịch nhiệt Nghịch nhiệt được phát sinh do nhiều nguyên nhân khác nhau. Căn cứ vào nguồn gốc phát sinh, người ta chia ra các kiểu nghịch khác nhau. 6 - Nghịch nhiệt bức xạ: có thể xảy ra ở bề mặt các lục địa, ở giới hạn trên của mây, bề dày của lớp nghịch nhiệt từ vài chục đến vài trăm mét. Ban đêm lúc trời quang mây lặng gió, bức xạ riêng của mặt đất lớn (nhiệt độ của bản thân mặt đất phát ra), bức xạ nghịch của khí quyển nhỏ (nhiệt độ của lớp khí gần bề mặt đất tích lũy được phát ra), nên mặt đất bị lạnh đi nhanh. Lớp không khí càng gần mặt đất càng bị lạnh đi nhanh hơn lớp không khí bên trên nó, do đó gây ra hiện tượng nhiệt độ tăng theo chiều cao. - Nghịch nhiệt bình lưu: xảy ra khi một khối không khí nóng tràn lên một bề mặt lạnh. Khi đó phần phía dưới của khối khí nóng bị lạnh đi nhanh hơn nên gây ra nghịch nhiệt. - Nghịch nhiệt Frông: là hiện tượng nhiệt độ tăng theo chiều cao trong lớp ngăn cách giữa khối không khí nòng nằm trên khối không khí lạnh. - Ngoài ra còn có nghịch nhiệt động lực, nghịch nhiệt co. III. Sự phân bố nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất 1. Nguồn gốc của nhiệt độ không khí trên Trái Đất Nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho bề mặt đất là bức xạ Mặt Trời. Quá trình bức xạ Mặt Trời đến bề mặt Trái Đất được phân phối: Năng lượng bức xạ Mặt Trời trong quá trình đến bề mặt đất có 30% bị phản hồi vào không gian trước khi đi vào khí quyển của Trái Đất; 19% được khí quyển hấp thụ, 47% được mặt Trái Đất hấp thụ và 4% tới bề mặt Trái Đất lại bị phản hồi vào không gian. Như vậy nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho không khí ở tầng đối lưu là nhiệt của bề mặt Trái Đất được Mặt Trời đốt nóng. Nhiệt lượng do Mặt Trời mang đến bề mặt Trái Đất luôn thay đổi theo góc chiếu của tia bức xạ Mặt Trời, nếu góc chiếu càng lớn thì nhiệt lượng càng lớn và ngược lại. 2. Sự phân bố nhiệt độ không khí trên Trái Đất 2.1. Phân bố theo vĩ độ địa lí - Nhiệt độ trung bình năm của không khí trên Trái Đất nhìn chung giảm dần từ xích đạo về hai cực, phù hợp với quy luật phân bố của bức xạ Mặt trời. 7 - Biên độ nhiệt độ năm ngược lại có xu hướng tăng dần từ xích đạo về hai cực do càng lên vĩ độ cao, chênh lệch góc chiếu sáng và thời gian chiếu sáng giữa các mùa trong năm càng lớn. - Tuy nhiên, nhiệt độ trung bình năm trên Trái Đất không chỉ bị chi phối bởi bức xạ mặt trời (góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng) mà còn chịu sự chi phối của bề mặt đệm (lục địa - đại dương, dòng biển, địa hình,…). Do vậy, nhiệt độ trung bình năm của không khí không giảm liên tục từ Xích đạo về hai cực. Các địa điểm có cùng vĩ độ nhưng nhiệt độ trung bình năm lại khác nhau giữa hai bán cầu Bắc – Nam. Đồng thời trong thực tế, nhiệt độ trung bình năm cao nhất trên Trái Đất không nằm ở xích đạo mà nằm ở vùng chí tuyến. 