Punti di intersezione dell'asse terrestre con la superficie globo sono chiamati poli (Nord e Sud). La Terra compie una rivoluzione attorno a questo asse in 24 ore.
Alla stessa distanza dai poli si traccia un cerchio che prende il nome di equatore.
Parallelo: linee tracciate condizionatamente lungo la superficie della Terra parallele all'equatore. I paralleli sulla mappa e sul globo sono diretti verso ovest e est. Non sono uguali in lunghezza. Il parallelo più lungo è l'equatore. L'equatore è una linea immaginaria superficie terrestre, ottenuto sezionando mentalmente l'ellissoide in due parti uguali (emisfero nord e sud). Con una tale dissezione, tutti i punti dell'equatore risultano equidistanti dai poli. Il piano dell'equatore è perpendicolare all'asse di rotazione terrestre e passa per il suo centro. Sulla Terra ci sono 180 meridiani, 90 dei quali a nord dell'equatore e 90 a sud.
I paralleli di 23,5° di latitudine nord e sud sono chiamati cerchi tropicali o semplicemente tropici. Su ciascuno di essi, una volta all'anno, il sole di mezzogiorno è allo zenit, cioè i raggi del sole cadono verticalmente.
I paralleli di 66,5° di latitudine nord e sud sono chiamati circoli polari.
Attraverso il Nord e Polo Sud Vengono disegnati i cerchi, i meridiani sono le linee più corte convenzionalmente tracciate sulla superficie della Terra da un polo all'altro.
Il meridiano primo o primo viene disegnato all'Osservatorio di Greenwich (Londra, Regno Unito). Tutti i meridiani hanno la stessa lunghezza e forma semicircolare. Ci sono 360 meridiani sulla Terra, 180 a ovest dello zero, 180 a est. I meridiani sulla mappa e sul globo sono diretti da nord a sud.
Per definizione precisa la posizione di qualsiasi oggetto sulla superficie terrestre, la linea dell'equatore da sola non è sufficiente. Pertanto, gli emisferi sono mentalmente separati da molti più piani paralleli al piano equatoriale: questi sono paralleli. Tutti, come il piano equatoriale, sono perpendicolari all'asse di rotazione del pianeta. Puoi disegnare quanti paralleli vuoi, ma solitamente vengono realizzati con un intervallo di 10-20°. I paralleli sono sempre orientati da ovest verso est. La circonferenza dei paralleli diminuisce dall'equatore ai poli. All'equatore è massimo, ai poli è zero:
Lunghezza degli archi paralleli
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Paralleli |
Lunghezza 1° in km |
Quando il globo è attraversato da piani immaginari passanti per l’asse terrestre perpendicolare al piano equatoriale, si formano cerchi massimi: meridiani. Tradotto in russo, la parola “meridiano” significa “linea di mezzogiorno”. In effetti, la loro direzione coincide con la direzione dell'ombra degli oggetti a mezzogiorno. Se continui a camminare in direzione di quest'ombra, arriverai sicuramente al Polo Nord. I meridiani sono la linea più breve, convenzionalmente tracciata da un polo all'altro. Tutti i meridiani sono semicerchi. Possono essere disegnati attraverso qualsiasi punto sulla superficie della Terra. Si intersecano tutti nei poli. I meridiani sono orientati da nord a sud. La lunghezza media dell'arco del 1° meridiano si calcola come segue:
40.008,5 km: 360° = 111 km
La lunghezza di tutti i meridiani è la stessa. La direzione del meridiano locale in qualsiasi punto può essere determinata a mezzogiorno dall'ombra di qualsiasi oggetto. Nell'emisfero settentrionale la fine dell'ombra punta sempre a nord, nell'emisfero meridionale punta sempre a sud.
L'immagine delle linee dei meridiani e dei paralleli sul globo e sulle carte geografiche è chiamata griglia dei gradi.
La latitudine geografica è la distanza di qualsiasi punto della superficie terrestre a nord o a sud dell'equatore, espressa in gradi. La latitudine è settentrionale (se il punto si trova a nord dell'equatore) e meridionale (se a sud di esso).
