Градусная сеть, ее элементы. Географические координаты — Гипермаркет знаний
Сегодня на Земле не осталось ни одного участка, который бы не изучил человек или хотя бы не посетил! Чем больше информации появлялось о поверхности планеты, тем актуальнее вставал вопрос об определении местонахождения того или иного объекта. Меридианы и параллели, которые являются элементами градусной сетки, помогают находить географический адрес искомой точки и облегчают процесс ориентирования по карте.
История картографии
Человечество не сразу пришло к такому простому способу определения координат объекта, как вычисление его долготы и широты. Знакомые всем нам со школы, основные линии постепенно появлялись в источниках картографических знаний. Ниже располагается информация о нескольких ключевых этапах в истории становления таких наук, как география и астрономия, которые привели цивилизацию к созданию современной карты с удобной градусной сеткой.
- Одним из «родоначальников» естественных наук считается - Аристотель, который первым доказал, что наша планета имеет шарообразную форму.
- Древние путешественники Земли были очень наблюдательными, и они заметили, что на небе (по звёздам), легко прослеживается направление С (север) - Ю (юг). Вот эта линия и стала первым «меридианом», аналог которой сегодня можно найти на самой простой карте.
- Эратосфен, который больше известен как «отец науки географии», сделал очень много маленьких и больших открытий, которые повлияли на становление геодезии. Он первым использовал скафис (древние солнечные часы) для вычисления высоты солнца над территорией разных городов и заметил существенную разницу в своих замерах, которые зависели от времени суток и сезона. Эратосфен выявил связь между такими науками, как геодезия и астрономия, тем самым сделав возможным проведение многих исследований и замеров земных территорий при помощи небесных тел.
Градусная сетка
Многочисленные меридианы и параллели, пересекаясь на карте или глобусе, соединяются в географическую сетку, состоящую из «квадратов». Каждая её клетка ограничена линиями, которые имеют свой градус. Таким образом, при помощи этой сетки можно быстро найти искомый объект. Структура многих атласов построена так, что на отдельных страницах рассматриваются разные квадраты, что позволяет системно изучать любую территорию. С развитием географических знаний совершенствовался и глобус. Меридианы и параллели имеются на самых первых моделях, которые пусть и не содержали всей достоверной информации об объектах Земли, но уже давали представление о приблизительном местонахождении искомых точек. Современные карты имеют обязательные элементы, из которых состоит градусная сетка. При помощи нее определяются координаты.
Элементы градусной сетки
- Полюса - Северный (вверху) и Южный (внизу), являются точками, в которых сходятся меридианы. Они являются местами выхода виртуальной линии, которая называется осью.
- Полярные круги. С них начинаются границы заполярных областей. Полярные круги (Южный и Северный) расположены дальше 23 параллелей по направлению к полюсам.
- Он делит поверхность Земли на Восточное и и имеет ещё два названия: Гринвичский и Начальный. Все меридианы имеют одинаковую длину и на поверхности глобуса или карты соединяют полюса.
- Экватор. Он является сориентированной с З (запада) на В (восток), которая разделяет планету на Южное и Северное полушария. Все остальные линии, параллельные экватору, имеют разные размеры - их длина уменьшается к полюсам.
- Тропики. Их тоже два - Козерога (Южный) и Рака находятся на 66-й параллели к югу и северу от экватора.
Как определить меридианы и параллели искомой точки?
Любой объект на нашей планете имеет свою широту и долготу! Даже если он очень-очень маленький или, наоборот, довольно большой! Определять меридианы и параллели объекта и находить координаты точки - одно и то же действие, так как именно градус основных линий определяет географический адрес искомой территории. Ниже предлагается план действий, которым можно воспользоваться при вычислении координат.
Алгоритм адреса объекта на карте
- Уточните правильность географического названия объекта. Досадные ошибки случаются из-за банальной невнимательности, например: ученик ошибся в названии искомой точки и определил не те координаты.
- Приготовьте атлас, острый карандаш или указку и увеличительное стекло. Эти инструменты помогут более точно определить адрес искомого объекта.
- Выберите самую крупномасштабную карту из атласа, на которой нанесена нужная географическая точка. Чем мельче масштаб карты, тем больше погрешностей возникает при вычислениях.