2.2. Lục địa và đại dương - Đại dương có biên độ nhiệt nhỏ, lục địa có biên độ nhiệt lớn. - Nhiệt độ trung bình năm cao nhất và thấp nhất đều ở lục địa. Nguyên nhân chính của sự phân bố trên là do không có sự đồng nhất của bề mặt Trái Đất. Sự khác nhau giữa lục địa và đại dương đã dẫn đến sự phản hồi và bức xạ của chúng khác nhau, nhiệt dung khác nhau nên sự nóng lên và lạnh đi cũng khác nhau. Vì thế, trên cùng một vĩ tuyến các địa điểm khác nhau có nhiệt độ khác nhau rất lớn chính điều này mà người ta phân ra làm hai kiểu khí hậu lục địa và khí hậu đại dương. 2.3. Địa hình - Theo độ cao: trong tầng đối lưu, ở điều kiện bình thường càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm, trung bình cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm 0,6 0C. - Hướng sườn: nhiệt độ khác nhau giữa hai sườn núi, sườn phơi nắng có nhiệt độ cao hơn sườn khuất nắng - Độ dốc của sườn khác nhau có nhiệt độ khác nhau. Cùng là sườn phơi nắng, nơi có độ dốc lớn sẽ có nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc nhỏ vì lớp không khí được đốt nóng có độ dày lớn hơn. Ngược lại, cùng là sườn khuất nắng, nơi có độ dốc nhỏ sẽ có nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc lớn. - Bề mặt địa hình: bề mặt địa hình bằng phẳng nhiệt độ thay đổi ít hơn nơi có bề mặt thấp vì ở nơi đất trũng ban ngày ít gió, nhiệt độ cao, ban đêm khí lạnh 8 trên cao dồn xuống làm cho nhiệt độ thấp. Trên các cao nguyên, không khí loãng hơn ở đồng bằng nên nhiệt độ thay đổi nhanh hơn đồng bằng. IV. Mối quan hệ giữa nhiệt độ với các thành phần tự nhiên khác 1. Nhiệt độ ảnh hưởng đến lượng bốc hơi Nhiệt độ có mối quan hệ mật thiết với các yếu tố khác của khí hậu và các thành phần tự nhiên khác. Nhiệt độ ảnh hưởng tới lượng bốc hơi trong khí quyển. Nhiệt độ càng cao, lượng bốc hơi càng lớn. Đó là một trong những nguyên nhân là cho vùng xích đạo quanh năm ẩm ướt và có lượng mưa lớn. Lượng bốc hơi còn thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ theo mùa. Trên Trái Đất phần lớn có lượng bốc hơi lớn vào mùa hạ, lượng bốc hơi nhỏ vào mùa đông. Nhiệt độ giảm theo độ cao ở khu vực miền núi cũng làm độ bốc hơi giảm theo. 2. Nhiệt độ ảnh hưởng đến khí áp Nhiệt độ càng cao, không khí nở ra, mật độ không khí càng loãng, tỉ trọng không khí giảm là nguyên nhân làm cho khí áp giảm. Ngược lại, nhiệt độ thấp, không khí co lại, tỉ trọng không khí tăng làm cho khí áp tăng. Bên cạnh đó sự chênh lệch nhiệt độ ở khu vực ven biển trong một ngày đêm cũng làm xuất hiện các khu khí áp thay đổi trong một ngày đêm và tạo nên các loại gió thay đổi theo ngày đêm. 3. Nhiệt độ ảnh hưởng tới sinh vật và sự hình thành đất * Đối với quá trình hình thành đất: Nhiệt độ ảnh hưởng quan trọng đến quá trình phong hoá hình thành đất. Ở những nơi có nhiệt độ cao, độ ẩm không khí lớn, quá trình hình thành đất