Công thức tính góc nhập xạ là gì?

Góc nhập xạ là gì?

– Góc nhập xạ là góc được tạo bởi tia tới của Mặt trời hợp tiếp tuyến của bề mặt Trái Đất trong những thời điểm cụ thể.

– Qua việc tính toán xác định được lượng nhiệt mà mặt trời phân phối xuống ở những địa phương và vào những thời điểm khác nhau trên Trái đất có sự khác biệt như thế nào, từ đó giải thích được tuy cùng ở trên Trái đất ở cùng một thời gian mà nơi nhận được lượng nhiệt nhiều, nơi nhận được lượng nhiệt ít và tại một địa điểm trong các thời điểm khác nhau trong năm thì nhận được lượng nhiệt khác nhau do góc nhập xạ khác nhau.

Đặc điểm và ý nghĩa của góc nhập xạ

* Đặc điểm:

- Góc nhập xạ thay đổi theo không gian và thời gian

+ Theo vĩ độ: vĩ độ càng cao, góc chiếu sáng càng nhỏ

+ Theo mùa: cùng một vĩ độ, mùa hè góc chiếu sáng lớn, mùa đông góc chiếu sáng nhỏ.

+ Theo ngày: buổi sáng góc chiếu sáng nhỏ và lớn dần đến 12h trưa, sau đó lại nhỏ dần về chiều.

+ Theo địa hình: cùng một ngọn núi, sườn núi ngược chiều với tia sáng Mặt Trời thường có góc chiếu lớn, sườn núi cùng chiều với tia sáng Mặt Trời thường có góc chiếu nhỏ.

* Ý nghĩa:

+ Cho biết lượng ánh sáng và lượng nhiệt đem tới bề mặt đất. Góc nhập xạ càng lớn, lượng ánh sáng và nhiệt đem tới mặt đất càng lớn

+ Cho biết độ cao của Mặt Trời so với mặt đất

Công thức của góc nhập xạ

* Công thức tổng quát: 

h_o = 90^o  - j  ± a, 

Trong đó:

+ h_o : góc nhập xạ

+ j : vĩ độ của địa điểm cần tính góc nhập xạ                                    

+ a là góc tạo bởi của tia sáng Mặt Trời và mặt phẳng xích đạo (còn gọi là xích vĩ), 0^o ≤ a ≤ 23^o27’

* Một số ví dụ:

-Vào ngày 21/3 và 23/9 : ( Mặt trời lên thiên đỉnh ở Xích Đạo : vĩ độ 0^o )

Công thức : GNXA  = 90o – α          Mà α = vĩ độ A ± 0o

-Vào ngày 22 / 6 : (Mặt trời lên thiên đỉnh ở Chí  tuyến Bắc : vĩ độ 23^o27’B.

Công thức : GNXA  = 90o – α                                        Mà α = vĩ độ A ±  23o27’

- Lưu ý: 

1. Nếu A ở cùng bán cầu ( phía Bắc bán cầu ) thì trừ đi 23^o27’

- Nếu A ở khác bán cầu ( Nam bán cầu ) thì cộng 23^o27’

2. Tính anpha (α ) trước rồi mới lấy 90^o  trừ đi α .

α luôn luôn dương

 và Góc nhập xạ lớn nhất là = 90^o  không có GNX lớn hơn 90^o

-Vào ngày 22/6 : (Mặt trời lên thiên đỉnh ở Chí tuyến Nam : vĩ độ 23^o27’N )

Công thức : GNXA  = 90o – α                              Mà α = vĩ độ A ±  23o27’

- Lưu ý: 

- Nếu A ở cùng bán cầu ( phía Nam bán cầu ) thì trừ đi 23^o27’.

- Nếu A ở khác bán cầu ( Bắc bán cầu ) thì cộng 23^o27’.

- Vào ngày bất kỳ: (Mặt trời lên thiên đỉnh ở điểm N nào đó  : vĩ độ N^o )                

Công thức : GNXA  = 90o – α                        Mà α = vĩ độ A ±  No

- Lưu ý: 

+ Nếu A ở cùng bán cầu với N thì trừ đi N^o ( vĩ độ của N )

+ Nếu A ở khác bán cầu với N  thì cộng N^o

Một số dạng bài tập liên quan đến góc nhập xạ

Bài tập 1: Tính góc nhập xạ lúc 12h trưa ngày 22/6 tại TP Hà Nội (21^o02’B), Tôkiô (35^o38’B), TP Jakarta (6^o09’N)

Giải:

Ta có: vào ngày 22/6, Mặt Trời lên thiên đỉnh ở chí tuyến Bắc, a = 23^o27’.

- Hà Nội có j = 21^o02’ < 23^o27’ = .a

Hà Nội nằm ở bán cầu mùa hạ → áp dụng công thức

ho = 90^o +   j  - a  = 90^o + 21^o02’  - 23^o27’ = 87^o35’

- Tôkiô có j = 35^o38’> 23^o27’ = .a

Tôkio nằm ở bán cầu mùa hạ → áp dụng công thức

ho = 90^o -   j  + a  = 90^o -  35^o38’  + 23^o27’ = 77^o49’

- Jakarta có j = 6^o09’ < 23^o27’ = .a

Jakarta nằm ở bán cầu mùa đông → áp dụng công thức

ho = 90^o -   j  - a  = 90^o -  6^o09’  - 23^o27’ = 60^o24’

Bài tập 2: Tính góc nhập xạ của TP.HCM : 10^o47’B và Hà Nội : 210^o2’B

Vào các ngày 21/3; 22/6 ; 23/9; 22/12 và ngày mặt trời lên thiên đỉnh ở TP. Huế  ở vĩ độ 160^o3’B .

Giải:

a. Vào ngày 21/3 và 23/9 (Mặt trời lên thiên đỉnh ở Xích đạo) ta có công thức :

             GNX_A  = 90^o – α     Mà α = vĩ độ A ±  0^o                               

                                   GNX_TP.HCM  = 90^o – 10^o47’ = 79^o13’

                                     GNX_TP.HN  = 90^o – 210^o2’ = 68^o58’

b. Vào ngày 22/6 ( Mặt trời lên thiên đỉnh ở Chí Tuyến Bắc : 23^o27’ B

            Ta có: Công thức : GNX_A  = 90^o – α

                          Mà α = vĩ độ A ±  23^o27’  = 23^o27’ – 10^o47’ = 12^o40’

             Tp. HCM : GNX =   90^o –   12^o40’ = 77^o20’

             Hà Nội : GNX =    90^o –   [21^o02’ –  23^o27’] = 77^o20’