Глобусът и географските карти са „заплетени“ в нещо като решетка, състояща се от пресичащи се линии. Тези линии не се появиха на картите веднага, тъй като в древни времена картите приличаха на прости планове.
Земното кълбо и неговите секционни равнини
Земята е топка, леко сплескана на полюсите. Топката може да се реже от равнини в различни посоки. Може да се реже, първо, по същия начин, както портокалът се разделя на резени, и, второ, по същия начин, по който портокалът се нарязва с нож на резени. При всеки метод за дисекция на топка с равнини се получават кръгове, чиито граници са кръгове. Диаметърът на окръжностите е най-голям, ако равнините на сечението минават през центъра на топката. Диаметрите на такива кръгове са равни на диаметъра на топката.
Нека се обърнем към и мислено разчленим земното кълбо с равнини, перпендикулярни на оста на въртене на Земята. На повърхността на земното кълбо се появяват успоредни един на друг кръгове. Тези кръгове се наричат паралели (от гръцката дума parallclos - ходене един до друг). Най-дългият и основен паралел е екваторът, дължината му е 40 076 километра.
Екваторът се намира на еднакво разстояние от полюсите на планетата и разделя Земята на Северно и Южно полукълбо. Дължината на останалите паралели намалява на юг и север от екватора. Всички точки, лежащи на един и същи паралел, са еднакво отдалечени от екватора. Паралелните линии показват посоката запад-изток.
Ако изрежете земното кълбо с равнини, които минават през оста на въртене на Земята, тогава на повърхността на земното кълбо ще се появят меридиани - полукръгове, свързващи северния и южния полюс на Земята. Те са перпендикулярни на паралелите и показват посоката север-юг. Самата дума "меридиан" означава "обед" (от латинската дума meridianus), тъй като посоката на всички меридиани съвпада с посоката на сянката на обектите по обяд.
Всички меридиани имат еднаква дължина - 20 005 километра. По споразумение между страните за главен, начален меридиан се счита меридианът, минаващ през обсерваторията Гринуич в предградията на Лондон. Затова този меридиан се нарича още Гринуич. Гринуичкият меридиан и неговото продължение от противоположната страна
Земното кълбо разделя Земята на западното и източното полукълбо.
Паралели и меридиани на карти
Паралелите на земното кълбо са кръгове, а меридианите са полукръгове. Но поради изкривявания при прехвърляне на изпъкналата повърхност на Земята върху равнина, изображението на тези линии изглежда различно. Какъвто и да е видът на паралелите и меридианите, на всяка карта посоките на изток и запад се определят само от посоката на паралелите, а на север и юг - само от посоката на меридианите. По този начин паралелите и меридианите позволяват на човек да се ориентира, тоест да определи посоките към страните на хоризонта.
Можете да начертаете колкото искате линии от паралели и меридиани върху земното кълбо и карти. Но само един меридиан и един паралел минават през една точка на повърхността. Позицията на всяка точка на плосък лист може да се характеризира с две координатни числа, които показват позицията на тази точка спрямо краищата на листа.
На сферична повърхност координатите на точките се определят спрямо екватора и началния меридиан. За това се използва система от паралели и меридиани.
Ако нашата планета бъде „пресечена“ през оста на въртене и перпендикулярна на нея от много равнини, тогава на повърхността ще се появят вертикални и хоризонтални кръгове - меридиани и паралели.
Меридианите ще се събират в две точки – на Северния и Южния полюс. Паралелите, както подсказва името, са успоредни един на друг. Меридианите служат за измерване на дължина, паралелите - ширина.
Действие, толкова просто на повърхностен поглед - "изключване" на Земята - се превърна в най-голямото откритие в изследването на планетата. Това направи възможно използването на координати и точното описание на местоположението на всеки обект. Без паралели и меридиани е невъзможно да си представим една карта или един глобус. И са измислени... през 3 век пр. н. е. от александрийския учен Ератостен.