diễn ra nhanh. Ở vùng cực và những miền núi cao, nhiệt độ thấp, quá trình phong hoá yếu nên quá trình hình thành đất diễn ra chậm, tầng đất mỏng hơn. * Đối với sinh vật: - Mỗi loài thích nghi với một chế độ nhiệt nhất định, phân bố ở nơi thích hợp với nó. Các loài ưa nhiệt thường phân bố ở các vùng nhiệt đới và xích đạo. 9 Ngược lại, các loài chịu lạnh chỉ phân bố ở các vùng vĩ độ cao hoặc các vùng núi cao. - Đặc biệt, ở những khu vực có nhiệt độ cao, lượng mưa ít, bốc hơi mạnh sinh vật kém phát triển gây nên hiện tượng hoang mạc hoá, sa mạc hoá. V. Nhiệt độ Trái Đất tăng 1. Hiện tượng Nhiệt độ Trái đất tăng hay còn gọi là hiện tượng “Ấm lên toàn cầu” - là hiện tượng nhiệt độ trung bình của không khí và các đại dương trên trái đất tăng lên. Trong thế kỷ 20, theo nghiên cứu thì nhiệt độ trái đất tăng từ 0,2 – 0,60C, tiếp tục trong suốt thế kỷ 21 này, theo dự đoán của các nhà khoa học thì nhiệt độ của trái đất có thể sẽ tăng từ 1,1 – 6,40 C. Các cuộc nghiên cứu về hiện tượng ấm lên của trái đất thường đặt mốc thời gian cho đến năm 2100, tuy nhiên những kết quả khảo sát cho thấy hiện tượng ấm dần lên của trái đất vẫn tiếp tục sau năm 2100 dù cho con người có ngừng thải khí độc hại gây hiệu ứng nhà kính đi chăng nữa. Sự thay đổi nhiệt độ diễn ra khác nhau ở những khu vực khác nhau trên địa cầu. Từ năm 1979, nhiệt độ trên đất liền tăng nhanh hơn khoảng 2 lần so với sự gia tăng nhiệt độ ở đại dương (0,25 °C/thập kỷ trên đất liền, 0,13 °C/thập kỷ ở đại dương). Nhiệt độ đại dương tăng chậm hơn trên đất liền bởi vì các đại dương có nhiệt dung riêng hiệu dụng lớn hơn và do đại dương mất nhiệt nhiều hơn thông qua sự bốc hơi. Bắc bán cầu ấm nhanh hơn Nam bán cầu bởi vì nó có diện tích đất lớn hơn và vì nó có những khu vực rộng lớn có mùa tuyết và vùng biển có băng che phủ, nơi diễn ra hiện tượng phản hồi ice-albedo. Thực chất, không phải chỉ từ khi các nhà máy công nghiệp xuất hiện và thải khí thải ra môi trường thì mới có hiện tượng hiệu ứng nhà kính. Hiện tượng này đã xuất hiện trước đó rất lâu và hoàn toàn do tự nhiên. Những chất khí có sẵn trong bầu khí quyển như mê-tan, dioxide cacbon, CO 2 cũng như khối lượng nước khổng lồ từ các đại dương đã giữ nhiệt độ từ ánh nắng mặt trời lại trong bầu khí quyển trái đất. Chính vì thế mà trái đất tự điều hòa được nhiệt độ và giữ cho hành tinh chúng ta ấm áp, bởi nếu không thì nhiệt độ sẽ thoát hết ra ngoài 10 không gian và “giam” trái đất chúng ta trong nhiệt độ – 1000 C. Ở khía cạnh này thì hiệu ứng nhà kính có tác dụng tích cực. Nhưng khi con người bước vào thời kỳ hiện đại hóa với các nhà máy công nghiệp mọc lên như nấm, tiêu thụ nhiều than, dầu mỏ và các nhiên liệu khác làm khí đốt, cộng thêm khí thải từ xe hơi, đã thải ra không khí một lượng CO 2 quá lớn khiến tình trạng hiệu ứng nhà kính trở nên ngày càng nghiêm trọng. 