¿En teoría, un avión podría ascender y quedarse suficiente tiempo en el aire para poder aterrizar en otro punto de dónde despegó aprovechando el movimiento de rotación de la tierra?

No.

Seguramente has viajado en barco, en tren, en auto, en avión, o en varios de estos medios de transporte. ¿Nunca has saltado estando en ellos? ¿Dónde caíste, a metros o centímetros de donde saltaste? ¿Por qué, si evidentemente se estaba moviendo el sitio donde estabas?

Si la tierra se moviera y todo lo que está en ella, incluyendo atmósfera que no está sujeta a la tierra, no se movieran con ella, tendríamos vientos con velocidades de 1674.4 Km/hr. Pero no es así, lo que nos indica que todo, incluyendo atmósfera, está girando con la tierra. Por lo tanto, tendrías que ascender, quedarte fuera de la atmósfera y luego perder la inercia para que al bajar lo hicieras en otro punto.