Каждое место на земле может быть идентифицировано глобальной системой координат широты и долготы. Зная эти параметры, легко найти любое местоположение на планете. В этом вот уже несколько столетий подряд помогает людям система координат.
Исторические предпосылки возникновения географических координат
Когда люди стали путешествовать на большие расстояния по пустыням и морями, им нужен был способ зафиксировать свое положение и знать, в каком направлении двигаться, чтобы не заблудиться. Прежде чем появились широта и долгота на карте, финикийцы (600 г. до н. э.) и полинезийцы (400 г. н. э.) использовали звездное небо для вычисления широты.
На протяжении веков были разработаны довольно сложные устройства, такие как квадрант, астролябия, гномон и арабский камаль. Все они использовались для измерения высоты солнца и звезд над горизонтом и тем самым измерения широты. И если гномон — это всего лишь вертикальная палка, которая бросает тень от солнца, то камаль - очень своеобразное приспособление.
Он состоял из прямоугольной деревянной дощечки размером 5,1 на 2,5 см, к которой через отверстие в середине была прикреплена веревка с несколькими одинаково расположенными узлами.
Этими инструментами определяли широту даже после изобретения до того времени, пока не изобрели надежный метод определения широты и долготы на карте.
Навигаторы на протяжении сотен лет не имели точного представления о местоположении из-за отсутствия понятия значения долготы. В мире не существовало точного устройства времени, такого как хронометр, поэтому расчет долготы был просто невозможным. Не удивительно, что ранняя навигация была проблематичной и часто приводила к кораблекрушениям.
Без сомнения, пионером революционной навигации был капитан Джеймс Кук, который путешествовал по просторам Тихого океана благодаря техническому гению Генри Томасу Харрисону. В 1759 году Харрисон разработал первые навигационные часы. Сохраняя точное среднее время по Гринвичу, часы Харрисона позволяли морякам определить, сколько часов было в точке и в точке нахождения, после чего стало возможным определить долготу от востока до запада.
Географическая система координат
Географическая система координат определяет двумерные координаты, основанные на поверхности Земли. Он имеет угловую единицу измерения, первичный меридиан и экватор с нулевой широтой. Земной шар условно разделен на 180 градусов широты и 360 градусов долготы. Линии широты размещаются параллельно экватору, на карте они горизонтальные. Линии долготы соединяют Северный и Южный полюса, на карте они вертикальные. В результате наложения образовываются географические координаты на карте - широта и долгота, с помощью которых можно определить положение на поверхности Земли.
Эта географическая сетка дает уникальную широту и долготу для каждой позиции на Земле. Чтобы повысить точность измерений, они дополнительно подразделяются на 60 минут, а каждая минута - на 60 секунд.
Экватор расположен под прямым углом к оси Земли, примерно посередине между Северным и Южным полюсами. При угле 0 градусов он используется в географической системе координат как отправная точка для вычисления широты и долготы на карте.
Широта определяется как угол между экваториальной линией центра Земли и местоположением ее центра. Северный и Южный полюс имеют угол ширины 90. Чтобы отличить места в Северном полушарии от Южного полушария, ширина дополнительно предоставляется в традиционном написании с N для севера или S для юга.
Земля наклонена примерно на 23,4 градуса, поэтому, чтобы найти широту в летнее солнцестояние, нужно добавить 23,4 градуса к углу, который измеряют.
Как определить широту и долготу на карте во время зимнего солнцестояния? Для этого нужно вычесть 23,4 градуса от угла, который измеряется. А в любой другой промежуток времени нужно определить угол, зная, что он изменяется на 23,4 градуса каждые шесть месяцев и, следовательно, около 0,13 градуса в день.
В северном полушарии можно рассчитать угол наклона Земли и, следовательно, широту, взглянув на угол Полярной звезды. На Северном полюсе он будет на 90 от горизонта, а на экваторе он будет прямо впереди наблюдателя, 0 градусов от линии горизонта.
Важные широты:
- Северный и Южный полярные круги, каждый находится на 66 градусе 34 минуты северной и, соответственно, южной широты. Эти широты ограничивают области вокруг полюсов, где солнце не устанавливается в летнее солнцестояние, поэтому там преобладает полуночное солнце. В зимнее солнцестояние солнце здесь не поднимается, наступает полярная ночь.
- Тропики находятся на 23 градусе 26 минуте в северной и южной широтах. Эти широтные круги отмечают солнечный зенит летним солнцестоянием северного и южного полушария.
