Географические координаты

Ориентироваться по карте и находить точное местоположение географических объектов на поверхности Земли позволяет градусная сетка, или система линий параллелей и меридианов.

Географические координаты - это географическая широта и долгота, величины, определяющие положение точки на земной поверхности относительно экватора и нулевого меридиана.

Градусная сеть необходима для отсчета географических координат – величин, определяющих положение точки на земной поверхности относительно экватора и нулевого меридиана (широты и долготы).

Градусная сеть - система меридианов и параллелей на географических картах и глобусах, которая служит для отсчета географических координат земной поверхности - широты и долготы

Географические полюса (северный и южный) – математически высчитанные точки пересечения воображаемой оси вращения Земли с земной поверхностью.

Экватор (от лат. Aequator - уравнитель) - линия пересечения поверхности Земли плоскостью, проходящей через центр Земли, перпендикулярно оси вращения. Экватор делит Земной шар на два полушария (Северное и Южное), служит началом отсчета географической широты. Длина - 40 076 км.

Экватор – воображаемая линия на земной поверхности, полученная при мысленном рассечении эллипсоида на две равные части (Северное и Южное полушария). При таком рассечении все точки экватора оказываются равноудаленными от полюсов. Плоскость экватора перпендикулярна оси вращения Земли и проходит через ее центр.

Меридиан – кротчайшая линия, условно проведенная по поверхности Земли от одного полюса до другого.

Меридиан (от лат. Meridianus - полуденный) - линия сечения поверхности Земного шара плоскостью, проведенной через какую-то точку Земной поверхности и ось вращения Земли. В современной системе за начальный (нулевой) меридиан принят Гринвичский.

Меридианы - линии сечения земной поверхности плоскостями, проходящими через ось вращения Земли и соответственно через оба ее полюса. Все меридианы принято считать полу- окружностями, которые имеют одинаковую длину. Длина 1° меридиана в среднем 111,1 км.

Меридианы можно провести через любые точки на земной поверхности, и все они пересекутся в точках полюсов. Меридианы ориентированы с севера на юг. Длина всех меридианов одинакова и составляет 20 000 км. Направление местного меридиана можно определить в полдень по тени любого предмета. В Северном полушарии конец тени всегда показывает направление на север, в Южном - на юг. На глобусе меридианы имеют форму полуокружностей, а на карте полушарий средние меридианы – прямые, остальные – дуги.

Полушария мысленно разделены еще и множеством плоскостей, параллельных плоскости экватора. Линии их пересечения с поверхностью эллипсоида называют параллелями. Все они перпендикулярны оси вращения планеты. Параллелей на карте и глобусе можно провести сколько угодно, но обычно на учебных картах их проводят с интервалом 10-20 0 . Параллели всегда ориентированы с запада на восток. Длина окружности параллелей уменьшается от экватора к полюсам от 40 000 до 0 км. Форма параллелей на глобусе – окружность, а на карте полушарий экватор – прямая линия, а остальные параллели – дуги.

Параллели – это линии, условно проведенные на поверхности земли параллельно экватору.

Параллели - линии, параллельные экватору, направлены с запада на восток. Их длина уменьшается от экватора к полюсам.

Параллели - линии сечения поверхности земного шара плоскостями, параллельными плоскости экватора (самая длинная параллель).

Параллель представляет собой окружность. Длина 1° параллели на экваторе равна 111 км, но уменьшается при движении от экватора к полюсам до 0 км.

Географическая широта - расстояние вдоль меридиана в градусах от экватора до какой-либо точки на поверхности Земли. Широты отсчитываются по меридиану от экватора к северу (северная широта) и к югу (южная широта) от 0º до 90º.

Географическая широта - величина дуги меридиана в градусах от экватора до параллели, проходящей через заданную точку. Изменяется от 0 (экватор) до 90° (полюса). Различают северную и южную широту. Все точки, лежащие на одной параллели, имеют одинаковую географическую широту.

Так, Санкт-Петербург находится в северном полушарии, на 60 0 северной широты (с. ш.), Суэцкий канал -на 30 0 с.ш. Определить географическую широту любой точки на глобусе или карте – это определить, на какой параллели она находиться. Москва например, расположена между 50 0 и 60 0 , но ближе к 60-й параллели, следовательно, широта Москвы приблизительно 56 0 с. ш. к югу от экватора любая точка будет иметь южную широту (ю. ш.)

Географическая долгота - расстояние вдоль параллели в градусах от начального меридиана до какой-либо точки земной поверхности. Долгота отсчитывается от начального меридиана на восток (восточная долгота) и запад (западная долгота) от 0º до 180º.