- Определите отношение объекта к основным элементам сетки. Алгоритм данной процедуры, представлен после пункта: «Вычисление размеров территории».
- Если искомая точка не находится непосредственно на обозначенной на карте линии, то найдите ближайшие, которые имеют цифровое обозначение. Градус линий, обычно, указывается по периметру карты, реже - на линии экватора.
- При определении координат важно выяснить, через какое количество градусов расположены параллели и меридианы на карте и правильно вычислить искомые. Необходимо помнить, что элементы градусной сетки, кроме основных линий, можно провести через любую точку поверхности Земли.
Вычисление размеров территории
- Если необходимо вычислить размеры объекта в километрах, то необходимо вспомнить, что длина одного градуса линий сетки равняется - 111 км.
- Для определения протяжённости объекта с W на E (в случае если он полностью располагается в одном из полушарий: Восточном или Западном) достаточно из большего значения широты одной из крайних точек, вычесть меньшее и умножить полученное число на 111 км.
- Если нужно вычислить длину территории с N на S (только в том случае, если она вся расположена в одном из полушарий: Южном или Северном), то необходимо от большего градуса долготы одной из крайних точек, вычесть меньший, затем умножить полученную сумму на 111 км.
- Если по территории объекта проходит Гринвичский меридиан, то для вычисления его длины с W на E градусы широт крайних точек данного направления складываются, затем их сумма умножается на 111 км.
- Если на территории определяемого объекта находится экватор, то для определения её протяжённости с N на S необходимо сложить градусы долготы крайних точек этого направления, а полученную сумму умножить на 111 км.
Как определять отношение объекта к основным элементам градусной сетки?
- Если объект находится ниже экватора, то его широта будет только южной, если выше - северной.
- Если искомая точка расположена правее начального меридиана, то её долгота будет восточной, если левее - западной.
- Если объект находится выше 66-го градуса северной или южной параллели, то он входит в соответствующую полярную область.
Определение координат гор
Так как многие горные системы имеют большую протяжённость в разных направлениях, а меридианы и параллели, пересекающие такие объекты, имеют различные градусные величины, то процесс определения их географического адреса сопровождается многими вопросами. Ниже предлагаются варианты вычисления координат высоких территорий Евразии.
Кавказ
Самые живописные горы расположены между двумя водными акваториями материка: от моря Чёрного до Каспия. Меридианы и параллели имеют разные градусы, так какие же считать определяющими для адреса данной системы? В данном случае ориентируемся на самую высшую точку. То есть координаты горной системы Кавказ - это географический адрес пика Эльбрус, который равен - 42 градусам 30 минутам северной широты и 45 градусам восточной долготы.
Гималаи
Самая высокая система гор на нашем материке - Гималаи. Меридианы и параллели, имеющие различную градусную величину, пересекают этот объект так же часто, как и вышеназванный. Как правильно определить координаты этой системы? Поступаем так же, как и в случае с Уральскими горами, ориентируемся на высшую точку системы. Таким образом, координаты Гималаев совпадают с адресом пика Джомолунгма, и это - 29 градусов 49 минут северной широты и 83 градуса 23 минуты и 31 секунда восточной долготы.
Уральские горы
Самые протяжённые на нашем материке - Уральские горы. Меридианы и параллели, имеющие различные градусные величины, пересекают данный объект в различных направлениях. Для определения координат Уральских гор необходимо найти их центр на карте. Эта точка и будет являться географическим адресом данного объекта - 60 градусов северной широты и столько же восточной долготы. Подобный способ определения координат гор является приемлемым для систем, имеющих большую протяжённость в одном из направлений или в обоих.
В виде каких линий проведены меридианы и параллели на глобусе?
1. Линии меридианов и параллелей на различных картах.
На карте мира, составленной путем совмещения полосок глобуса вдоль экватора, меридианы представляют собой равные по размеру прямые линии. Параллели, проведенные перпендикулярно к ним, тоже прямые линии. Их длина от экватора к полюсам не укорачивается, как на глобусе, а остается одинаковой. (О чем это говорит?)
Экватор и средний меридиан каждого полушария на карте полушарий изображены прямыми линиями. Другие меридианы и параллели - кривые линии разной длины. От среднего меридиана к краям длина меридианов увеличивается. (О чем это говорит?)
