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.

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.

1. В каком направлении от Санкт – Петербурга находится Каир?
2. В каком направлении от Санкт –Петербурга находится Москва?
3. 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.

Глобус - это модель земного шара . На нём хорошо видно, как расположены океаны, материки и другие географические объекты. На глобусе во всех направлениях сохраняется один и тот же масштаб, и поэтому изображение получается точнее, чем на карте.

На глобусе или карте обязательно указывается масштаб. Он показывает степень уменьшения размеров объектов и расстояний между ними по сравнению с истинными размерами и расстояниями на местности. Например, масштаб 1: 50 000 000 (одна пятидесятимиллионная) означает, что уменьшение составляет 50 миллионов раз, то есть 1 см на глобусе или карте соответствует 500 км на местности.

Но у глобусов есть крупный недостаток: они всегда имеют мелкий масштаб. Если бы мы захотели сделать глобус такого же масштаба, как физическая карта (1: 5000 000, то есть в 1 см - 50 км), то диаметр его был бы равен почти 2,5 м. Пользоваться таким глобусом неудобно.

1. Современный глобус. 2. Примеры масштабов. 3. Поверхность глобуса, разрезанная на полосы по меридианам: на карте, составленной таким образом, неизбежны искажения.

Расстояния на глобусе определяют с помощью гибкой линейки, полоски бумаги или нитки.

На обычных школьных глобусах нельзя изобразить мелкие подробности в очертаниях материков, в строении речной сети, горных хребтов и т. п. Многие государства (например, Дания, Бельгия, Португалия) изображаются такими малыми фигурами, что на них едва хватает места для одного кружка - условного знака столицы. Поэтому создаются географические карты, на которых в масштабе более крупном, чем на глобусе, изображается часть земной поверхности.

Если посмотреть на глобус, то можно увидеть на нём множество тонких линий. Одни проходят сверху вниз от Северного полюса к Южному и называются меридианами. На глобусе и картах они указывают направление на север и юг. Другие линии, перпендикулярные меридианам, как бы опоясывают земной шар. Это параллели. На картах и глобусе по ним определяют направление на запад и восток. Параллели не равны между собой по длине. Самая длинная параллель - экватор, самые короткие расположены вблизи полюсов.

1-2. Меридианы и параллели - условные линии на глобусе и карте. 3. Градусная сеть. 4. Определение направлений «север - юг» по меридиану. 5. Определение направлений «запад - восток» по параллели.

И параллели, и меридианы - это условные линии. Они нужны для того, чтобы определять местоположение географических объектов по географическим координатам.

Вопросы и задания

1. Что такое глобус?
2. Чем он отличается от карты? Найдите в тексте параграфа ответ на вопрос: каково главное преимущество глобуса по сравнению с географической картой?
3. С какой целью на глобусе и карте указывают масштаб?
4. Для чего нужны параллели и меридианы?
5. Объясните географическое значение слова «ориентироваться».
6. Вы никогда не задумывались над тем, какой географический объект находится в другом полушарии на месте, диаметрально противоположном тому, где находится ваш город? Найдите его на глобусе и опишите по плану:
   1. что он из себя представляет;
   2. как называется;
   3. где находится: в каких климатических и часовых поясах расположен, какие географические объекты есть по соседству.
7. Найдите место пересечения экватора и нулевого меридиана.
8. Выберите из списка характерные черты параллелей:
   1. имеют форму окружности;
   2. проведены от полюса к полюсу;
   3. по ним определяют направление «запад - восток»;
   4. все одинаковой длины.

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.

НОВОЕ НА САЙТЕ: "

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°.

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.