2. Tác động của nhiệt độ Trái Đất tăng đến thiên nhiên và con người - Nhiệt độ tăng khiến băng ở Bắc Cực tan chảy, mực nước biển dâng lên, theo nghiên cứu thì mực nước biển vào năm 2090 – 2100 sẽ dâng cao 0,18 – 0,59m so với mực nước biển năm 1980 – 1999. Với tình trạng này, các tuyến giao thương đường thủy được mở rộng vì băng ở cực co lại. Tuy nhiên, hiện tượng này cũng có thể làm cho dòng muối nhiệt chậm lại, làm tăng cường độ các cơn bão (nhưng giảm tần suất), thời tiết sẽ trở nên khắc nghiệt hơn. - Trái đất nóng dần lên khiến cho tầng ozone bị suy giảm, khí hậu thay đổi thất thường khiến ngành nông nghiệp gặp nhiều khó khăn, hơn thế nữa khí hậu thay đổi sẽ khiến phạm vi tồn tại của những vật chủ trung gian lây nhiều bệnh cũng thay đổi theo, tình trạng bệnh sẽ lây lan nhanh và rộng hơn, làm gia tăng bệnh sốt rét và sốt xuất huyết. - Khí CO2 trong không khí ngày càng nhiều sẽ làm tăng mức độ hấp thụ CO2 của đại dương làm nhiều loài sinh vật cư ngụ trong lòng đại dương sẽ có nguy cơ tuyệt chủng vì bị gián đoạn chuỗi thức ăn hoặc phải trải qua thời kỳ khó khăn để thích nghi với môi trường sống mới. - Dự đoán về nhiều loài vật có thể tuyệt chủng do hậu quả của hiện tượng trái đất nóng dần lên là hoàn toàn có căn cứ. Môi trường sống bị hủy hoại cộng thêm khí hậu thay đổi khiến cho ngay cả khả năng sống của thực vật và các khu rừng cũng bị đe dọa nghiêm trọng. - Điều quan trọng nhất chính là hiện tượng ấm lên toàn cầu này ảnh hưởng đến cuộc sống của con người và theo dự đoán thì cuộc sống con người sẽ rơi vào khủng hoảng. Theo ước tính của Liên Hợp Quốc, từ nay đến năm 2050, sẽ có khoảng 150 triệu người phải rời bỏ nơi sinh sống, tình trạng di cư cao sẽ ảnh 11 hưởng đến an ninh của nhiều đất nước. Khả năng tranh chấp, chiến tranh và sự chênh lệch giàu nghèo sẽ khiến cho chúng ta gặp nhiều khó khăn. Nhưng trên hết chính là tình trạng sức khỏe của con người và các loại dịch bệnh cũng theo nhiệt độ của trái đất tăng lên mà biến đổi và trở nên nguy hiểm hơn nhiều. Những tác động nguy hiểm của hiện tượng trái đất nóng dần lên đến cuộc sống con người chính là lời cảnh báo cũng như kêu gọi con người cần tập trung một cách nghiêm túc vào việc bảo vệ và hơn thế nữa cần phải cải thiện môi trường sống của chúng ta. Những biện pháp giữ gìn môi trường đơn giản như thay đổi cách thức sinh hoạt trong gia đình, tiết kiệm điện, nước, thay thế các loại khí đốt độc hại bằng những vật liệu ít độc hại hơn, sử dụng những sản phẩm phục vụ cho đời sống như các loại sữa tắm, xà bông, chất tẩy rửa có nguồn gốc thiên nhiên cũng là cách mà mỗi người chúng ta góp phần bảo vệ tự nhiên cũng như bảo vệ cuộc sống. Những biện pháp khoa học hiện đại và ở tầm vĩ mô sẽ được các nhà khoa học cũng như chính phủ nghiên cứu và áp dụng. Với mỗi cá nhân chúng ta, cần tự bảo vệ cuộc sống và tương lai của các