На карте Казахстана параллели изображены в виде дуг окружностей. Меридианы представлены приближающимися к верхней части карты прямыми линиями.
У рамки карты обозначена долгота и широта. На карте полушарий долгота показана в точках пересечения меридианов с экватором.
Меридианы и параллели на глобусе и картах проводят через одинаковое число градусов (определите, через сколько градусов они показаны на глобусе, карте полушарий и карте Казахстана). Поэтому сетки, образованные от изменения линий меридианов и параллелей, называют градусными сетками.
2. С помощью линий меридианов и параллелей очень легко определить на карте географические координаты. Для этого сначала нужно выяснить, между какими параллелями широты и меридианами долготы располагается искомая точка. Например, точка находится между 40° и 45° северной широты, 70° и 75° восточной долготы (рис. 32). Чтобы точнее определить широту на карте, с помощью линейки измеряем расстояние (АВ) между двумя параллелями, а также расстояние между нижней параллелью и точкой Н (АН). На карте отрезок АВ равен 5°.
Рис. 32. Определение точки координат.
К расстоянию АН
в градусах прибавляем 40°. Если вместо АН
мы измерили бы ВН и это расстояние в градусах отнимем от 45°, то все равно получится один и тот же результат.
Долготу на карте определяют этим же методом. Измеряют отрезки СД и СН линейкой.
К полученной величине в градусах прибавим 70° и получим долготу точки Н. Так же, как и при определении линии широты, вместо отрезка СН можно измерить отрезок ДН. Затем от 75° отнимаем полученную величину.
Рис. 33. Части градусных сеток на различных картах.
1. По рисунку 33 определите, к каким картам относится каждая градусная сетка?
2. Найдите на карте полушарий точку, обозначающуюся только одной из координат.
3. По карте Казахстана определите приблизительно географические координаты вашей местности.
Работа с текстоми работа с атласом стр.22.
Учащиеся разделяются на группы и отвечают на вопросы.
– Что такое меридианы?
– Как они выглядят и почему они так называются.
– Протяженность меридианов.
– Что такое параллели?
– Почему они так называются, как они выглядят.
– протяженность параллелей.
Учитель: Ребята, что вы узнали о параллелях?
Ответ учащихся.
Параллелями называют линии, условно проведенные по поверхности земли параллельно экватору. Вспоминаем что такое экватор? Показывают на карте и на глобусе. В каждой точке параллель направлена на восток и на запад. Параллели – окружности, длина которых уменьшается от экватора к полюсам. Вспоминают, что такое полюс? Самая длинная параллель – это экватор. Длина его 40 000 км. Все параллели представляют собой окружности, длина которых уменьшается от экватора к полюсам. На карте полушарий параллели кривые линии (дуги), а экватор прямая линия.
Меридианы. В переводе на русский язык слово «Меридиан» означает «полуденная линия». Её направление совпадает с направлением тени от предметов в полдень. Если идти все время по направлению этой тени. То обязательно придешь к северному полюсу, а в обратную сторону – к Южному.
Меридианы – кратчайшие линии, условно проведённые на поверхности земли от одного географического полюса к другому. Все меридианы представляют собой полуокружности, сходятся у полюсов и имеют одинаковую длину. На физической карте полушарий срединный меридиан прямая линия, а остальные дуги.
Учитель: Параллели и меридианы проведены через определённое количество градусов.
Работа с картами и атласами.
Учитель: Экватор найдите на физической карте и на глобусе. На контурной карте обозначьте экватор. Он разделяет земной шар на два полушария (Северное и Южное). Отсчёт параллелей ведётся от экватора. Параллели 10, 20, … 80 градусов Северного или же Южного полушария.
Обозначьте параллель 10 градусов Северного полушария и 20 градусов южного полушария.
Параллели подписаны по кругу на карте полушарий и на меридиане (нулевом) на глобусе.
Учитель: По договорённости между странами начальным меридианом считается меридиан, проходящий через Гринвичскую обсерваторию в пригороде Лондона. Поэтому этот меридиан ещё называют Гринвичским. На карте его показывают более жирной, чем остальные меридианы, линией.
Выделите на карте нулевой меридиан. Он разделяет земной шар на два полушария (Западное и Восточное). Меридианы подписаны на экваторе.
Выполняем задание 43 стр. 36.
Учитель: Для чего же нужны параллели и меридианы?
