Географічні координати

Географические координаты

.

Эти координати може бути застосуванням сферичної системи координат (головною віссю якої є вісь добового обертання Землі) до несферической поверхні Землі. Здається, тут і говорити особливо нечего.

Географическая широта точки На Землі - це кут між площиною земного екватора і радіусом, проведеним до точки A (рис. 1, зліва). Широта позначається буквою j й вважається позитивної північніше екватора (на північну півкулю) і негативною — на півдні (південне півкуля). Лінії, у яких лежать точки з рівними широтами, називаються географічними паралелями. Лінії перетину земної поверхні з площинами, що містять земну вісь, називаються георафическими меридіанами. Кут між меридіаном, які пройшли через точку Проте й нульовим меридіаном, називається географічної довготою і позначається буквою? (рис. 1, справа). Нині за нульової меридіан прийнято той, на якому стоїть Гринвичская обсерваторія близько Лондона (Англія) і вона називається Гринвичским меридіаном. Довгота зазвичай відраховується у обидва боки (на схід чи заходу) від нульового меридіана і до її значенням додаються слова «східної довготи «(«зі сходу Грінвіча ») чи «західної довготи «(«на захід від Грінвіча »). Наприклад, георафические координати Москви такі: l = 37°38' східної довготи, j = + 55°45'.

Однако усе це — лише перша наближення. У визначенні широти згадується радіус, проведений до точки А. А радіус — цей напрям на центр Землі, що можна поставити по-разному.

Удобнее всього напрям на центр Землі поставити з допомогою майже стрімкій лінії. Але оскільки форма Землі эллипсоидальная, лише на полюсах і екваторі вследствии повної симетрії розташування мас, сила тяжіння буде спрямовано до геометричному центру. У проміжних широтах напрям сили тяжіння проходить повз центру і найбільша величина її відхилення від напрямку на центр досягається на широтах ±45° і як кут f/2 (f — стиснення Землі), чи 5'.7. Крім того, розподіл мас всередині Землі перестав бути сферически симетричним (як вимагає закон всесвітнього тяжіння), разом із продовженням лінії виска навіть у полюсах і екваторі зовсім не від зобов’язане проходити ні через центр мас Землі, ні, тим паче, через її геометричний центр. Насправді це, що загалом разі дві стрімкі лінії не перетнуться ніде, а саме поняття «центр Землі «стає кілька невизначеним. По відхилення лінії виска з наближенням масивного тіла була обчислена маса Землі (див. главу «Земля »), і особливо сильно це відхилення проявляється у горах і може становити кількох кутових минут.

.

Кроме того напрямі майже стрімкій лінії впливають та інші небесні тіла. Неважко підрахувати, наприклад, що Місяць, які перебувають на обрії, притягує тіло на Землі, в Me*(Rm)2/(Mm*(Re)2) разів слабкіша за, ніж сама Земля (тут Me і Mm — маси Землі та Місяця, аRe і Rm — відповідно радіус Землі та відстань до Місяця). Беручи середнє відстань до Місяця 380 000 км і підставивши інші величини, одержимо ставлення сил тяжіння ~ 290 000 раз, тому відхилення виска убік Місяця, яка перебуває на обрії, становитиме 0 " .7. Незважаючи для цієї недоліки, напрям майже стрімкій лінії є головним віссю в горизонтальній системі координат, і обумовлена неї широта називається астрономічної (чи навіть географічної) широтою? g.

Широта, обумовлена як кут між радиус-вектором точки, А (проведеним з геометричного центру еліпсоїда, описывающего форму земної поверхні) і площиною екватора, називається геоцентрической широтою? а точки, А (рис. 2). Математична різницю географічної й геоцентрической широт составляет:

?g — ?а = 11'.6*sin (2*?g).

Длины паралелей менше довжини екватора приблизно cos (?) раз, тому лінійний розмір 1° вздовж паралелі зменшується зі збільшенням широти (рис. 3). Проте оскільки земна поверхню перестав бути суворо сферичної, те й лінійний розмір 1° дуги меридіана також небагато змінюється. Якщо прийняти це полярний радіус Землі RП = 6357 км, а екваторіальний RЭ = 6378 км, то, на екваторі 1° дуги меридіана становитиме 111.32 км, але в полюсі - 110.95 км. Але це занадто велике незручність, оскільки географічні координати визначаються з астрономічних спостережень, а чи не з вимірів відстаней на земної поверхні.

Земные полюси, як повинно бути полюсах сферичної системи координат, мають широти ±90° і невизначену довготу. Оскільки проекція будь-якого меридіана на площину горизонту — це лінія північ-південь, то, наприклад, на північному полюсі будь-яке напрям збігатиметься із напрямом якогось меридіана, тобто буде напрямом на південь! Тому на згадуваній полюсах втрачає сенс і поняття «боку світла », оскільки там вона лише одна. Вищевикладене наочно демонструє просте запитання — завдання: «якщо постійно на північний схід, то куди прийдеш? «Відповідь дещо несподіваний: з кожним кроком мандрівниче зміщуватиметься на північ і зі сходу початкового становища. На відміну від невичерпною довготи (завжди знайдеться точка на схід заданої) широта може збільшитися лише до +90°, тобто північного полюси!

На земної поверхні є пари особливо виділених паралелей (по дві у кожному півкулі), пов’язані з кутом нахилу e земного екватора до площині орбіти Землі (e = 23°26'). Паралелі, мають широту ± e, називаються, відповідно, північним і південним тропіками. Їх фізичний сенс дуже проста: на цих широтах раз на рік Сонце проходить через зеніт — в останній момент літнього сонцестояння (північний тропік) чи зимового сонцестояння (південний тропік). Ближче до екватору таке буває вже на рік, а далі від екватора — немає ніколи. Паралелі, мають широти ±(90° - e), називаються північним і південним полярними колами. Цими широтах в останній момент літнього сонцестояння Сонце не заходить за обрій (північний полярний коло) або піднімається (південний полярний коло), в останній момент зимового сонцестояння — навпаки. Тобто області від полярних кіл до полюсів — це райони, де бувають полярні дні і однієї ночі. Чому так пов’язані з кутом e — пояснено у розділі про эклиптическую систему координат.

Положение земної осі у просторі змінюється згодом — з періодом 26 000 років. Це явище називається прецесією.

Осталось додати, що й самі географічні полюси не зберігають постійного становища щодо земної поверхні. Але це коливання невеликі - лише кілька десятків метров.

Список литературы

Н.Александрович «Основи астрономії «.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.