thế hệ sau bằng cách “sống xanh” ngay từ bây giờ. B. CÁC DẠNG CÂU HỎI, BÀI TẬP LIÊN QUAN ĐẾN NHIỆT ĐỘ KHÔNG KHÍ TRÊN TRÁI ĐẤT I. Các câu hỏi vận dụng kiến thức: chứng minh, trình bày, giải thích,… Đây là dạng bài tập rất phổ biến trong đề thi học sinh giỏi các cấp. Các câu hỏi liên quan đến phần nhiệt độ không khí trên Trái đất tuy không đánh đố nhưng khó đạt điểm tối đa. Vì vậy, để có thể làm tốt các câu hỏi dạng này, yêu cầu học sinh phải: - Nắm chắc các kiến thức về nhiệt độ (nguồn gốc của nhiệt độ không khí trên Trái đất, sự biến thiên và sự phân bố nhiệt độ trên Trái đất, …) - Hiểu rõ tác động của các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt độ không khí. - Phân tích được tác động của nhiệt độ không khí đến các thành phần tự nhiên khác 12 Ví dụ 1: Tại sao ngày 22/6 là ngày dài nhất nhưng không phải là ngày nóng nhất trong năm ở bán cầu Bắc. Hướng dẫn: * Ngày 22/6 ở bán cầu Bắc - Nguyên nhân hiện tượng ngày đêm dài – ngắn: Do Trái Đất hình cầu, tham gia vận động quanh trục và vận động quanh Mặt Trời. Trong quá trình chuyển động trục Trái Đất luôn nghiêng một góc 66°33 phút và không đổi phương. - Ngày 22/6 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. Sự chênh lệch diện tích chiếu sáng và diện tích trong bóng tối ở bán cầu Bắc lớn nhất, tạo ngày dài nhất. * Ngày 22/6 không phải là ngày nóng nhất vì: - Nhiệt độ không khí phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó có góc nhập xạ, diện tích lục địa - đại dương, dòng biển... - Nguồn cung cấp nhiệt chủ yếu cho không khí ở tầng đối lưu là nhiệt của bề mặt Trái Đất được Mặt Trời đốt nóng. - Ngày 22/6 nguồn bức xạ Mặt Trời tới Trái Đất lớn nhất ở mọi địa điểm trên bán cầu Bắc, nhưng mặt đất thực hiện quá trình tích nhiệt và nóng nhất vào tháng 7, khi đó quá trình tỏa nhiệt diễn ra mạnh nhất, làm nhiệt độ không khí đạt trạng thái cao nhất. Ví dụ 2: Trong ngày, nhiệt độ cao nhất và thấp nhất vào lúc nào; trong năm nhiệt độ cao nhất và thấp nhất vào tháng nào? Giải thích tại sao. Hướng dẫn: - Trong ngày: Cao nhất lúc 13 giờ, thấp nhất lúc khoảng 5 giờ. - Trong năm: Ở bán cầu Bắc, cao nhất vào tháng 7, thấp nhất vào tháng 1; ở bán cầu Nam, ngược lại. - Giải thích: 13 + Nhiệt độ không khí chủ yếu do bức xạ mặt đất cung cấp; bức xạ đó có được do chủ yếu nhận được lượng bức xạ của mặt trời. + Trong ngày từ lúc Mặt Trời mọc, quá trình thu nhiệt bức xạ bắt đầu, đồng thời khi mặt Trái Đất được đốt nóng thì quá trình chi nhiệt cũng tăng lên, bức xạ thu được cực đại vào giữa trưa, nhưng sự mất nhiệt cực đại lại chậm hơn 1 - 2 giờ. Về đêm, mặt đất không nhận được nhiệt Mặt Trời, nhưng vẫn tiếp tục mất nhiệt. + Hiện tượng trong năm cũng tương tự như vậy. Ví dụ 3: Chứng minh rằng sự phân bố nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất thể hiện rõ quy luật địa đới và quy luật phi địa