Ποιο είναι το γεωγραφικό μήκος;

Τα μήκη είναι γεωγραφικά σημεία κατεύθυνσης που προσδιορίζουν πόσο ανατολικά ή δυτικά είναι μια θέση στη Γη. Τα σημεία μετρώνται σε μοίρες και συμβολίζονται από το ελληνικό γράμμα λ (Spelled as lambda). Επίσης, υπάρχουν ειδικές γραμμές που διασχίζουν το Βόρειο Πόλο στον Νότιο Πόλο και συνδέουν σημεία στα ίδια μήκη. Αυτές οι γραμμές ονομάζονται μεσημβρινοί. Ο πιο ειδικός μεσημβρινός αναφέρεται ως ο πρώτος μεσημβρινός. Αυτό το συγκεκριμένο γεωγραφικό μήκος εκτείνεται μέσω του Greenwich στην Αγγλία. Διατηρεί τη θέση μήκους 0 ° (0 °). Προκειμένου να προσδιοριστεί το γεωγραφικό μήκος άλλων θέσεων στη Γη, οι θέσεις μετρούνται από τη γωνία ανατολικά ή δυτικά σε σχέση με τον κεντρικό μεσημβρινό. Ξεκινά από 0 ° στην ανατολική πλευρά έως +180 και δυτικά, ενώ η γωνία ανέρχεται στο -180. Η θέση ενός τόπου βόρεια ή νότια του Prime Meridian μετράται με γεωγραφικό πλάτος. Αυτό μπορεί να περιγραφεί ως η γωνία μεταξύ του τοπικού γεωγραφικού μήκους και του ισημερινού.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η Γη δεν είναι τέλεια σφαίρα. Εάν ήταν μια τέλεια σφαίρα, τότε το γεωγραφικό μήκος σε ένα συγκεκριμένο μέρος θα ήταν ίσο με τη γωνία μεταξύ του κατακόρυφου επιπέδου βορρά-νότου μέσω αυτού του τόπου και του επιπέδου του Μεσημβρινού Prime / Greenwich. Είναι καλό ότι η Γη δεν είναι ομοιόμορφη, η παρουσία βουνών και άλλων παρατυπιών στην επιφάνεια της Γης καθιστούν δυνατή την μετατόπιση του κατακόρυφου επιπέδου σε απόσταση από τον άξονα. Όταν συμβαίνει μια διασταύρωση μεταξύ ενός βορρά προς νότιο αεροπλάνο και του Greenwich / prime meridian, δημιουργείται μια γωνία και αυτή η γωνία σχηματίζει το ακριβές αστρονομικό μήκος. Τα μήκη που προσδιορίζονται από τους χάρτες σχηματίζονται από τη γωνία μεταξύ του μεσημβρινού που διέρχεται από το Greenwich και ενός επιπέδου που περνάει κάθετα μέσα από την καμπυλότητα που επιλέγεται ως στάθμη της γης της θάλασσας. Αυτή η μέτρηση δεν είναι πολύ ακριβής δεδομένου ότι το αεροπλάνο του Greenwich δεν περνάει από την πραγματική στάθμη της θάλασσας.

Προέλευση και Ανακάλυψη

Η ιστορία του γεωγραφικού μήκους συνέβαλε με μεγάλο μυαλό στους τομείς της αστρονομίας, της χαρτογράφησης και της πλοήγησης για πολλούς αιώνες. Αυτή η πληροφορία ήταν και εξακολουθεί να είναι σημαντική. Για παράδειγμα, στην ασφαλή σχεδίαση των ωκεανών, χρειάστηκε πολύς τρόπος για τον προσδιορισμό του γεωγραφικού μήκους και του γεωγραφικού πλάτους. Η διαδικασία εύρεσης συγκεκριμένων μέτρων χρειάστηκε αιώνες και η συμβολή πολύ μεγάλων μελετητών. Τα πρώτα έργα που καταγράφηκαν στην έρευνα για τον γεωγραφικό μήκος ήταν τον 3ο αιώνα π.Χ. από τον Εραστοσθένη. Το έργο του αργότερα χτίστηκε από έναν Ιπάρχαρχο τον 2ο αιώνα π.Χ. Ο 11ος αιώνας αποκάλυψε ένα μεγάλο μυαλό με το όνομα Al-Burini που ανακάλυψε ότι η γη περιστράφηκε στον άξονά της, μια ανακάλυψη που αποτελεί τη βάση της σύγχρονης πίστης για το πόσο μήκος και πλάτος σχετίζονται.