Географическая долгота - величина дуги параллели в градусах от начального меридиана до меридиана, проходящего через заданную точку. За начальный (нулевой) меридиан по международному соглашению принят меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в пригороде Лондона . К востоку от него долгота восточная, к западу западная. Начальный меридиан и меридиан 180 0 градусов разделяют Землю на Восточное и Западное полушария. Долгота изменяется от 0 до 180°. Все точки, лежащие на одном меридиане, имеют одинаковую долготу.

Широта и долгота любой точки Земли составляют ее географические координаты. Так географические координаты Москвы – 56 0 с. ш. и 38 0 в. д.

В IV в. до н. э. величайший мыслитель древности Аристотель доказал, что наша планета имеет форму, очень близкую к форме шара.

Примерно в то же время, наблюдая во время путешествий в различных местах видимое движение звезд и Солнца, древние ученые установили для ориентировки на земной поверхности определенные условные линии.

Отправимся в мысленное путешествие по поверхности Земли. Положение над горизонтом воображаемой оси мира, вокруг которой происходит суточное вращение небесного свода, будет для нас все время меняться. В соответствии с этим будет меняться и картина движения звездного неба.

Поехав на север, мы увидим, что звезды в южной части неба поднимаются каждую ночь на меньшую высоту. А звезды в северной части - в нижней кульминации - имеют большую высоту. Двигаясь достаточно долго, мы попадем на Северный полюс. Здесь вообще ни одна звезда не поднимается и не опускается. Нам будет казаться, что все небо медленно кружится параллельно горизонту.

Древние путешественники не знали, что видимое движение звезд является отражением вращения Земли. И они не бывали на полюсе. Но им необходимо было иметь ориентир на земной поверхности. И они выбрали для этой цели легко определяемую по звездам линию север - юг. Эта линия получила название меридиана.

Меридианы можно проводить через любые точки на поверхности Земли. Множество меридианов образует систему воображаемых линий, соединяющих Северный и Южный полюсы Земли, которые удобно использовать для определения местоположения.

Примем один из меридианов на начальный. Положение любого другого меридиана в этом случае будет известно, если указано направление отсчета и задан двугранный угол между искомым меридианом и начальным.

В настоящее время по международному соглашению условились считать начальным тот меридиан, который проходит через одну из старейших в мире астрономических обсерваторий - Гринвичскую обсерваторию, расположенную на окраине Лондона. Угол, образованный каким-либо меридианом с начальным, называют долготой. Долгота, например, меридиана Москвы 37° к востоку от Гринвича.

Чтобы отличить друг от друга точки, лежащие на одном и том же меридиане, пришлось ввести вторую географическую координату - широту. Широтой называют угол, который проведенная в данном месте поверхности Земли отвесная линия образует с плоскостью экватора.

Термины долгота и широта дошли до нас от древних мореходов, которые описывали длину и ширину Средиземного моря. Та координата, которая соответствовала измерениям длины Средиземного моря, стала долготой, а та, которая соответствовала ширине, стала современной широтой.

Нахождение широты, как и определение направления меридиана, тесно связано с движением звезд. Уже древние астрономы доказали, что высота полюса мира над горизонтом в точности равна широте места.

Предположим, что Земля имеет форму правильного шара, и рассечем ее по одному из меридианов, как на рисунке. Пусть на Северном полюсе стоит человек, изображенный на рисунке в виде светлой фигуры. Для него направление вверх, т. е. направление отвесной линии, совпадает с осью мира. Полюс мира находится у него прямо над головой. Высота полюса мира равна здесь 90 .

Так как видимое вращение звезд вокруг оси мира является отражением реального вращения Земли, то в любой точке Земли, как мы уже знаем, направление оси мира остается параллельным направлению оси вращения Земли. Направление же отвесной линии при переходе из точки в точку меняется.

Возьмем, например, другого человека (на рисунке - темная фигура). Направление оси мира у него осталось таким же, как и у первого. А направление отвесной линии изменилось. Поэтому высота полюса мира над горизонтом здесь не 90°, а значительно меньше.

Из простых геометрических соображений ясно, что высота полюса мира над горизонтом (на рисунке угол ft) действительно равна широте (угол ф).

Линия, соединяющая точки с одинаковыми широтами, получила название параллели.

Меридианы и параллели образуют так называемую систему географических координат. Каждая точка на земной поверхности имеет вполне определенную долготу и широту. И наоборот, если известна широта и долгота, то можно построить одну параллель и один меридиан, в пересечении которых получится одна единственная точка.