đới? Hướng dẫn: 1. Quy luật địa đới (khái niệm) - Nhiệt độ TB năm có xu hướng giảm dần từ XĐ về 2 cực (DC) - Biên độ nhiệt năm có xu hướng tăng dần từ xích đạo về 2 cực (DC) - Trên Trái Đất hình thành 7 vành đai nhiệt (DC) 2. Quy luật phi địa đới (khái niệm) - Phân bố theo lục địa – đại dương: + Nhiệt độ TB năm cao nhất, thấp nhất đều nằm trên lục địa. + Đại dương có biên độ dao dộng nhiệt nhỏ, lục địa có biên độ dao động nhiệt lớn. + Nhiệt độ TB năm ở chí tuyến lớn hơn ở XĐ. - Phân bố theo địa hình: + Theo độ cao(phân tích) + Các dãy núi chạy theo hướng kinh tuyến => hình thành quy luật địa ô + Hướng phơi của sườn... Ví dụ 4: Phân tích những khác biệt giữa sự giảm nhiệt theo vĩ độ và sự giảm nhiệt theo độ cao. 14 Hướng dẫn: - Tốc độ giảm nhiệt theo độ cao nhanh hơn theo vĩ độ (dẫn chứng) - Quá trình giảm nhiệt + Theo độ cao: sự giảm nhiệt diễn ra đồng nhất, không bị gián đoạn + Theo vĩ độ: sự giảm nhiệt không liên tục và không đồng nhất - Nguyên nhân giảm nhiệt: + Theo độ cao: phụ thuộc vào bức xạ mặt đất (càng lên cao không khí càng loãng, bức xạ mặt đất giảm) + Theo vĩ độ: phụ thuộc vào bức xạ mặt trời và tính chất bề mặt đệm (lục địa – đại dương) Ví dụ 5: Phân tích tác động của địa hình đến nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái đất. Hướng dẫn: * Địa hình có ảnh hưởng tới nhiệt độ không khí trên bề mặt Trái Đất chủ yếu thông qua độ cao, độ dốc, hướng sườn,… - Theo độ cao: trong tầng đối lưu, ở điều kiện bình thường càng lên cao nhiệt độ không khí càng giảm, trung bình cứ lên cao 100m nhiệt độ giảm 0,6 0C. - Hướng sườn: nhiệt độ khác nhau giữa hai sườn núi, sườn phơi nắng có nhiệt độ cao hơn sườn khuất nắng - Độ dốc của sườn khác nhau có nhiệt độ khác nhau. Cùng là sườn phơi nắng, nơi có độ dốc lớn sẽ có nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc nhỏ vì lớp không khí được đốt nóng có độ dày lớn hơn. Ngược lại, cùng là sườn khuất nắng, nơi có độ dốc nhỏ sẽ có nhiệt độ cao hơn nơi có độ dốc lớn. - Bề mặt địa hình: bề mặt địa hình bằng phẳng nhiệt độ thay đổi ít hơn nơi có bề mặt thấp vì ở nơi đất trũng ban ngày ít gió, nhiệt độ cao, ban đêm khí lạnh trên cao dồn xuống làm cho nhiệt độ thấp. Trên các cao nguyên, không khí loãng hơn ở đồng bằng nên nhiệt độ thay đổi nhanh hơn đồng bằng. 15 II. Các bài tập liên quan đến bảng số liệu Tuy số lượng các bài tập này không nhiều, nhưng các bài tập dạng này đòi hỏi học sinh phải thực hiện tổng hợp nhiều kĩ năng: xử lí và phân tích số liệu, so sánh, vận dụng kiến thức đã học để rút ra đặc điểm quy luật,… Để làm tốt các bài tập dạng này đòi hỏi học sinh phải: - Tính toán, xử lí số liệu triệt để theo hàng, cột,… - Nắm chắc các kiến thức liên quan đến bảng số liệu đó - Phân tích, đối chiếu với các kiến thức liên quan để rút ra đặc điểm - Vận dụng kiến thức để giải thích… Ví dụ 1: Cho bảng số