Учащиеся: Для ориентирования, определять и указывать место различных географических объектов на поверхности Земли.
Учитель: Правильно. Древнегреческий ученый Эратосфен, живший в 276 -194 гг. до н. э., впервые предложил наносить на изображения земной поверхности условные линии – параллели и меридианы.
Определение направлений по меридианам и параллелям.
Учитель: Что нам известно. Какие направления показывают условные линии.
Учащиеся: Параллели – запад, восток.
Меридианы – север, юг.
Учитель: В каждой точке параллель перпендикулярна меридиану. Поэтому, если вы станете на местности лицом к северу, в направлении меридиана, разведете в стороны руки, то они укажут направление параллелей, т.е. запад – восток.
По меридианам и параллелям определяются основные и промежуточные стороны горизонта.
- В каком направлении от Санкт – Петербурга находится Каир?
- В каком направлении от Санкт –Петербурга находится Москва?
- В каком направлении от Москвы находится Красное море.
С помощью условных линий можно определить не только направления, но и указать положение частей территорий, объектов. Чтобы определить, например, северную и южную части Австралии, надо положить на карту указку вдоль параллели, проходящей примерно посредине материка. К северу от указки будет северная часть, а к югу – южная. Как вы определите западную и восточную части Австралии.
Сегодня у нас сильно сменились ассоциации, связанные с путешествиями. "Непутёвые заметки", "Орёл и решка" на фоне дешевизны All Inclusive по сравнению с совковым сделали своё дело. Кто-нибудь нынче помнит про "параллели, меридианы"? Ну хотя бы песню, а?
Ладно, напомним. Только города и страны мелькать не будут - как ни удивительно, но параллели с меридианами и рядом с нами проходят:)
Вы еще не догадались, о чём пойдёт речь? ;)
Тогда начнём издалека.
В детстве у меня на столе глобус стоял. Как Жюля Верна без глобуса читать?!
А сейчас купить это изобретение рука не поднимается - бо предмет роскоши. Да и как бы неактуально в век гуглокарт и яндексспутника.
Но я не про глобус. Путешествие в поисках капитана Гранта сделало воображаемые линии на глобусе реальными, почти осязаемыми. Пристрастие человека к воображаемым линиям вполне объяснимо, потому что они символизируют собою неуловимую тайну Бытия. Опять же пиратские карты, клады и приключения. Все тридцать три удовольствия. Один только силуэт штурвала или звон корабельного колокола уже запускают воображение и заставляют биться наши сердца! Это вам не букинг с выбором между BB, HB и AI.
Но Карибское море слишком далеко, пираты слишком давно, а всё это, соединённое вместе кинобизнесом, превращается в фэнтези, убивая вполне реальную романтику дальних странствий. И если вас спросить, на какой параллели стоят Чебоксары, кое-кто удивится: "А что, разве и у нас параллели бывают?"
А когда узнают, что 56-я параллель проходит чуть южнее, разочарованно скажут: "А-а, ну я так и думал, где уж нам...".
Ну вот тут она, 56-я параллель, тут, посмотрите. Именно 56° северной широты (мы же привыкли к целым значениям, но природе до них нет никакого дела, как и градостроителям!):
Панорама из точки DCP 56°N 47°E (кликните для просмотра в полном размере)
Есть же люди, у которых шило всё-таки действует, и даже чересчур - и они выдумывают "домашние" параллели с меридианами (известна кое-кому как сетка Хартмана), которые проходят через каждые два метра, и даже учат правильно располагать кровать, чтобы не попадать на узлы. Чтобы найти эти линии и узлы, нужен экстрасенс. Но это не страшно, это даже я могу, и даже без рамки:). Да и каждый сможет, если постараться.
Только вот какой казус: расстояние между линиями принято брать везде одинаковое. Ни разу не слышал, чтобы сетка Хартмана а Мурманске отличалась от сетки, к примеру, в Одессе! ;) Видимо, экстрасенсы, даже дипломированные, далеко не всегда вспоминают об особенностях геометрии сферы. Между тем квадратную сетку фиг натянешь на глобус!
Но оставим глюки экстрасенсов в стороне и вернёмся к географии.
С экватором и со всеми меридианами проще: один градус при движении по ним везде одинаков и составляет примерно 40000/360=111 км. А одна минута дуги, соответственно, в 60 раз меньше: 1,852 км.