- Экватор лежит на широте 0 градусов. Экваториальная плоскость проходит примерно в середине оси Земли между северным и южным полюсами. Экватор - это единственный круг широты, соответствующий окружности Земли.
Широта и долгота на карте - важные географические координаты. Долготу намного сложнее рассчитать, чем широту. Земля вращается на 360 градусов в день, или 15 градусов в час, поэтому существует прямая связь между долготой и временем, когда солнце поднимается и опускается. Гринвичский меридиан обозначается 0 градусом долготы. Солнце устанавливает час раньше каждые 15 градусов к востоку от этого и на час позже через каждые 15 градусов на запад. Если знать разницу между временем заката местоположения и другим известным местом, то можно понять, как далеко от него находится восток или запад.
Линии долготы проходят с севера на юг. Они сходятся на полюсах. И координаты долготы находятся между -180 и +180 градусами. Гринвичский меридиан является нулевой линией долготы, которой измеряют направление «восток-запад» в системе географических координат (таких как широта и долгота на карте). Фактически нулевая линия проходит через Королевскую обсерваторию в Гринвиче (Англия). Гринвичский меридиан как нулевой является отправной точкой для расчета долготы. Долгота задается как угол между центром нулевого меридиана центра Земли и центром центра Земли. Гринвичский меридиан имеет угол 0, а противоположная долгота, вдоль которой проходит линия даты, имеет угол 180 градусов.
Как найти широту и долготу на карте?
Определение точного географического положения на карте зависит от ее масштаба. Для этого достаточно иметь карту с масштабом 1/100000, или лучше - 1/25000.
Вначале определяют долготу D по формуле:
D =G1 + (G2 - G1) * L2 / L1,
где G1, G2 - величина правого и левого ближайших меридианов в градусах;
L1 - расстояние между этими двумя меридианами;
Расчет долготы, например, для г. Москвы:
G1 = 36°,
G2 = 42°,
L1 = 252,5 мм,
L2 = 57,0 мм.
Искомая долгота = 36 + (6) * 57,0 / 252,0 = 37° 36".
Определяем широту L, она определяется по формуле:
L =G1 + (G2 - G1) * L2 / L1,
где G1, G2 - величина нижней и верхней ближайшей широты в градусах;
L1 - расстояние между этими двумя широтами, мм;
L2 - расстояние от точки определения к левому ближайшему.
Например, для г. Москвы:
L1 = 371,0 мм,
L2 = 320,5 мм.
Искомая ширина L = 52 "+ (4) * 273,5 / 371,0 = 55 ° 45.
Проверяем правильность вычисления, для этого надо по онлайн-сервисам в интернете найти координаты широты, долготы по карте.
Устанавливаем, что географические координаты для г. Москвы соответствуют проведенным вычислениям:
- 55° 45" 07" (55° 45" 13) северной широты;
- 37° 36" 59" (37° 36" 93) восточной долготы.
Определение координат местонахождения с помощью iPhone
Ускорение темпа научно-технического прогресса на современном этапе привело к революционным открытиям мобильной техники, с помощью которой стало доступным быстрое и более точное определение географических координат.
Для этого существуют различные мобильные приложения. В телефонах iPhone это очень легко сделать с использованием приложения Compass.
Порядок определения:
- Для этого нажмите «Настройки», а затем - «Конфиденциальность».
- Теперь нажмите «Службы местоположения» на самом верху.
- Прокрутите вниз до тех пор, пока вы не увидите компас и не коснетесь его.
- Если вы видите, что он сообщает «При использовании на правой стороне», можно начинать определение.
- Если нет, коснитесь его и выберите «При использовании приложения».
- Откройте приложение Compass, и вы увидите свое текущее местоположение и текущие координаты GPS в нижней части экрана.
Определение координат в телефоне Android
К сожалению, Android не имеет официального встроенного способа получить GPS-координаты. Тем не менее есть возможность получить координаты Google Maps, что требует некоторых дополнительных шагов:
- Откройте Google Maps на устройстве Android и найдите необходимую точку определения.
- Нажмите и удерживайте ее в любом месте экрана и перенесите на Карты Google.
- В нижней части появится информационная или подробная карта.
- Найти опцию Share на информационной карте в верхнем правом углу. Это вызовет меню с опцией Share.
Такую настройку можно выполнить в Google Maps на iOS.
Это отличный способ получить координаты, который не требует устанавливать какие-либо дополнительные приложения.
Видеоурок «Географическая широта и географическая долгота. Географические координаты» поможет вам получить представление о географической широте и географической долготе. Учитель расскажет, как правильно определять географические координаты.
Географическая широта - длина дуги в градусах от экватора до заданной точки.