liệu: Lượng nhiệt tiếp thu một ngày tùy theo vĩ độ (Đơn vị: cal/cm2) Vĩ độ 00 200 400 600 900 Trung bình năm 880 830 694 500 366 Ngày 22/6 809 958 1015 1002 1103 Ngày 22/12 803 624 326 51 0 1. Xác định các vĩ độ trên thuộc bán cầu nào? Tại sao? 2. Tại sao vào mùa hạ (ở nửa cầu Bắc), tổng bức xạ ở Xích đạo nhỏ hơn ở cực Bắc, nhưng nhiệt độ không khí ở đây vẫn cao? Rút ra những nhân tố ảnh hưởng đễn cán cân bức xạ. Hướng dẫn: 1. Các vĩ độ trên thuộc bán cầu Bắc vì: - Ngày 22/6, lượng nhiệt tiếp thu trong một ngày cao nhất ở vĩ độ 400 và các vĩ độ về phía cực có lượng nhiệt tiếp thu lớn hơn về phía xích đạo. - Ngày 22/12, lượng nhiệt tiếp thu giảm nhanh từ xích đạo về cực. Ở vĩ độ 900 có lượng nhiệt bằng 0. 2. Giải thích - Nhiệt độ không khí phụ thuộc vào tổng lượng nhiệt và tính chất bề mặt đệm. 16 - Vào mùa hạ (ở Bắc bán cầu), tuy tổng bức xạ ở Xích đạo nhỏ hơn cực nhưng ở Xích đạo bề mặt đệm chủ yếu là đại dương, rừng rầm nên không khí chứa nhiều hơi nước, hấp thu nhiệt tốt hơn. - Ở cực chủ yếu là băng tuyết nên phản hồi nhiệt lớn và một phần nhiệt làm tan chảy băng tuyết nên nhiệt độ thấp. * Những nhân tố ảnh hưởng đến cán cân bức xạ: tổng xạ mặt trời (phụ thuộc góc nhập xạ và thời gian chiếu sáng) và tính chất bề mặt đệm. Ví dụ 2: Cho bảng số liệu: Biên độ năm của nhiệt độ không khí ( 0C) ở các vĩ độ: Vĩ độ Bắc bán cầu Nam bán cầu 80 31,0 28,7 70 32,2 19,5 60 29,0 11,8 50 23,8 4,3 40 17,7 4,9 30 13,3 7,0 20 7,4 5,9 0 1,8 1,8 1. Nhận xét sự thay đổi biên độ nhiệt năm ở các vĩ độ? 2. Giải thích vì sao lại có sự thay đổi biên độ nhiệt năm như vậy? Hướng dẫn: * Nhận xét: - Càng lên vĩ độ cao biên độ nhiệt càng lớn(DC). - Ở cùng một vĩ độ, biên độ nhiệt năm ở Bắc bán cầu lớn hơn ở Nam bán cầu (DC). - Ở từng bán cầu, biên độ nhiệt năm có sự biến đổi không đều từ Xích đạo đến 2 cực (DC). * Giải thích: - Càng lên vĩ độ cao biên độ nhiệt càng lớn do: + Chênh lệch ngày và đêm lớn. 17 + Chênh lệch góc chiếu sáng trong năm lớn. - Ở cùng 1 vĩ độ, biên độ nhiệt năm của Bắc bán cầu lớn hơn ở Nam bán cầu, do Bắc bán cầu chủ yếu là lục địa nên biên độ nhiệt năm lớn, còn Nam bán cầu chủ yếu là Đại dương nên biên độ nhiệt năm nhỏ. - Ở từng bán cầu, biên độ nhiệt năm không đều từ Xích đạo đến 2 cực là do sự thay đổi diện tích lục địa rộng – hẹp. Ví dụ 3: Phân tích sự khác biệt trong chế độ nhiệt năm của hai địa điểm sau: Nhiệt độ trung bình tháng và năm (oC) tại hai địa điểm A và B Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Năm Địa điểm A 16,4 17,0 20,2 23,7 27,3 28,8 28,9 28,2 27,2 24,6 21,4 18,2 23,5 Địa điểm B 25,8 26,7 27,9 28,9 28,3 27,5 27,1 27,1 26,8 26,7 26,4 25,7 27,1 Hướng dẫn: - Nhiệt độ trung bình năm: Địa điểm A có nền nhiệt độ thấp hơn địa điểm B (nhiệt độ trung bình năm 23,5oC so với 27,1oC). - Sự phân hóa chế độ nhiệt: + Địa điểm A có 3 tháng (tháng 12, 