La longitudine geografica è la distanza di qualsiasi punto della superficie terrestre dal meridiano fondamentale, espressa in gradi. Ad est del meridiano fondamentale si trova la longitudine orientale (abbreviata: E.L.), ad ovest la longitudine occidentale (W.L.).
Coordinate geografiche: latitudine geografica e longitudine geografica di un dato oggetto.
Da bambino non riuscivo a capire perché sul globo fossero tracciate strane linee. Con totale fiducia di avere ragione, ho dimostrato ai miei compagni di classe che erano reali. Un giorno avevamo anche programmato che tutti quelli della prima e della seconda elementare andassero a cercarli, ma, grazie a Dio, la nostra insegnante ci ha spiegato cosa era cosa. Perché abbiamo bisogno di strisce inesistenti??
Scopriamolo.
Parallelo: che cos'è?
Strane strisce sulla mappa non indicano altro che latitudine e longitudine. Ad esempio, immaginiamoci accanto a un enorme mappamondo scolastico. Personalmente, nella nostra classe non aveva solo le designazioni di paralleli e meridiani, ma anche le firme di tutti i bulli della scuola e le impronte delle mani dei bambini. In generale, non è questo il punto. L'asta nel mappamondo scolastico è un immaginario asse del pianeta, che collega i poli opposti. Anche tra loro c'è equatore. Sul globo è spesso indicato come il collegamento orizzontale del nostro pianeta improvvisato. La latitudine equatoriale è indicata con zero, e sopra e sotto ci sono linee con un indice crescente. Tutti i paralleli riflettono la loro segno quantitativo e misurato in gradi rispetto all'equatore.
Meridiani: designazione della longitudine planetaria
Eppure la sola ampiezza non ci basterà. Per scoprire la posizione di un oggetto dobbiamo conoscerlo la posizione di un punto rispetto ad altri punti cardinali. Il meridiano, indicato come zero, passa per l'osservatorio a Greenwich e divide la Terra in due emisferi: occidentale e orientale. Tutte le longitudini hanno anche una propria designazione digitale e sono calcolate in gradi rispetto al meridiano di Greenwich. Abbiamo visto più di una volta sulle mappe che non si intersecano e sono unite solo al polo.
Riassumiamo le informazioni:
- strane strisce sulla mappa indicano longitudine o latitudine;
- equatore - latitudine indicata da zero, divide il pianeta in Nord e Sud;
- il meridiano, indicato come zero, passa per Greenwich e divide la Terra da Ovest a Est;
- asse: collega i poli opposti.
Perché sono necessarie queste strane strisce?
È semplice - per l'orientamento nel mondo. Qualsiasi punto del pianeta è semplicemente un'intersezione di paralleli e meridiani e, grazie a questo sistema di coordinate, abbiamo reso la nostra vita molto più semplice. Ad esempio, il lavoro dei piloti sarebbe molto complicato senza l'esistenza di paralleli e meridiani.
LATITUDINI E MERIDIANI
Quasi tutti hanno familiarità con le "linee misteriose" su mappe e globi che rappresentano la latitudine (paralleli) e la longitudine (meridiani). Formano un sistema di coordinate a griglia in base al quale qualsiasi luogo sulla Terra può essere localizzato con precisione - e non c'è nulla di misterioso o difficile in questo. Latitudine e longitudine sono coordinate che determinano la posizione dei punti sulla superficie terrestre.
Due luoghi sulla Terra sono determinati dalla sua rotazione attorno al proprio asse: i Poli Nord e Sud. Sui globi l'asse è l'asta. Il Polo Nord si trova nel mezzo dell'Oceano Artico, che è coperto ghiaccio marino, e gli esploratori ai vecchi tempi raggiungevano questo polo su una slitta con i cani (si ritiene ufficialmente che il Polo Nord sia stato scoperto nel 1909 dall'americano Robert Peri).
Tuttavia, poiché il ghiaccio si muove lentamente, il Polo Nord non è un oggetto reale ma matematico. Il Polo Sud, dall'altra parte del pianeta, ha una sede fisica permanente nel continente Antartide, scoperto anche da esploratori terrestri (una spedizione norvegese guidata da Roald Amundsen nel 1911). Oggi entrambi i poli sono facilmente raggiungibili in aereo.