Понимание особенностей суточного движения звезд и введение системы географических координат позволили осуществить первое определение радиуса Земли. Оно было выполнено во второй половине III в. до н. э. известным математиком и географом Эратосфеном.

Принцип этого определения заключается в следующем. Пусть удалось измерить разность широт двух точек, лежащих на одном меридиане (см. рис.). Тем самым нам стал известен угол Дф с вершиной в центре Земли, который соответствует дуге меридиана L на поверхности Земли. Если теперь удастся измерить также и дугу L, то мы получим сектор с известной длиной дуги и соответствующим ей центральным углом. На рисунке этот сектор показан отдельно. Путем несложных вычислений можно получить величину радиуса этого сектора, который и является радиусом Земли.

Эратосфен, грек по национальности, жил в богатом египетском городе Александрии. К югу от Александрии находился другой город - Сиена, который в наши дни называется Асуаном и где, как известно, с помощью Советского Союза сооружена знаменитая высотная плотина. Эратосфен знал, что Сиена обладает интересной особенностью. В полдень одного из июньских дней Солнце над Сиеной бывает настолько высоко, что его отражение видно на дне даже очень глубоких колодцев. Отсюда Эратосфен заключил, что высота Солнца в Сиене в этот день равна точно 90°. Кроме того, раз Сиена лежит строго к югу от Александрии, то они находятся на одном меридиане.

Для необычного измерения Эратосфен решил воспользоваться скафисом - чашеобразными солнечными часами со штырьком и делениями внутри них. Установленные вертикально, эти солнечные часы по тени от штырька дают возможность измерить высоту Солнца над горизонтом. И в полдень того самого дня, когда Солнце над Сиеной поднялось настолько высоко, что все предметы перестали отбрасывать тени. Эратосфен измерил его высоту на городской площади Александрии. Высота Солнца в Александрии, по измерениям Эратосфена, оказалась равной 82° 48". Стало быть, разность широт Александрии и Сиены составляет 90° 00" - 82° 48" = 7° 12".

Оставалось измерить расстояние между ними. Но как это сделать? Как измерить на поверхности Земли расстояние, равное в современных единицах примерно 800 км?

Трудности подобного предприятия были тогда буквально неисчислимы.

Действительно, как изготовить такую гигантскую линейку, с помощью которой можно было бы произвести измерения? Как сделать, чтобы на протяжении 800 км эта линейка укладывалась строго по меридиану, без всяких перекосов?

Необходимые данные о расстоянии между городами пришлось взять из рассказов купцов, водивших торговые караваны из Александрии в Сиену. Купцы говорили, что расстояние между ними составляет примерно 5000 греческих стадиев. Эратосфен принял это значение за истинное и, использовав его, вычислил величину радиуса Земли.

Если сравнить полученную Эратосфеном величину с современными данными, то получится, что он ошибся относительно немного - всего только на 100 км.

Так, с III в. до н. э., со времени Эратосфена, переплелись пути астрономии и геодезии - другой древней науки, изучающей форму и размеры как всей Земли в целом, так и отдельных ее частей.

Методы астрономических определений широт развивались и совершенствовались. Это было особенно важно, в частности, именно в связи с необходимостью более тщательного определения размера Земли. Ибо, начиная с того же Эратосфена, было уяснено, что задача определения размера Земли распадается на две части: астрономическую, т. е. определение разности широт, и геодезическую, т. е. определение длины дуги меридиана. Эратосфен сумел решить астрономическую часть задачи, и принципиально тем же путем шли многочисленные его последователи.

Мы еще будем иметь случай рассказать о более точных измерениях размера Земли, а пока, освоившись с определением широт, займемся делом значительно более сложным - определением географических долгот.

Вспоминаем: Что называется экватором? Чему равна длина земного экватора? Какие точки на Земле называют географическими полюсами?

Ключевые слова : экватор, параллели, меридианы, начальный меридиан, полушарие, градусная сетка, географическое положение.

1. Параллели. Вы уже вспомнили, что э к в а т о р - это линия, условно проведенная на земной поверхности на одинаковом расстоянии от полюсов. Он делит земной шар на Северное и Южное полушария (рис.42).

Рис. 42. Полушария Земли.Что разделяет Западное и Восточное, Северное и Южное полушария?