Чтобы определить широту объекта, надо найти параллель, на которой находится этот объект.
Например, широта Москвы - 55 градусов и 45 минут северной широты, записывается это так: Москвы 55°45" с.ш.; широта Нью-Йорка - 40°43" с.ш.; Сидней - 33°52" ю.ш.
Географическую долготу определяют по меридианам. Долгота может быть западной (от 0 меридиана на запад до 180 меридиана) и восточной (от 0 меридиана на восток до 180 меридиана). Значение долгот измеряется в градусах и минутах. Географическая долгота может иметь значения от 0 до 180 градусов.
Географическая долгота - длина дуги экватора в градусах от начального меридиана (0 градусов) до меридиана заданной точки.
Начальным меридианом считается Гринвичский меридиан (0 градусов).
Рис. 2. Определение долгот ()
Чтобы определить долготу, нужно найти меридиан, на котором находится заданный объект.
Например, долгота Москвы - 37 градусов и 37 минут восточной долготы, записывается это так: 37°37" в.д.; долгота Мехико - 99°08" з.д.
Рис. 3. Географическая широта и географическая долгота
Для точного определения местонахождения объекта на поверхности Земли надо знать его географическую широту и географическую долготу.
Географические координаты - величины, определяющие положение точки на земной поверхности с помощью широт и долгот.
Например, Москва имеет следующие географические координаты: 55°45" с.ш. и 37°37" в.д. Город Пекин имеет следующие координаты: 39°56′ с.ш. 116°24′ в.д. Сначала записывается значение широты.
Иногда требуется найти объект по уже заданным координатам, для этого надо сначала предположить, в каких полушариях находится данный объект.
Домашнее задание
Параграфы 12, 13.
1. Что такое географическая широта и долгота?
Список литературы
Основная
1. Начальный курс географии: Учеб. для 6 кл. общеобразоват. учреждений / Т.П. Герасимова, Н.П. Неклюкова. - 10-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2010. - 176 с.
2. География. 6 кл.: атлас. - 3-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2011. - 32 с.
3. География. 6 кл.: атлас. - 4-е изд., стереотип. - М.: Дрофа, ДИК, 2013. - 32 с.
4. География. 6 кл.: конт. карты. - М.: ДИК, Дрофа, 2012. - 16 с.
Энциклопедии, словари, справочники и статистические сборники
1. География. Современная иллюстрированная энциклопедия / А.П. Горкин. - М.: Росмэн-Пресс, 2006. - 624 с.
Литература для подготовки к ГИА и ЕГЭ
1. География: начальный курс. Тесты. Учеб. пособие для учащихся 6 кл. - М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2011. - 144 с.
2. Тесты. География. 6-10 кл.: Учебно-методическое пособие / А.А. Летягин. - М.: ООО «Агентство «КРПА «Олимп»: «Астрель», «АСТ», 2001. - 284 с.
Материалы в сети Интернет
1. Федеральный институт педагогических измерений ().
2. Русское Географическое Общество ().
Географическая широта φ - это угол между отвесной линией в данной точке и плоскостью экватора, отсчитываемый от 0 до 90° в обе стороны от экватора.
Термин "отвесная линия" означает направление к центру тяжести ("астрономическая широта") или перпендикуляр к поверхности в данной точке ("геодетическая широта"). В последнем случае под "поверхностью" обычно понимается поверхность приближающего форму Земли эллипсоида . На практике различия обычно невелики -- например, в системе WGS 84 , используемой в GPS-приемниках, геометрический центр модели предполагается отстоящим от центра тяжести Земли на расстояние не более 2-х сантиметров.