A metà strada tra i poli si trova la "vita" della Terra grande cerchio, che è rappresentato sul globo come una cucitura: la congiunzione degli emisferi settentrionale e meridionale; Questo cerchio è chiamato equatore. È un cerchio di latitudine con un valore pari a zero (0°).
Parallelamente all'equatore, sopra e sotto di esso, ci sono altri cerchi: queste sono altre latitudini della Terra. Ogni latitudine ha un valore numerico e la scala di questi valori non si misura in chilometri, ma in gradi nord e sud dall'equatore ai poli. I poli hanno i seguenti valori: Nord +90° e Sud -90°.
Le latitudini situate sopra l'equatore sono chiamate latitudine settentrionale e sotto l'equatore - latitudine meridionale. Le linee di latitudine sono talvolta chiamate parallele perché corrono parallele all'equatore. Se i paralleli vengono misurati in chilometri, le lunghezze dei diversi paralleli saranno diverse: aumentano avvicinandosi all'equatore e diminuiscono verso i poli.
Tutti i punti dello stesso parallelo hanno la stessa latitudine, ma diversa longitudine (la longitudine è descritta di seguito). La distanza tra due paralleli che differiscono di 1° è 111,11 km. Sul globo, così come su molte mappe, la distanza (intervallo) dalla latitudine a un'altra latitudine è solitamente di 15° (ovvero circa 1.666 km). Nella Figura 1, l'intervallo è 10° (si tratta di circa 1.111 km). L'equatore è il parallelo più lungo, la sua lunghezza è 40.075,7 km.
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Tuttavia, per determinare con precisione qualsiasi luogo sul globo, non è sufficiente conoscere la sua posizione rispetto al nord e al sud, è necessario conoscere anche il valore rispetto all'ovest e all'est; A questo scopo vengono utilizzate le linee di longitudine. Poiché non esistono né poli occidentali né orientali, è stato deciso che la linea di longitudine zero passa attraverso il Laboratorio di Greenwich, situato in Inghilterra, alla periferia orientale di Londra.
Le linee di longitudine sono chiamate meridiani (Figura n. 2). Corrono tutti perpendicolari all'equatore e si intersecano in due punti ai Poli Nord e Sud. Ad est del primo meridiano si trova l'area delle longitudini orientali, a ovest - le longitudini occidentali. Le longitudini orientali sono considerate positive, le longitudini occidentali sono considerate negative.
Il meridiano che passa per Greenwich è chiamato meridiano fondamentale (o talvolta meridiano di Greenwich). La longitudine si misura in gradi. L'incontro delle linee di longitudine orientale e occidentale avviene nell'Oceano Pacifico in corrispondenza della linea di data internazionale. Tutte le linee di longitudine si intersecano ai poli e in questi luoghi non c'è longitudine. Un grado di longitudine non significa alcuna distanza fissa: all'equatore una differenza di longitudine di 1 grado equivale a 111,11 km, mentre più vicino ai poli si avvicina allo zero.
Le lunghezze di tutti i meridiani da polo a polo sono uguali: 20.003,93 km. Tutti i punti sullo stesso meridiano hanno la stessa longitudine ma diversa latitudine. Su un globo, così come su molte mappe, la distanza (intervallo) da una longitudine a un'altra longitudine è solitamente di 15°.
Nel IV secolo. AVANTI CRISTO e. più grande pensatore Nell'antichità Aristotele dimostrò che il nostro pianeta ha una forma molto vicina a quella di una sfera.
Più o meno nello stesso periodo, osservando il movimento visibile delle stelle e del Sole mentre viaggiavano in vari luoghi, gli antichi scienziati stabilirono alcune linee convenzionali per l'orientamento sulla superficie terrestre.
Facciamo un viaggio mentale attraverso la superficie della Terra. La posizione sopra l'orizzonte dell'asse immaginario del mondo attorno al quale il rotazione giornaliera il firmamento cambierà per noi continuamente. In base a ciò, lo schema del movimento del cielo stellato cambierà.