Кстати, кто знает, что это за число такое? Друзья мои, это - морская миля! Слыхали про такую единицу расстояния?
Значит, с широтой всё ясно. Чтобы попасть на один градус севернее или южнее, надо пройти 111 км.
А сколько от одного меридиана до другого? На экваторе - те же 111 км. А на полюсе, очевидно, ноль! Потому что там все меридианы сходятся. И можно совершить "кругосветное путешествие" вокруг полюса, при этом в несколько шагов пересечь все часовые пояса!
На нашей широте от одного меридиана до другого - всего 62 с хвостиком километра.
Поэтому таинственные точки пересечения параллелей и меридианов не так уж далеко от нас находятся.
И называются эти узлы красиво: конфлюентные точки.
Сразу возникает желание найти их и посетить. Зачем, спросите? Ну, вы не оригинальны. Высоцкий уже успел поинтересоваться до вас:
Я спросил тебя: "Зачем идёте в гору вы? -
А ты к вершине шла, а ты рвалася в бой. -
Ведь Эльбрус и с самолёта видно здорово..."
Рассмеялась ты - и взяла с собой.
Поехали и мы. Волею странных людей, готовых путешествовать по виртуальным линиям и их пересечениям, и родился международный проект Degree Confluence Project :
Кратко я уже писал про те точки, которые находятся на территории Чувашии (их всего три), в .
Одну из них я посетил, как только приобрёл коммуникатор с GPS. Эта ближайшая к нам точка с координатами 57°N 47°E находится недалеко от с.Ишлеи, на другом берегу от д.Хачики. Можно на машине подъехать близко к точке как через Ишлеи, так и через Хачики:
Панорама с точки приведена выше, а посещение точки описано на сайте DCP .
Видим, что на территории России ещё много белых пятен (непосещённых пользователями DCP точек). Это не значит, что там никто никогда не был, это всего лишь означает, что никто, даже если и знал координаты, не удосужился рассказать об этом на проекте DCP:)
Как ни удивительно, львиную долю точек в европейской части России "открыл" один и тот же путешественник - Владимир Чернорутский. На сегодня у него 131 посещённая точка в 5 странах !
А надо сказать, что точки могут оказываться в самых глухих и недоступных местах - тайга, болота, а то и посередине озера или реки. В последнем случае энтузиасты специально берут с собой надувную лодку и подбираются в нужное место уже по воде! Ближайшая водная точка находится на Волге около Звенигово:
Во время поиска первой своей конфлюентной точки я ничего не знал о проекте Degree Confluence Project, а прочитанную о нём заметку на Хабре благополучно забыл. Но после посещения вспомнил, и легко нашёл соответствующий сайт. Оказалось, что на этой точке я был всего лишь третьим посетителем.
Но, к моему великому удивлению, на карте России я обнаружил до сих пор неоткрытую точку N57° E47° в Кировской области, всего в 180 км от моего дома! Ну, семь вёрст не крюк, как говорится.
Так же, как и , мне чрезвычайно повезло. Я успел стать первооткрывателем точки , опередив конкурента буквально на три дня!
Собирался долго, чуть не опоздал. Выбрал относительно свободный день, и проехал по маршруту Чебоксары – Йошкар-Ола – Санчурск и ещё 16 км, через деревню с красивым названием Сметанино (почти что в гости к дяде Федору с Матроскиным;)). К сожалению, последние 35 км пути (до и после Санчурска) оказались настоящим внедорожным ралли, подходящим разве что для любителей 4x4, поскольку от дороги здесь остались одни воспоминания и асфальтовые ямы. Этот отрезок пути занял почти два часа! К счастью, сейчас дорогу там отремонтировали, так что можно ехать без опасения:
Машину пришлось оставить в ближайшей точке дороги и идти пешком около двух километров по заболоченному, заброшенному полю к виднеющемуся на горизонте лесу, где и располагается точка пересечения:
Сама точка располагается в лесу, к счастью, не очень далеко:
Не забудьте противомоскитное снаряжение, если захотите посетить эту точку летом! Я так и не смог снять запланированную панораму; руки и лицо были черны под слоем комаров и слепней. А вот и точка. На снимке в начале поста вы видите комара, так и лезущего в объектив, и коммуникатор, забрызганный свежей кровью. Такие дела! Но добрались:
Вот такие географические путешествия, вот такие открытия. Казалось бы, что интересного? Тайга, слепни - романтика! :)
Больше неоткрытых точек рядом не осталось, кроме как в дебрях Кировской области и не ближе 300-400 км.