Параллели - это линии, условно проведенные на поверхности Земли параллельно экватору. Слово "параллель" указывает на положение этой линии относительно экватора: все точки одной параллели находятся на одинаковом расстоянии от экватора. Как можно видеть на глобусе по форме параллели - окружности, их длина уменьшается от экватора к полюсам. Самая большая параллель – экватор. Параллель можно провести через любую точку земной поверхности. Каждая параллель направлена с запада на восток (рис.43).

Рис. 43. Параллели. Рис. 44. Меридианы.

Меридианы. Кратчайшие линии, условно проведенные на поверхности Земли от одного полюса к другому, называются меридианами (рис. 44). Направление меридиана в любой точке земной поверхности наиболее просто определяется через направление тени от предметов в полдень. Поэтому меридиан еще называют полуденной линией (рис. 46). В переводе с латинского на русский язык слово "меридиан" и означает "полуденная линия".

Рис 46. Линия меридиана совпадает с направлением тени от предметов в полдень.

Меридианы указывают точное направление с севера на юг. В каждой точке меридиан перпендикулярен параллели, отчего они между собой образуют прямой угол (90°). Поэтому, если вы станете лицом к северу, т. е. в направлении меридиана, и разведете в стороны руки, они укажут направление параллели.

Как и параллель, меридиан можно провести через любую точку земной поверхности.

Один из меридианов условно принято считать начальным, или нулевым. По международному соглашению 1884 года начальным считается Гринвичский меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в Лондоне. Начальный меридиан разделяет земной шар на два полушария - Западное и Восточное (рис. 42).

3. Градусная сетка. На глобусе и картах меридианы и параллели проводят через одинаковое число градусов. Например, через 10 0 или 15 0 . (Найдите эти обозначения на глобусе и карте). Пересекаясь, параллели и меридианы образуют на глобусе и картах градусную сетку (рис. 45).

Рис. 45. Градусная сетка.

* На глобусе параллели и меридианы пересекаются под прямым углом. Когда эти углы на карте больше или меньше прямого, то это свидетельствует об искажениях углов и направлений, а значит, и формы объектов. На глобусе все меридианы имеют одинаковую длину, а длина параллелей уменьшается от экватора к полюсам, что отвечает действительности. Нарушение этого на карте свидетельствует об искажении расстояний, а следовательно, и площадей.

1. Что называется параллелью? Меридианом? Градусной сеткой? 2. На какие полушария разделяет земной шар экватор и начальный меридиан? В каких полушариях расположена ваша местность?

3* Перепишите таблицу 2 в тетрадь и заполните ее (вместо вопроса запишите ответ).

Таблица 2.

Градусная сетка

Практическая работа.

1.Найдите на глобусе или на карте полушарий любой меридиан и определите, какие материки и океаны он пересекает с юга на север. 2. Покажите любую параллель и определите, какие материки и океаны она пересекает с запада на восток.

Практически все вы обращали внимание на "таинственные линии" на картах и глобусах, представляющих широту (параллели) и долготу (меридианы) . Они формируют сетчатую систему координат, с помощью которой любое место на Земле может быть точно определено - и нет в этом ничего таинственного или сложного. Параллели и меридианы - это воображаемые линии на поверхности Земли, а широта и долгота - это их координаты, определяющие положение точек на поверхности Земли. Любая точка на Земле - это пересечение параллели и меридиана с координатами широты и долготы. Наиболее наглядно это можно изучить с помощью глобуса, где эти линии обозначены.
Но сначала всё по порядку. Два места на Земле определяются её вращением вокруг собственной оси - это Северный и Южный полюса . На глобусах осью является стержень. Северный полюс находится в Северного Ледовитого океана, который покрыт морским льдом, и исследователи в былые времена достигли этого полюса на санях с собаками (официально считается, что Северный полюс открыл в 1909 году американец Роберт Пери). Однако, так как лёд медленно перемещается, Северный полюс является не фактическим, а скорее математический объектом. У Южного полюса, с другой стороны планеты, есть постоянное физическое местоположение на континенте Антарктида, который был также открыт сухопутными исследователями (норвежская экспедиция под руководством Руаля Амундсена в 1911 году).