Viaggiando verso nord, vedremo che le stelle nella parte meridionale del cielo salgono ogni notte ad un'altitudine inferiore. E le stelle nella parte settentrionale - al culmine inferiore - hanno un'altezza maggiore. Se ci muoviamo abbastanza a lungo, arriveremo al Polo Nord. Qui non sorge né cade una sola stella. Ci sembrerà che l'intero cielo stia lentamente ruotando parallelamente all'orizzonte.
Gli antichi viaggiatori non sapevano che il movimento apparente delle stelle era un riflesso della rotazione della Terra. E non sono stati al Polo. Ma avevano bisogno di un punto di riferimento sulla superficie terrestre. E a questo scopo scelsero la linea nord-sud, facilmente determinata dalle stelle. Questa linea è chiamata meridiano.
I meridiani possono essere tracciati attraverso qualsiasi punto sulla superficie della Terra. Molti meridiani formano un sistema di linee immaginarie che collegano i Poli Nord e Sud della Terra, utili da utilizzare per determinare la posizione.
Prendiamo uno dei meridiani come quello iniziale. La posizione di qualsiasi altro meridiano in questo caso sarà nota se viene indicata la direzione di riferimento e specificato l'angolo diedro tra il meridiano desiderato e quello iniziale.
Attualmente, secondo un accordo internazionale, è stato concordato di considerare il meridiano iniziale quello che passa attraverso uno dei più antichi osservatori astronomici del mondo: l'Osservatorio di Greenwich, situato alla periferia di Londra. L'angolo formato da un qualsiasi meridiano con quello iniziale si chiama longitudine. La longitudine, ad esempio, del meridiano di Mosca è 37° a est di Greenwich.
Per distinguere tra loro i punti che giacciono sullo stesso meridiano, era necessario inserire una seconda coordinata geografica: la latitudine. La latitudine è l’angolo che un filo a piombo tracciato in un dato punto della superficie terrestre forma con il piano dell’equatore.
I termini longitudine e latitudine ci sono pervenuti da antichi marinai che descrivevano la lunghezza e la larghezza del Mar Mediterraneo. La coordinata che corrispondeva alle misurazioni della lunghezza del Mar Mediterraneo divenne longitudine, e quella che corrispondeva alla larghezza divenne la latitudine moderna.
Trovare la latitudine, come determinare la direzione del meridiano, è strettamente correlato al movimento delle stelle. Già gli antichi astronomi dimostrarono che l'altezza del polo celeste sopra l'orizzonte è esattamente uguale alla latitudine del luogo.
Assumiamo che la Terra abbia la forma di una palla regolare, e sezioniamola lungo uno dei meridiani, come in figura. Lascia che la persona raffigurata nell'immagine come una figura leggera si trovi al Polo Nord. Per lui la direzione verso l'alto, cioè la direzione del filo a piombo, coincide con l'asse del mondo. Il polo celeste è direttamente sopra la sua testa. L'altezza del polo celeste qui è 90.
Poiché la rotazione apparente delle stelle attorno all'asse del mondo è un riflesso della rotazione reale della Terra, in qualsiasi punto della Terra, come già sappiamo, la direzione dell'asse del mondo rimane parallela alla direzione del l'asse di rotazione della Terra. La direzione del filo a piombo cambia quando ci si sposta da un punto all'altro.
Prendiamo ad esempio un'altra persona (nella foto una figura scura). La direzione dell'asse mondiale è rimasta la stessa della prima. E la direzione del filo a piombo è cambiata. Pertanto l'altezza del polo celeste sopra l'orizzonte qui non è di 90°, ma molto inferiore.
Da semplici considerazioni geometriche risulta chiaro che l'altezza del polo celeste sopra l'orizzonte (angolo ft nella figura) è infatti uguale alla latitudine (angolo φ).
La linea che unisce punti aventi la stessa latitudine si chiama parallela.
Meridiani e paralleli formano il cosiddetto sistema coordinate geografiche. Ogni punto sulla superficie terrestre ha una longitudine e una latitudine ben definite. E viceversa, se si conoscono latitudine e longitudine, allora si potrà costruire un parallelo e un meridiano, all'intersezione dei quali si otterrà un unico punto.