Αρχικές λύσεις

Στην επιδίωξη του μεγαλείου, τα έθνη έπρεπε να επενδύσουν σε εξωτερικό εμπόριο, οικισμούς και φυλάκια. Για το λόγο αυτό, η ανάγκη προσδιορισμού της θέσης των πλοίων τους στη θάλασσα χρησιμοποιώντας το γεωγραφικό μήκος τους ήταν εξαιρετικά σημαντική. Τα έθνη όπως η Γαλλία, η Ισπανία και οι Κάτω Χώρες προσέφεραν μεγάλα βραβεία για την επίλυση του προβλήματος του γεωγραφικού μήκους.

Μια από τις πρώτες λύσεις στο πρόβλημα γεωγραφικού μήκους βασίστηκε σε χρονικά κενά. Η μέθοδος αφορά τους ναύτες που καθορίζουν τον τοπικό χρόνο χρησιμοποιώντας τον ήλιο ως σημείο αναφοράς σε σχέση με την τοπική ώρα τους. Αυτή η μέθοδος επιλύει την πρόκληση των μηχανικών ρολογιών που δεν εργάζονται στη θάλασσα λόγω της υγρασίας και των κινήσεων στη θάλασσα.

Ο Κάρολος Β 'της Βρετανίας ξεκίνησε το Βασιλικό Αστεροσκοπείο το 1675 για να ανακαλύψει το γεωγραφικό μήκος των θέσεων για να βοηθήσει τους ναυτικούς. Μια μέθοδος που ονομάζεται Μέθοδος της σεληνιακής απόστασης ανακαλύφθηκε, όπου καταγράφηκε ακριβής θέση των αστεριών, τότε η κίνηση του φεγγαριού σε σχέση με τα αστέρια θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του χρόνου στο Greenwich. Η πρόκληση σε αυτή τη μέθοδο ήταν η πρόβλεψη των κινήσεων του φεγγαριού και η έλλειψη διαθέσιμων ακριβών οργάνων για την παρατήρηση.

Ο νόμος 1714 για το μήκος

Το έτος 1714 ήταν ένα σπουδαίο έτος για την έρευνα γεωγραφικού μήκους. Η βρετανική κυβέρνηση προσέφερε ένα βραβείο £ 20, 000 για λύση στο ερώτημα γεωγραφικού μήκους με προσέγγιση μισού βαθμού, που ισοδυναμεί με 2 λεπτά. Ως κίνητρο δημιουργήθηκαν ταυτόχρονα δύο λύσεις. Ένας κατασκευαστής ρολογιών με το όνομα John Harrison έκανε την πρώτη σχετική συμβολή με τη δημιουργία του Marine Timekeeper H4. Αυτό το όργανο μετονομάστηκε αργότερα στο θαλάσσιο χρονόμετρο. Οι άλλοι συνεισφέροντες περιλαμβάνουν τον John Hadley και τον γερμανό αστρονόμο Tobias Mayer, ο οποίος τελειοποίησε τους παλαιότερους αστρονομικούς καταλόγους και τα όργανα που θα χρησιμοποιηθούν στη μέθοδο Lunar Distance. Ο αστρονόμος Royal Nevil Maskelyne έκανε αξιόλογες συνεισφορές μέσω των προσπαθειών του για το Αλμανάκ της Nautica και το Διοικητικό Συμβούλιο του μήκους. Το Βασιλικό Παρατηρητήριο παραμένει σημείο δοκιμής για τους ναυτικούς και τους αστρονομικούς παρατηρητές. Αυτές οι προσπάθειες συνέβαλαν ιδιαίτερα στο Γκρήνουιτς να γίνει ο ανατολικός πρωταρχικός μεσημβρινός.