Но необязательно лезть в тайгу за тридевять земель.
Можно бы и туризм в ближайшие точки организовать, чем не повод? Пора романтику-то возрождать!
Кстати, один мой коллега из Тольятти ещё до эпохи GPS тщательно изучал карты и выяснил, что середина Волги находится около Чебоксар!
Ау, городские власти! Вместо того, чтобы сооружать пафосные монументы с раскинутыми руками и отмечать для туристов "нулевую милю" на Красной площади, лучше бы отметили середину Волги. А то рассказываешь, откуда ты, и приходится уточнять, что Чебоксары - это не там, где чебуреки и Чебурашка, а между Горьким и Казанью. Но теперь можно заявлять гордо: точно в центре Волги!
Большие и малые путешествия (см.
«И мелькают города и страны, параллели, меридианы» – поется в песне под названием «Глобус». Но если обозначенные на глобусе города и страны существуют в реальности, то параллели и меридианы – суть объекты воображаемые, нанесенные на глобус или карту исключительно для удобства чтения и ориентирования.
Лучший помощник в ориентировании – это система координат, у которой обязательно должна быть точка отсчета. У Земли (впрочем, такой же принцип можно применить и к любой другой планете или ее спутнику – было бы, для чего) такую воображаемую «нулевую точку» определили с помощью полюсов – точек, через которые проходит ось ее вращения. Северный полюс – объект скорее математический, он находится в Северном Ледовитом океане, а вот Южный полюс – вполне реальная точка на суше, на материке под названием Антарктида, туда можно добраться, там можно сфотографироваться – если не боитесь замерзнуть, конечно…
Так вот, на равном расстоянии от этих самых полюсов, посередине между ними, находится воображаемый «пояс» Земли, делящий планету пополам, на Северное и Южное полушария. Большинство материков находится в каком-то одном из них, и одна только Африка – в обоих. Так вот, экватор – это и есть «точка отсчета», которая считается нулевой широтой. Воображаемые линии, проведенные на карте и глобусе параллельно экватору, называются параллелями.
Широта измеряется в градусах, 1 градус – примерно 111 км. Считают ее от экватора (чем дальше от него, тем больше число: экватор – 0 градусов, полюса – 90 градусов). К северу от экватора отсчитываются градусы северной широты, к югу – восточной долготы. Есть и еще один способ обозначения: к югу от экватора широта записывается со знаком минус (это можно понять: те, кто создавал географическую науку, жили в Северном полушарии, а своя рубашка, как известно, ближе к телу).
Все это, конечно, замечательно, но…
Вспомним роман Ж.Верна «Дети капитана Гранта». Героям, отправившимся на помощь капитану Гранту и его спутникам, выжившим после кораблекрушения, было известно, что место их нахождения – тридцать семь градусов одиннадцать минут южной широты. Чтобы найти их, героям пришлось совершить кругосветное путешествие по этой параллели.
Во избежание таких сложностей существует вторая координата – долгота, а на карте ее обозначают меридианы – линии, соединяющие полюса.
Если бы мы захотели выбрать параллель для самого продолжительного кругосветного путешествия, это был бы, несомненно, экватор. А вот выбрать для такого дела меридиан не получится – они примерно одинаковы, так что выбрать среди них точку отсчета не так-то просто, поэтому долгое время в этом плане был разнобой: во Франции за точку отсчета принимали Парижский меридиан, в России – проходящий через Пулковскую обсерваторию и т.д. Наконец, в 1884 г. на Международной конференции в Вашингтоне приняли единую точку отсчета – меридиан, проходящий через ось пассажного инструмента обсерватории в Гринвиче – административном округе Лондона на правом берегу Темзы. Именно от Гринвичского меридиана считают западную и восточную долготу (героям упомянутого романа не повезло: долготу в записке смыло водой).
Количество километров в одном градусе долготы назвать сложнее, чем применительно к широте: оно неодинаково на разных широтах – на экваторе тоже 11 км, а чем ближе к полюсам – тем меньше).