справка.Ератостен притежава енциклопедични познания във всички области по това време. Той отговаряше за легендарната Александрийска библиотека, написа труда "География" и стана основоположник на географията като наука, състави първата карта на света и я покри с градусна мрежа от вертикали и хоризонтали - той изобрети координатна система. Той въвежда и наименования на линиите – паралел и меридиан.
Меридиан
В географията меридианът е половината линия на сечение от земната повърхност, начертана през всяка точка на повърхността. Всички въображаеми меридиани, които могат да бъдат безкрайно много, се свързват в полюсите - Северен и Южен. Дължината на всяка от тях е 20 004 276 метра.
Въпреки че можете да начертаете наум колкото искате меридиани, за по-лесно движение и картографиране техният брой и местоположение са регулирани от международни договори. През 1884 г. на Международната конференция по меридианите във Вашингтон беше решено основният меридиан (нула) да бъде този, който минава през Гринуич, окръг в югоизточен Лондон.
Не всички обаче веднага се съгласиха с това решение. Например в Русия, дори след 1884 г. до началото на ХХ век, нулевият меридиан се смяташе за собствен - Пулковски: той „минава“ през Кръглата зала на Пулковската обсерватория.
Начален меридиан
Основният меридиан е началната точка на географската дължина. Самият той, съответно, има нулева дължина. Така беше преди създаването на първата в света сателитна навигационна система Transit.
С появата му се налага началният меридиан да бъде леко изместен - 5,3" спрямо Гринуич. Така се появява Международният референтен меридиан, който се използва като отправна точка за географска дължина от Международната служба за въртене на Земята.
Паралелен
В географията паралелите са линии на въображаем разрез на повърхността на планетата с равнини, които са успоредни на екваториалната равнина. Паралелите, изобразени на земното кълбо, са кръгове, успоредни на екватора. Те се използват за измерване на географска ширина.
По аналогия с началния меридиан на Гринуич има и нулев паралел - това е екваторът, един от 5-те основни паралела, който разделя Земята на полукълба - южно и северно. Други основни паралели са тропиците Север и Юг, полярните кръгове - Север и Юг.
Екватор
Най-дългият паралел е екваторът - 40 075 696 m. Скоростта на въртене на нашата планета на екватора е 465 m/s - това е много повече от скоростта на звука във въздуха - 331 m/s.
Южен и северен тропик
Южният тропик, наричан още тропик на Козирога, се намира на юг от екватора и е географската ширина, над която обедното слънце е в зенита си на зимното слънцестоене.
Северният тропик, известен още като тропика на рака, се намира на север от екватора и, подобно на южния тропик, представлява географската ширина, над която обедното слънце е в зенита си в деня на лятното слънцестоене.
Арктически кръг и Антарктически кръг
Арктическият кръг е границата на района на полярния ден. На север от него, на всяко място, поне веднъж в годината слънцето се вижда над хоризонта 24 часа в денонощието или не се вижда за същото време.
Южният арктически кръг е подобен на северния кръг по всякакъв начин, само че се намира в южното полукълбо.
Градусна мрежа
Пресечните точки на меридиани и паралели образуват градусна мрежа. Меридианите и паралелите са разположени на интервали от 10° - 20°; по-малките деления, както в ъглите, се наричат минути и секунди.
Използвайки градусна решетка, ние определяме точното местоположение на географските обекти - техните географски координати, като изчисляваме дължината по меридиани и ширина по паралели.
Днес на Земята не е останала нито една област, която да не е изследвана от човека или поне посетена! Колкото повече информация се появи за повърхността на планетата, толкова по-належащ е въпросът за определяне на местоположението на този или онзи обект. Меридианите и паралелите, които са елементи от градусната мрежа, помагат да се намери географският адрес на желаната точка и улесняват процеса на ориентиране по картата.