La comprensione delle caratteristiche del movimento quotidiano delle stelle e l'introduzione di un sistema di coordinate geografiche hanno permesso di effettuare la prima determinazione del raggio della Terra. Fu realizzato nella seconda metà del III secolo. AVANTI CRISTO e. famoso matematico e geografo Eratostene.
Il principio di questa definizione è il seguente. Supponiamo di poter misurare la differenza di latitudine di due punti che giacciono sullo stesso meridiano (vedi figura). Ci siamo così accorti dell'angolo Df con il vertice al centro della Terra, che corrisponde all'arco di meridiano L sulla superficie terrestre. Se ora possiamo misurare anche l'arco L, allora otterremo un settore di lunghezza nota dell'arco e corrispondente angolo al centro. Questo settore è mostrato separatamente nella figura. Con semplici calcoli è possibile ottenere il raggio di questo settore, che è il raggio della Terra.
Eratostene, di nazionalità greca, viveva nella ricca città egiziana di Alessandria. A sud di Alessandria c'era un'altra città: Siena, che oggi si chiama Aswan e dove, come sai, veniva usata Unione Sovietica Fu costruita la famosa diga alta. Eratostene sapeva che Syene lo aveva fatto caratteristica interessante. A mezzogiorno di un giorno di giugno il sole su Siena è così alto che il suo riflesso è visibile sul fondo di pozzi anche molto profondi. Da ciò Eratostene concluse che l'altitudine del Sole a Siene in quel giorno era esattamente 90°. Inoltre, poiché Siena si trova strettamente a sud di Alessandria, si trovano sullo stesso meridiano.
Per una misurazione insolita, Eratostene decise di utilizzare uno scaphis, una meridiana a forma di coppa con uno spillo e divisioni al suo interno. Montato verticalmente, questo orologio solare sfrutta l'ombra del perno per misurare l'altezza del Sole sull'orizzonte. E a mezzogiorno di quello stesso giorno in cui il sole si levò così alto sopra Siena che tutti gli oggetti smisero di proiettare ombre. Eratostene ne misurò l'altezza nella piazza della città di Alessandria. L'altitudine del Sole ad Alessandria, secondo le misurazioni di Eratostene, risultò pari a 82° 48". Pertanto, la differenza di latitudine tra Alessandria e Siene è 90° 00" - 82° 48" = 7° 12 ".
Non restava che misurare la distanza tra loro. ma come farlo? Come misurare una distanza sulla superficie terrestre che è di circa 800 km in unità moderne?
Le difficoltà di un'impresa del genere erano allora letteralmente innumerevoli.
In effetti, come realizzare un righello così gigante con il quale poter effettuare misurazioni? Come possiamo garantire che per 800 km questo righello sia posizionato rigorosamente lungo il meridiano, senza alcuna distorsione?
I dati necessari sulla distanza tra le città dovevano essere presi dalle storie dei mercanti che guidavano carovane commerciali da Alessandria a Siena. I mercanti dissero che la distanza tra loro era di circa 5.000 stadi greci. Eratostene accettò questo valore come vero e, utilizzandolo, calcolò il raggio della Terra.
Se confrontiamo il valore ottenuto da Eratostene con i dati moderni, si scopre che si è sbagliato relativamente poco, solo di 100 km.
Quindi, dal 3 ° secolo. AVANTI CRISTO e., sin dai tempi di Eratostene, si sono intrecciati i percorsi dell'astronomia e della geodesia, un'altra scienza antica che studia la forma e le dimensioni sia dell'intera Terra nel suo insieme che delle sue singole parti.
Metodi per le determinazioni astronomiche delle latitudini sviluppati e migliorati. Ciò era particolarmente importante, in particolare, proprio in connessione con la necessità di determinare con maggiore attenzione le dimensioni della Terra. Infatti, a partire dallo stesso Eratostene, era chiaro che il compito di determinare le dimensioni della Terra si divide in due parti: astronomica, cioè determinare la differenza di latitudine, e geodetica, cioè determinare la lunghezza dell'arco meridiano. Eratostene riuscì a risolvere la parte astronomica del problema e molti dei suoi seguaci seguirono sostanzialmente lo stesso percorso.