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :Антонимы :
- Долгота
- Герб Львова
Смотреть что такое "Широта" в других словарях:
ШИРОТА - ШИРОТА, широты, мн. широты, жен. 1. только ед. отвлеч. сущ. к широкий в 3, 4 и 5 знач. Широта кругозора. Широта взглядов. Широта охвата. 2. Одна из величин, определяющих положение места на земной поверхности: расстояние от экватора по меридиану,… … Толковый словарь Ушакова
широта - ы; мн. роты; ж. 1. к Широкий (5 6 зн.). Ш. ума. Ш. души, натуры. Ш. воззрений. Ш. интересов. Ш. кругозора. Ш. образования. 2. Разг. = Ширина. Ш. реки. Ш. улицы. Ш. дома. 3. Одна из географических координат, определяющих положение точки на… … Энциклопедический словарь
широта - ширина, обширность, пространность; мешковатость, беспредельность, всеобъемлемость, диапазон, безбрежность, объем, размашистость, масштаб, привольность, укладистость, уместительность, ширь, размер, размах, охват, раздольность, безграничность,… … Словарь синонимов
ШИРОТА - ШИРОТА, ы, мн. оты, от, отам, жен. 1. см. широкий. 2. Географическая координата, определяющая положение точек на поверхности земли относительно экватора. Южные широты. На всех широтах (на всём земном шаре, повсюду). Ревущие широты (о сороковых… … Толковый словарь Ожегова
широта - ШИРОТА, ы, мн широты, от, отам, ж Спец. Направление в пространстве, параллельное экватору, одна из географических координат, определяющих положение точки на поверхности земли; расстояние от экватора по меридиану, выражаемое в градусах. Северная… … Толковый словарь русских существительных
ШИРОТА - ШИРОТА, смотри в статье Географические координаты … Современная энциклопедия
ШИРОТА - одна из координат в ряде систем сферических координат, определяющая положение точек на поверхности Земли, Солнца, планет и на небесной сфере относительно экватора (эклиптики); см. Географические координаты, Галактические координаты, Эклиптические … Большой Энциклопедический словарь
ШИРОТА - ШИРОТА, угол между отвесной линией в данной точке и плоскостью ЭКВАТОРА, отсчитываемый от 0° до 90° в обе стороны от экватора. Все широты параллельны экватору, который считается нулевой широтой. Каждый градус широты соответствует 111 км. СЕВЕРНЫЙ … Научно-технический энциклопедический словарь
широта́ - широта, ы; мн. широты, широт, широтам … Русское словесное ударение
Широта - I ж. Широкое пространство, широкий простор. II ж. Обширность, неограниченность. III ж. 1. Одна из координат, определяющая положение точки на земной поверхности. 2. Расстояние от экватора по меридиану, выражаемое в градусах (от 0 до 90). Толковый… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Как только человечество обнаружило, что Земля имеет форму шара, то первым вопросом, который возник, стало определение местоположения на местности. Решить его оказалось возможно благодаря совместному развитию геодезии, астрономии и техники. В статье подробно рассматриваются вопросы, что такое широта и долгота.
Понятие о широте
Для начала дадим определение, что такое широта. Под ней в географии понимают угол, который образует прямая, проходящая через данную точку на поверхности планеты и через ее центр с экваториальной плоскостью. Согласно этому определению, вершина угла, определяющего географическую широту, находится в центре нашей планеты, через который также проходит плоскость экватора. Если, не меняя этот угол, вращать прямую, соединяющую центр и точку на поверхности, вокруг оси, перпендикулярной экватору, то на поверхности Земли прямая нарисует окружность. Как можно догадаться, все точки этой окружности будут иметь одну и ту же широту. Эта окружность называется параллелью.
Зная определение, что такое широта, можно смело утверждать, что измеряется эта величина в градусах. Поскольку максимальное значение угла между прямой и плоскостью равняется 90 o , то эта цифра показывает наибольшее значение широты (она соответствует полюсам нашей планеты). Наименьшее значение широты (0 o) - это точки, лежащие на экваториальной окружности.
Как записывается широта?
Поскольку Земля имеет форму шара (геоида, если быть точным), то экватор делит ее на две равные полусферы. Верхняя называется северной, а нижняя - южной. Этот факт учитывается при записи координат географической широты. Также необходимо напомнить, что географические градусы выражаются в шестидесятеричной системе, то есть вся окружность равна 360 o , 1 o равен 60" (минутам), а 1" включает в себя 60"" (секунд). Существуют два способа представления координат широты:
- Использование знаков "+" и "-", первый из которых соответствует северному полушарию, второй - южному. Например, цифры 22 o 45"11"" означают 22 градуса 45 минут и 11 секунд северной широты.
- Добавление латинских букв N (север) или S (юг). Запись 22 o 45"11""N определяет ту же самую широту, что и в примере выше. В картах на русском языке могут использоваться буквы "С" и "Ю" для северного и южного полушарий, соответственно.
Любопытно привести значение расстояния на поверхности планеты, которое соответствуют 1 o широты. Оно не является постоянной величиной, поскольку Земля сплюснута с полюсов. Так, на широте экватора 1 o = 110,57 км, вблизи полюсов 1 o = 111,70 км. Обычно пользуются средним значением этой величины, оно составляет 111,12 км. Одна минута от последнего значения равна 1852 метра и называется морской милей. Одна секунда широты в среднем равна 30 м 86 см.