История на картографията
Човечеството не стигна веднага до толкова прост начин за определяне на координатите на обект като изчисляване на неговата дължина и ширина. Познати на всички нас от училище, основните линии постепенно се появиха в източниците на картографски знания. По-долу е дадена информация за няколко ключови етапа в историята на формирането на такива науки като география и астрономия, които доведоха цивилизацията до създаването на модерна карта с удобна градусна мрежа.
- Един от „основателите” на естествените науки е Аристотел, който пръв доказва, че нашата планета има сферична форма.
- Древните пътешественици на Земята са били много наблюдателни и са забелязали, че в небето (според звездите) лесно може да се проследи посоката N (север) - S (юг). Тази линия стана първият „меридиан“, чийто аналог днес може да се намери на най-простата карта.
- Ератостен, който е по-известен като „бащата на географската наука“, прави много малки и големи открития, които оказват влияние върху развитието на геодезията. Той е първият, който използва скафис (древен слънчев часовник), за да изчисли височината на слънцето над територията на различни градове и забелязва значителна разлика в неговите измервания, която зависи от времето на деня и сезона. Ератостен идентифицира връзката между науки като геодезия и астрономия, като по този начин направи възможно извършването на много изследвания и измервания на земни територии с помощта на небесни тела.
Градусна мрежа
Множество меридиани и паралели, пресичащи се на карта или глобус, са свързани в географска мрежа, състояща се от „квадрати“. Всяка негова клетка е ограничена от линии, които имат собствена степен. По този начин, като използвате тази решетка, можете бързо да намерите желания обект. Структурата на много атласи е проектирана по такъв начин, че различните квадрати се разглеждат на отделни страници, което ви позволява систематично да изучавате всяка територия. С развитието на географските знания земното кълбо също се подобри. Меридианите и паралелите са налични на първите модели, които, въпреки че не съдържат цялата надеждна информация за обектите на Земята, вече дават представа за приблизителното местоположение на желаните точки. Съвременните карти имат задължителни елементи, които съставляват градусната мрежа. С него се определят координатите.
Елементи на градусната мрежа
- Северният (отгоре) и южният (отдолу) полюс са точките, в които меридианите се събират. Те са изходните точки на виртуална линия, наречена ос.
- Полярни кръгове. С тях започват границите на полярните области. Арктическите кръгове (южен и северен) се намират отвъд 23-ия паралел към полюсите.
- Той разделя повърхността на Земята на Източна и има още две имена: Гринуич и Първичен. Всички меридиани имат еднаква дължина и свързват полюсите на повърхността на глобус или карта.
- Екватор. Тя е ориентирана от W (запад) към E (изток), което разделя планетата на южното и северното полукълбо. Всички останали линии, успоредни на екватора, имат различни размери - дължината им намалява към полюсите.
- тропици. Те също са две - Козирог (Южен) и Рак са разположени на 66-ия паралел южно и северно от екватора.
Как да определим меридианите и паралелите на желаната точка?
Всеки обект на нашата планета има своя географска ширина и дължина! Дори да е много, много малък или, обратно, доста голям! Определянето на меридианите и паралелите на даден обект и намирането на координатите на точка е едно и също действие, тъй като степента на главните линии определя географския адрес на желаната територия. По-долу е даден план за действие, който може да се използва при изчисляване на координати.
Алгоритъм за адрес на обект на картата
- Проверете правилното географско име на обекта. Досадни грешки се случват поради просто невнимание, например: ученик е направил грешка в името на желаната точка и е определил грешни координати.
- Подгответе атлас, остър молив или показалка и лупа. Тези инструменти ще ви помогнат да определите по-точно адреса на желания обект.
- Изберете картата с най-голям мащаб от атласа, която показва желаната географска точка. Колкото по-малък е мащабът на картата, толкова повече грешки се появяват в изчисленията.
- Определете връзката на обекта с основните елементи на мрежата. Алгоритъмът за тази процедура е представен след точката: „Изчисляване на размера на територията“.
