Земные параллели и меридианы. Что такое параллели и меридианы? Для чего они служат
В детстве я никак не могла понять зачем на глобусе нарисованы странные линии. С полной уверенностью в своей правоте, я доказывала одноклассникам, что они настоящие. Однажды мы даже планировали всем первым - Б классом отправиться на их поиск, но, слава Богу, наша учительница разъяснила нам, что к чему. Зачем нам нужны несуществующие полоски
?
Давайте разберемся.
Параллель - что это такое
Странные полосы на карте обозначают ни что иное как широту и долготу . Например, давайте представим себя стоящим возле огромного школьного глобуса. Лично у нас в классе он имел не только обозначения параллелей и меридианов, но также подписи всех хулиганов школы и отпечатки детских рук. В общем, не суть. Стержень в школьном земном шаре - это воображаемая ось планеты, которая соединяет противоположные полюса. Так же между ними находиться экватор. На глобусе он часто обозначен как соединение нашей импровизированной планеты по горизонтали. Экваториальная широта обозначается нулем, а выше и ниже располагаются линии с возрастающим показателем. Все параллели отображают свой количественный знак и измеряются в градусах относительно экватора.
Меридианы - обозначение планетарной долготы
И все же, одной широты нам будет недостаточно. Чтобы узнать местонахождение объекта нам нужно знать положение точки относительно других сторон света. Меридиан, обозначенный нулем, проходит через обсерваторию в Гринвиче и разделяет Землю на два полушария - западное и восточное. Все долготы также имеют свое цифровое обозначение и высчитываются в градусах относительно меридиана Гринвича. Мы не раз видели на картах, что они не пересекаются и объединяются только на полюсе.
Обобщим информацию:
- странные полоски на карте обозначают долготу или широту;
- экватор - обозначенная нулем широта, разделяет планету на Север и Юг;
- меридиан, обозначенный нулем, проходит через Гринвич и разделяет Землю на Запад в Восток;
- ось - соединяет противоположные полюса.
Зачем нужны эти странные полоски
Все просто - для ориентации в пределах мира. Любая точка планеты - это просто пересечение параллелей и меридианов, и благодаря этой координатной системе, мы существенно облегчили свою жизнь. Например, работа летчиков была бы очень усложненной без существования параллелей и меридианов.
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°.
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.
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.