1, 2) nhiệt độ xuống dưới 20 oC, thậm chí có 2 tháng nhiệt độ xuống dưới 18oC. + Địa điểm A có 4 tháng (tháng 6, 7 , 8, 9) nhiệt độ cao hơn địa điểm B. + Địa điểm B quanh năm nóng, không có tháng nào nhiệt độ xuống dưới 25,7oC. + Nhiệt độ cao nhất ở địa điểm A là tháng 7 trong khi ở B là tháng 4. - Biên độ dao động nhiệt: + Biên độ nhiệt độ ở địa điểm A cao, tới 12,5oC, biên độ nhiệt ở địa điểm B thấp, chỉ có 3,1oC III. Các dạng bài tập liên quan đến bản đồ, biểu đồ Các bài tập dạng này khá trực quan, giúp học sinh nhận biết về đặc điểm chế độ nhiệt không khí của một địa điểm hay một khu vực cụ thể trên Trái đất. Tuy nhiên, điểm khó của dạng này là đòi hỏi học sinh phải biết cách khai thác 18 hình ảnh, nắm rõ quy luật phân bố nhiệt độ (quy luật địa đới và phi địa đới) để nhận xét triệt để hình ảnh. Để làm tốt dạng bài tập này, học sinh cần: - Xác định tốt thời gian của bản đồ, biều đồ (tháng 1, tháng 7, cả năm) - Xác định chính xác địa điểm hoặc khu vực mà bản đồ, biểu đồ đề cập đến. - Nắm chắc quy luật phân bố nhiệt độ trên Trái đất. - Đối chiếu với bản đồ, biểu đồ để chỉ ra sự phân bố theo quy luật địa đới và không theo quy luật thông thường. - Vận dụng các nhân tố ảnh hưởng đến chế độ nhiệt để giải thích nguyên nhân. Ví dụ 1: Dựa vào bản đồ đường đẳng nhiệt dưới đây, hãy nêu nhận xét và giải thích sự phân bố nhiệt dọc theo vĩ tuyến 45 0B Hướng dẫn: - Đường đẳng nhiệt 00C và 100C vồng lên cao về phía cực trên các đại dương và võng về xích đạo trên các lục địa, chứng tỏ đại dương có nhiệt độ cao hơn lục địa. Nguyên nhân do nước nhận nhiệt chậm hơn nhưng toả nhiệt chậm hơn đất liền, vì vậy đại dương mùa hạ mát hơn mùa đông ấm hơn đất liền. 19 - Đường đẳng nhiệt 00C và 100C ở bờ đông đại dương vồng lên cao về phía cực hơn bờ tây chứng tỏ bờ đông đại dương ấm hơn bờ tây. Nguyên nhân do dòng biển nóng chảy từ chí tuyến về cực làm nhiệt độ bờ đông cao hơn. Ví dụ 2: Quan sát các biểu đồ khí hậu dưới đây: 1. Tên của từng kiểu chế độ nhiệt A-B-C-D. 2. Phân tích những đặc điểm chính của từng kiểuchế độ nhiệt trên. Hướng dẫn: 1. Tên của các kiểu chế độ nhiệt: A-B-C-D A: Chế độ nhiệt của kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa ( Hà Nội ) B: Chế độ nhiệt của kiểu khí hậu ôn đới lục địa ( Upha-Nga ) C: Chế độ nhiệt của kiểu khí hậu ôn đới hải dương( Valenxia-Ailen) D: Chế độ nhiệt của kiểu khí hậu cận nhiệt Địa Trung Hải(Palecmô-Ý) 2. Đặc điểm chính chế độ nhiệt của các kiểu khí hậu A: Chế độ nhiệt của kiểu khí hậu nhiệt đới gió mùa: - Nhiệt độ trung bình năm thường trên 200C. - Chế độ nhiệt phân mùa khá rõ: có 3 tháng nhiệt độ dưới 200C; mùa hạ nóng, từ tháng 5 – tháng 10, nhiệt độ trên 250C. - Biên độ dao động nhiệt khá lớn mùa rõ, mưa tập trung từ tháng V-X. B: Chế độ nhiệt của kiểu khí hậu ôn đới lục địa - Biên độ nhiệt dao động lớn, thường trên 200C. 20