- Ако желаната точка не се намира директно на линията, отбелязана на картата, тогава намерете най-близките, които имат цифрово обозначение. Градусът на линиите обикновено се посочва по периметъра на картата, по-рядко - на линията на екватора.
- При определяне на координатите е важно да разберете на колко градуса са разположени паралелите и меридианите на картата и да изчислите правилно необходимите. Трябва да се помни, че елементите на градусната мрежа, с изключение на главните линии, могат да бъдат изчертани през всяка точка на земната повърхност.
Изчисляване на размера на територията
- Ако трябва да изчислите размера на обект в километри, тогава трябва да запомните, че дължината на един градус на линиите на мрежата е 111 km.
- За да се определи степента на обект от W до E (ако е изцяло разположен в едно от полукълбата: източно или западно), достатъчно е да извадите по-малката стойност от по-голямата стойност на географската ширина на една от крайните точки и умножете полученото число по 111 км.
- Ако трябва да изчислите дължината на територия от N до S (само ако цялата е разположена в едно от полукълбата: Южно или Северно), тогава трябва да извадите по-малката от по-голямата степен на дължина на едно от крайни точки, след това умножете получената сума по 111 км.
- Ако меридианът на Гринуич минава през територията на даден обект, тогава за изчисляване на дължината му от запад до изток се добавят градусите на ширината на крайните точки на дадено направление, след което тяхната сума се умножава по 111 km.
- Ако екваторът се намира на територията на определения обект, тогава, за да се определи неговата степен от N на S, е необходимо да се добавят градусите на дължината на крайните точки на тази посока и да се умножи получената сума по 111 km.
Как да определим връзката на обект с основните елементи на градусната мрежа?
- Ако даден обект се намира под екватора, тогава неговата географска ширина ще бъде само южна, ако е по-горе - северна.
- Ако желаната точка се намира вдясно от основния меридиан, тогава нейната дължина ще бъде източна, ако вляво - западна.
- Ако даден обект се намира над 66-ия градусов северен или южен паралел, тогава той влиза в съответния полярен регион.
Определяне на координатите на планините
Тъй като много планински системи имат голяма степен в различни посоки, а меридианите и паралелите, пресичащи такива обекти, имат различна степен, процесът на определяне на техния географски адрес е придружен от много въпроси. По-долу са дадени опции за изчисляване на координатите на високите територии на Евразия.
Кавказ
Най-живописните планини са разположени между две водни зони на континента: от Черно море до Каспийско море. Меридианите и паралелите имат различни степени, така че кои трябва да се считат за определящи за адреса на дадена система? В този случай се фокусираме върху най-високата точка. Тоест координатите на планинската система на Кавказ са географският адрес на връх Елбрус, който е равен на 42 градуса 30 минути северна ширина и 45 градуса източна дължина.
Хималаите
Най-високата планинска система на нашия континент са Хималаите. Меридиани и паралели, имащи различни степени, пресичат този обект толкова често, колкото и гореспоменатия. Как да определите правилно координатите на тази система? Правим същото като в случая с Уралските планини, фокусираме се върху най-високата точка на системата. Така координатите на Хималаите съвпадат с адреса на връх Комолунгма и са 29 градуса 49 минути северна ширина и 83 градуса 23 минути и 31 секунди източна дължина.
Уралски планини
Най-дългите на нашия континент са Уралските планини. Меридианите и паралелите с различна степен пресичат даден обект в различни посоки. За да определите координатите на Уралските планини, трябва да намерите техния център на картата. Тази точка ще бъде географският адрес на този обект - 60 градуса северна ширина и същата източна дължина. Този метод за определяне на координатите на планините е приемлив за системи, които имат голяма степен в една от посоките или в двете.
Магнитният меридиан е извита линия под формата на дъга, вертикално обгръщаща геомагнитната сфера на Земята, разположена по силовите линии на земното геомагнитно поле. Всички магнитни меридиани се събират в една точка на северния и южния магнитни полюси, които не съвпадат с географските полюси.