Avremo ancora occasione di parlare di misurazioni più accurate delle dimensioni della Terra, ma per ora, essendoci abituati a determinare le latitudini, affronteremo una questione molto più complessa: determinare le longitudini geografiche.
"E città e paesi, paralleli, meridiani lampeggiano", è cantato in una canzone chiamata "Globe". Ma se le città e i paesi indicati sul globo esistono nella realtà, allora paralleli e meridiani sono oggetti immaginari, segnati sul globo o sulla mappa esclusivamente per facilità di lettura e orientamento.
Il miglior assistente nell'orientamento è un sistema di coordinate, che deve avere un punto di riferimento. Per la Terra (tuttavia, lo stesso principio può essere applicato a qualsiasi altro pianeta o al suo satellite - ci sarebbe una ragione per questo) un tale "punto zero" immaginario è stato determinato con l'aiuto dei poli - punti attraverso i quali il suo asse di rotazione passa. Il Polo Nord è un oggetto piuttosto matematico, si trova nell'Oceano Artico, ma il Polo Sud è un punto molto reale sulla terra, in un continente chiamato Antartide, puoi arrivarci, puoi scattare foto lì - se non lo sei paura di congelare, ovviamente...
Quindi, ad uguale distanza da questi stessi poli, nel mezzo tra loro, c'è un'immaginaria "cintura" della Terra, che divide il pianeta a metà, negli emisferi settentrionale e meridionale. La maggior parte dei continenti si trova in uno di essi e solo l’Africa è in entrambi. Quindi, l'equatore è il "punto di riferimento", che è considerato latitudine zero. Le linee immaginarie tracciate su una mappa e su un globo parallele all'equatore sono chiamate paralleli.
La latitudine si misura in gradi, 1 grado corrisponde a circa 111 km. Lo calcolano dall'equatore (più è lontano da esso, più numero maggiore: equatore – 0 gradi, poli – 90 gradi). A nord dell'equatore c'è il grado di latitudine settentrionale, mentre a sud è il grado di longitudine est. Esiste un altro modo di notare: a sud dell'equatore, la latitudine è scritta con un segno meno (questo si può capire: coloro che hanno creato la scienza della geografia vivevano nell'emisfero settentrionale e la loro maglietta, come sapete, è più vicina alla corpo).
Tutto questo, ovviamente, è meraviglioso, ma...
Ricordiamo il romanzo di J. Verne "I figli del capitano Grant". Gli eroi che andarono ad aiutare il Capitano Grant e i suoi compagni sopravvissuti al naufragio sapevano che la loro posizione era a trentasette gradi undici minuti di latitudine sud. Per trovarli, gli eroi hanno dovuto viaggiare per il mondo lungo questo parallelo.
Per evitare tali difficoltà, esiste una seconda coordinata: la longitudine, e sulla mappa è indicata dai meridiani, le linee che collegano i poli.
Se volessimo scegliere un parallelo per il più lungo viaggio intorno al mondo, questo sarebbe senza dubbio l'equatore. Ma scegliere un meridiano per una questione del genere non funzionerà: sono più o meno la stessa cosa, quindi scegliere un punto di riferimento tra loro non è così facile, quindi per molto tempo c'è stata una discrepanza a questo riguardo: in Francia il meridiano di Parigi era considerato come il punto di riferimento, in Russia - passando per l'Osservatorio di Pulkovo, ecc. Infine, nel 1884 a Conferenza internazionale a Washington hanno adottato un unico punto di riferimento: il meridiano che passa per l'asse dello strumento di passaggio dell'osservatorio di Greenwich, distretto amministrativo di Londra sulla riva destra del Tamigi. È dal meridiano di Greenwich che vengono calcolate le longitudini occidentale e orientale (gli eroi del romanzo citato sono stati sfortunati: la longitudine nella nota è stata spazzata via dall'acqua).
Il numero di chilometri in un grado di longitudine è più difficile da nominare che in relazione alla latitudine: non è lo stesso a diverse latitudini - all'equatore è anche 11 km, e più vicino ai poli - meno).