Υπολογισμοί γεωγραφικού μήκους

Το γεωγραφικό μήκος δηλώνεται με γωνιακή μέτρηση που αρχίζει από 0 ° έως + 180 ° ανατολικά και -180 ° δυτικά. Η Λάμδα (λ) έχει χρησιμοποιηθεί για να υποδηλώσει θέσεις που βρίσκονται ανατολικά ή δυτικά του πρώτου Μεσημβρινού. Κάθε βαθμός διαχωρισμού χωρίζεται από 60 λεπτά και ένα λεπτό με τη σειρά του χωρίζεται σε 60 δευτερόλεπτα. Για λόγους ακρίβειας, τα δευτερόλεπτα συλλαμβάνονται με δεκαδικά σημεία ως τέτοια 23 ° 27, 5 'Ε. Αυτή η θέση μπορεί επίσης να γραφτεί ως δεκαδικό κλάσμα ως τέτοιο 23, 45833 ° Ε. Το γωνιακό τμήμα μπορεί επίσης να μεταφερθεί ως ακτίνια που χρησιμοποιούνται σε υπολογισμούς όπως ένα υπογεγραμμένο κλάσμα π (pi) ή ένα μη υπογεγραμμένο κλάσμα 2 π. Κατά τη διάρκεια των υπολογισμών, το δυτικό / ανατολικό κατάλημα πέφτει για να αντικατασταθεί από το αρνητικό σύμβολο (-) δυτικά του πρώτου μεσημβρινού, ενώ το θετικό πρόσημο (+) χρησιμοποιείται για να δηλώσει τα σημεία ανατολικά του πρώτου μεσημβρινού. Μια διασταύρωση συγκεκριμένου γεωγραφικού μήκους και συγκεκριμένου γεωγραφικού πλάτους χρησιμοποιείται στη συνέχεια για να υπολογίσει τη θέση ενός τόπου στη Γη.

Για να προσδιορίσετε το γεωγραφικό μήκος ενός τόπου, υπολογίζεται η χρονική διαφορά μεταξύ αυτού του τόπου και του Universal Time Coordinated Time (UTC). Ταχύτητα μετακίνησης του ήλιου στον ουρανό = αριθμός βαθμών σε έναν κύκλο / αριθμός ωρών σε μια μέρα = 360 ° ÷ 24 ώρες = 15 ° ανά ώρα. Επομένως, για ένα άτομο 4 ώρες μπροστά από το UTC, το άτομο αυτό είναι κοντά σε 60 ° γεωγραφικό μήκος (4 ώρες × 15 ° ανά ώρα = 60 °). Για να είμαστε ακριβείς σε αυτόν τον υπολογισμό, πρέπει να έχουμε ένα χρονόμετρο σταθερό στην UTC και επίσης να είμαστε σε θέση να προσδιορίσουμε την τοπική ώρα ενός τόπου χρησιμοποιώντας αστρονομικές παρατηρήσεις ή ηλιακά μέσα.