Основни понятия
Във всяка точка на планетата стрелката на компаса ще бъде разположена точно по магнитния меридиан, а не по географския, ако наблизо няма смущения или аномалии. Ъгълът, който съставлява разликата в посоката между тези меридиани, се нарича магнитна деклинация. Ще бъде различно за всяко място.
Разликата между магнитния меридиан и географския
Стрелката на компаса в работно състояние не показва точната северна посока, а само приблизителна - това понякога е много важно да се вземе предвид. Тъй като силовите полюси са отклонени от географските, посоченият от компаса меридиан се определя като магнитен, а географският като истински, за да не се объркат тези стойности.
Азимутът, намерен с компас, също ще се различава в градуси от истинския азимут, тъй като изчислението взема предвид ъгъла между позицията на стрелката и посоката към обекта. А истинският азимут е ъгълът между географския меридиан и съществуващата посока към същия обект.
Когато правите навигационни изчисления за военни или моряци, тази разлика е значителна, но и в условията на пътуване няма да е излишно да знаете как да коригирате градусите на ъгъла за истинския азимут, тоест според стойността на геомагнитната деклинация. Това е необходимо, когато азимутът на маршрута първоначално е изчислен от картата и се е оказал верен, но по пътя, при ориентиране към обект с помощта на стрелка на компаса, ще бъде изчислен геомагнитният.
Много карти показват стойността на геомагнитната деклинация за зони извън границите, но понякога не я отпечатват. След това трябва да го разберете предварително преди пътуването, като сте проучили данните в указателя и след това го поставете на карта на района, през който ще лежи пътят. Тези данни непрекъснато идват от геомагнитни обсерватории, които редовно наблюдават промените в геомагнитното поле на Земята, както и изместването на пиковете на мощността.
- Склонението може да бъде западно или източно. При източна деклинация иглата ще се отклони на изток от истинския меридиан, при западна деклинация ще се отклони на запад.
- Когато се прави корекция за източната деклинация, градусите на отклонение се изваждат от азимута, изчислен на земята с помощта на компас, за да се достигне стойността на истинския азимут, изчислен в началото на пътуването с картата. Обикновено източната деклинация се отбелязва с „-“.
- При корекция за западна деклинация се добавят градусите на отклонение и се отбелязва като такава - със знак “+”.
- По този начин маршрутът ще премине стриктно според азимута, изчислен с помощта на картата.
съвет!Ако за желаната зона стойността на деклинацията не надвишава 10º и маршрутът не е много дълъг, не е необходимо да се прави корекция на ориентацията.
Северен и южен магнитни полюси
Нашата Земя има два географски полюса, показващи двата края на оста на въртене на планетата - север и юг. Именно към тях географските меридиани се събират в една точка, рисувайки дъги върху земното кълбо или прави линии върху уголемена карта на района.
Нашата планета обаче е обвита в геомагнитно поле, чиито силови линии също имат полюси - северен и южен. Точките им постоянно се изместват спрямо географските координати, освен това през деня те описват нещо като овал.
- В момента координатите на географското положение на северния магнитен полюс са в канадската Арктика под слой лед, на северна ширина от 86º и западна дължина от 147º. От 2001 г. изместването на геомагнитния северен връх по ширина е 5º, по дължина - 37º.
- Географските координати на южния магнитен полюс се намират близо до самия край на Антарктида, на 64º южна ширина и 137º източна дължина. От 1998 г. южният връх се е изместил по ширина с части от градуса - само 11 минути, и по дължина - само с 1º.
Между другото!От гледна точка на магнитната физика, северният полюс на силата е южният полюс, тъй като южната опашка на магнетизираната стрелка на компаса се отблъсква от него. Съответно, южният полюс на мощността, според законите на физиката, е северният, тъй като, напротив, той привлича южната опашка на магнетизираната стрелка на компаса.