Важные параллели
Из-за круглой формы нашей планеты солнечные лучи на нее падают под разными углами. Причем величина угла падения однозначно определяется географической широтой. Там, где солнечные лучи падают под прямым углом к поверхности, земля, воздух и вода прогреваются сильнее. Эта ситуация характерна для низких широт. Наоборот, маленькие углы падения лучей приводят к тому, что солнечная энергия практически не поступает в данную местность, это наблюдается в высоких широтах. Благодаря описанному факту выделяют 4 важных параллели, которые формируют 3 климатические зоны на планете:
- Тропик Рака (23 o 26"14""N) и тропик Козерога (23 o 26"14""S) ограничивают тропический климатический пояс.
- Параллели 66 o N и 66 o S называются северным и южным полярным кругом, соответственно. Вместе с тропиками они образуют зону умеренного климата в обоих полушариях.
- Между 66 o и 90 o каждого полушария лежат холодные полярные пояса.
Понятие о долготе
После знакомства с вопросом, что такое широта, перейдем к определению долготы. Под географической долготой понимают угол, который описывается следующими тремя точками:
- Вершина его находится на оси Земли, перпендикулярной плоскости экватора.
- Точка на поверхности, которая является принятым условным началом отсчета.
- Точка на местности, долготу которой определяют.
Все названные точки лежат в одной плоскости, то есть на одной широте (две на поверхности и одна в центре Земли на ее оси). Иллюстрация в первом пункте статьи поможет разобраться с понятием долготы.
В этом определении важным пунктом является выбор начала отсчета. В настоящее время таковым во всем мире считается долгота, на которой находится Гринвичская обсерватория (Лондон, Англия), ей приписывают значение 0 o . Отметим, что разные нации до XIX века использовали свою собственную нулевую долготу. Например, испанцы таковой считали обсерваторию в городе Кадис, а французы - обсерваторию в Париже.
Что такое меридиан?
Говоря о широте и долготе, многие люди вспоминают параллели и меридианы. Первым уже было дано определение в статье. Что касается меридиана, то под ним понимают линию, которая соединяет точки северного и южного полюса. Таким образом, все меридианы имеют одинаковую длину, и они пересекают параллели под прямым углом.
Идея введения меридиана связана не только с понятием долготы, но и со временем суток. Его название имеет латинские корни и означает середину дня. Благодаря вращению Земли вокруг своей оси Солнце в течение суток в результате его кажущегося движения по небосводу пересекает все меридианы нашей планеты. Этот факт позволяет ввести понятие часовых поясов, каждый из которых занимает полосу шириной в 15 o (360 o /24 часа).
Запись долготы
Если вернуться снова к определению долготы, то, чтобы описать все точки на конкретной параллели, необходимо сделать оборот в 360 o . Долготу принято описывать следующими способами:
- Одной цифрой при движении на восток от нулевого меридиана (обсерватория в Гринвиче). В этом случае долгота изменяется от 0 o до 360 o .
- От 0 o до 180 o с указанием полушария (западное (З или W) или восточное (В или E)).
- От 0 o до 180 o , используя знаки "+" для восточного полушария и "-" - для западного.
Так, записи долготы 270 o , -90 o и 90 o W (90 o З) являются эквивалентными.
Географические координаты
Таким образом, чтобы определить положение объекта на местности, необходимо знать его координаты широты и долготы. Приведем простую задачу: необходимо определить координаты столицы России, Москвы.
Для решения задачи воспользуемся картой, на которой изображены соответствующие меридианы и параллели. Ниже приведен пример такой карты, с помощью которой грубо можно определить широту и долготу Москвы (Moscow).
По данным карты видно, что Москва лежит ниже 60 o N, учитывая масштаб, можно сказать, что ее широта находится вблизи 56 o N. Что касается долготы, то видно, что город лежит правее 30 o E. С учетом масштаба получим около 38 o E. Таким образом, координаты столицы России приблизительно равны 56 o N 38 o E (или в русском варианте 56 o С 38 o В). Если воспользоваться более точной картой, то можно определить, что широта и долгота Москвы составляют 55 o 45"С и 37 o 37"В.
Историческая справка
Хотя приведенные определения географических координат широты и долготы являются достаточно простыми, на практике их измерение - это трудная задача.
Мореплаватели до XVIII века более-менее точно могли определить только широту, благодаря измерению угла над горизонтом Полярной звезды. Что касается долготы, то ее определяли лишь приблизительно, используя примитивные инструменты, например, веревку с узлами для расчета скорости движения корабля и песочные часы. Только с изобретением хронометра в конце XVIII века мореплаватели смогли с хорошей точностью определять долготу своего местонахождения.