Μοναδικότητα και ασυνέχεια του γεωγραφικού μήκους

Στα μαθηματικά η ιδιαιτερότητα μπορεί να οριστεί ως ένα σημείο στο οποίο μια μαθηματική οντότητα δεν μπορεί να οριστεί ή αποτυγχάνει να συμπεριφερθεί με έναν συγκεκριμένο κανονικοποιημένο τρόπο τέτοιων οντοτήτων, ενώ η ασυνέχεια ορίζεται ως η έλλειψη συνέχισης μιας λειτουργίας σε ένα σημείο στο πεδίο της. Κατά τη διάρκεια των υπολογισμών είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ότι το γεωγραφικό μήκος είναι μοναδικό στους πόλους, οπότε οι υπολογισμοί μπορεί να μην είναι πολύ ακριβείς σε τέτοια σημεία. Το σημείο ± 180 ° Meridian αντιπροσωπεύει μια μορφή ασυνέχειας που πρέπει να αντιμετωπιστεί προσεκτικά. Για να προβλέψουμε και να αποφύγουμε σφάλματα στους υπολογισμούς, ο γεωγραφικός μήκος και το γεωγραφικό πλάτος θα μπορούσαν να αντικατασταθούν από την οριζόντια αναπαράσταση θέσης κατά τη διάρκεια των υπολογισμών.

Επίδραση των τεκτονικών πλακών στο Latitude

Οι τεκτονικές πλάκες κινούνται συνεχώς με ταχύτητα 50-100mm ανά έτος. Αυτό σημαίνει ότι διαφορετικά μέρη στη Γη μετακινούνται πάντα σε σχέση με το ένα το άλλο. Αυτές οι κινήσεις αυξάνουν τις διαμήκεις αποστάσεις μεταξύ δύο σημείων σε οποιοδήποτε συγκεκριμένο σημείο. Για παράδειγμα, η διαφορά μεταξύ της Ουγκάντα ​​στην αφρικανική πλάκα και τον Εκουαδόρ στη νοτιοαμερικανική πλάκα αυξάνεται κατά περίπου 0, 0014 δευτερόλεπτα δευτερόλεπτα ετησίως. Για να μειωθεί η μεταβολή του γεωγραφικού μήκους ή του γεωγραφικού πλάτους μεταξύ της θέσης στην ίδια πλάκα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα πλαίσιο αναφοράς όπου τα σημεία / συντεταγμένες είναι στερεωμένα σε μία μοναδική πλάκα όπως η NAD83 για τη Βόρεια Αμερική.

Μήκος ενός μήκους μήκους

Το μήκος σε μίλια ή οποιαδήποτε άλλη μέτρηση ενός βαθμού μεταξύ των γεωγραφικών μήκους εξαρτάται αποκλειστικά από την ακτίνα του κύκλου γεωγραφικού πλάτους. Δεδομένου ότι οι βαθμοί γεωγραφικού πλάτους είναι παράλληλοι, θα διαπιστώσετε ότι η απόσταση μεταξύ κάθε βαθμού γεωγραφικού πλάτους θα παραμείνει σχεδόν σταθερή. Από την άλλη πλευρά, δεδομένου ότι οι βαθμοί των γεωγραφικών διαστάσεων είναι ευρύτερα πιο κοντά στον ισημερινό και πιο κοντά στους πόλους, η απόσταση μεταξύ δύο διαμήκων σημείων ποικίλλει σημαντικά. Ο κατά προσέγγιση εύρος γεωγραφικών αποστάσεων είναι 69 μίλια μακριά, αλλά ο αριθμός αυτός κυμαίνεται από 68.703 μίλια κοντά στον ισημερινό σε περίπου 69.407 κοντά στους πόλους. Ένας βαθμός γεωγραφικού μήκους έχει καταγραφεί ως ο υψηλότερος στον ισημερινό στα 69, 172 μίλια στον ισημερινό. Αυτός ο αριθμός μειώνεται βαθμιαία σε 0 στους πόλους καθώς τα μήκη συγχωνεύονται σε ένα.

Συνιστάται

Ποιες χώρες υπήρξαν στη Σελήνη;
2019
Τι αντιπροσωπεύουν τα ολυμπιακά δαχτυλίδια;
2019
Χώρες με τους περισσότερους επιχειρησιακούς δορυφόρους στην τροχιά
2019