На полпути между полюсами на "талии" Земли расположена большая линия окружности, которая на глобусе представлена в виде шва: место соединения северного и южного полушарий; эта линия окружности называется - экватор . Экватор является линией широты с нулевым значением (0°). Параллельно экватору выше и ниже него расположены другие линии окружности - это другие широты Земли. Каждая широта имеет цифровое значение, и шкала этих значений измеряется не в километрах, а в градусах к северу и к югу от экватора до полюсов. Полюса имеют значения: Северный +90°, а Южный -90°. Широты расположенные выше экватора называют северными широтами , а ниже экватора - южными широтами . Линии с градусными значениями широты называют параллелями , так как они идут параллельно Экватору и параллельны между собой. Если параллели измерить в километрах, то длины разных параллелей будут различны - они увеличиваются при приближении к экватору и уменьшаются к полюсам. Все точки одной параллели имеют одну широту, но различную долготу (описание долготы чуть ниже). Расстояние между двумя параллелями, которые отличаются на 1° равно 111,11 км. На глобусе, а также на многих картах, расстояние (интервал) от широты до другой широты обычно равно 15° (это, примерно 1 666 км). На рисунке №1 интервал равен 10° (это, примерно 1 111 км). Экватор - это самая длинная параллель, её длина - 40 075,7 км.

ШИРОТЫ И МЕРИДИАНЫ

Практически все знакомы с "таинственными линиями" на картах и глобусах, представляющих широту (параллели) и долготу (меридианы). Они формируют сетчатую систему координат, с помощью которой любое место на Земле может быть точно определено - и нет в этом ничего таинственного или трудного. Широта и долгота - это координаты, определяющие положение точек на поверхности Земли.

Два места на Земле определяются её вращением вокруг собственной оси - это Северный и Южный полюса. На глобусах осью является стержень. Северный полюс находится в середине Северного Ледовитого океана, который покрыт морским льдом, и исследователи в былые времена достигли этого полюса на санях с собаками (официально считается, что Северный полюс открыл в 1909 году американец Роберт Пери).

Однако, так как лёд медленно перемещается, Северный полюс является не фактическим, а математический объектом. У Южного полюса, с другой стороны планеты, есть постоянное физическое местоположение на континенте Антарктида, который был также открыт сухопутными исследователями (норвежская экспедиция под руководством Руаля Амундсена в 1911 году). Сегодня оба полюса легко можно достигнуть самолётом.

На полпути между полюсами на "талии" Земли расположен большой круг, который на глобусе представлен в виде шва: место соединения северного и южного полушарий; этот круг называется - экватор. Он является кругом широты с нулевым значением (0°).

Параллельно экватору выше и ниже него расположены другие круги - это другие широты Земли. Каждая широта имеет цифровое значение, и шкала этих значений измеряется не в километрах, а в градусах к северу и к югу от экватора до полюсов. Полюса имеют значения: Северный +90°, а Южный -90°.

Широты расположенные выше экватора называют северной широтой, а ниже экватора - южной широтой. Линии широты иногда называют параллелями, так как они идут параллельно Экватору. Если параллели измерить в километрах, то длины разных параллелей будут различны — они увеличиваются при приближении к экватору и уменьшаются к полюсам.

Все точки одной параллели имеют одну широту, но различную долготу (описание долготы чуть ниже). Расстояние между двумя параллелями, которые отличаются на 1° равно 111,11 км. На глобусе, а также на многих картах, расстояние (интервал) от широты до другой широты обычно равно 15° (это, примерно 1 666 км). На рисунке №1 интервал равен 10° (это, примерно 1 111 км). Экватор — это самая длинная параллель, его длина - 40 075,7 км.

Однако, чтобы точно определить какое-либо место на земном шаре, недостаточно знать его положение относительно севера и юга, также надо знать значение относительно — запада и востока. Для этого служат линии долготы. Поскольку, не существует ни западного, ни восточного полюсов, то было решено, что линия нулевой долготы проходит через Гринвичскую лабораторию, находящуюся в Англии на восточной окраине Лондона.

Линии долготы называются меридианами (рисунок №2). Все они пролегают перпендикулярно экватору и пересекаются друг с другом в двух точках на Северном и Южном полюсах. К востоку от нулевого меридиана находится область восточных долгот, к западу — западных. Восточные долготы принято считать положительными, западные долготы — отрицательными.

Меридиан проходящий через Гринвич - называют нулевым меридианом (или иногда Гринвичский меридиан). Долгота измеряется в градусах. Встреча восточных и западных линий долготы происходит в Тихом океане на линии перемены дат. Все линии долготы пересекаются на полюсах, и в этих местах долготы нет. Один градус долготы не означает какого-то фиксированного расстояния: на экваторе разность долготы в 1 градус равно 111,11 км, а ближе к полюсам устремляется к нулю.

Длины всех меридианов от полюса до полюса равны - 20 003,93 км. Все точки одного меридиана имеют одинаковую долготу, но разную широту. На глобусе, а также на многих картах, расстояние (интервал) от долготы до другой долготы обычно равно 15°.