Souřadnicový systém Země

Souřadnicový systém Země (zeměpisná šířka a délka)

Prvním krokem při převodu informací obsažených v reálném světě na „kus papíru“ bylo vymyslet systém, ve kterém by bylo možné vše na světě jednoznačně lokalizovat.

Velmi rané mapy (které obvykle zobrazovaly malé místní nebo regionální oblasti) používaly techniku sítě, která spočívala v jednoduchém měření vzdálenosti a směru mezi body zájmu a jejich následném zakreslení na „kus papíru“. Tato metoda předpokládala, že Země je plochá.

S všeobecným souhlasem, že Země je ve skutečnosti kulatá, bylo třeba vyvinout jinou metodiku. Systém, který se vyvíjel po mnoho staletí, se nazývá zeměpisná šířka a délka.

Určení polohy a měření zeměpisné šířky a délky v podstatě zahrnuje složitou matematiku (zejména geometrii) a řadu mezinárodních dohod ⁄ úmluv o zaznamenávání míst na povrchu Země.

Šířka

První úmluvou, která byla vyvinuta, byla zeměpisná šířka. Ta vychází z dlouhodobých astronomických pozorování o tom, jak je vnímán pohyb Slunce po povrchu Země.

Z těchto pozorování se také vyvinula konvence, že Slunce:

• vychází na východě a zapadá na západě
• se během evropské zimy nachází na jihu a během evropského léta na severu.

Bylo dohodnuto, že linie kolem středu Země se bude nazývat rovník. Ta by byla očíslována jako nula stupňů (0°) zeměpisné šířky. Od rovníku byla uznána řada rovnoběžek, přičemž nejsevernější a nejjižnější bod byly nazvány severní a jižní pól. Ty by byly očíslovány jako 90 stupňů severní šířky a 90 stupňů jižní šířky (90°N a 90°S).

Byly také dohodnuty čtyři významné linie zeměpisné šířky. Jsou to:

• 0° – rovník
• 23,5° s. š. a j. š. – obratníky (na severu se nazývají Rak a na jihu Kozoroh)
  • mezi nimi je v určitém ročním období Slunce přímo nad hlavou
  • za každou z nich není Slunce nikdy přímo nad hlavou
• 66.5° s. š. a j. š. – polární kruhy
• 90° s. š. a j. š. – póly
  • za póly a polárními kruhy je v létě 24 hodin denního světla (půlnoční slunce) a v zimě 24 hodin bez denního světla

Protože čáry zeměpisné šířky jsou jako řezy Zemí, mají různou délku. Například:

• rovník je dlouhý 40 075 kilometrů
• antarktický kruh je dlouhý 17 662 kilometrů
• jižní pól je dlouhý 0 kilometrů.

Z pochopitelných důvodů se čáry zeměpisné šířky nazývají rovnoběžky.

Délka

Definice zeměpisné délky byla mnohem obtížnější, protože se nedala založit na pozorování pohybu Slunce. Částečně ji ovlivnil objev magnetického severu, ale nakonec je zeměpisná délka založena především na abstraktních matematických/geometrických pojmech.

Konvencí, na které se nakonec dohodlo, byla řada vyzařujících čar, které probíhají vertikálně kolem Země. Spojovaly se na obou koncích – tj. na severním a jižním pólu. V důsledku toho vznikla řada „plátků“ podobně jako plátky pomeranče. Ty jsou na svých koncích zašpičatělé a uprostřed nejširší.

Bylo dohodnuto, že by měla být určena primární čára zeměpisné délky a že by to měl být nultý stupeň (0°) zeměpisné délky.

Po značně dlouhou dobu se nedařilo dohodnout, která čára zeměpisné délky má být primární. Ze zřejmých náboženských důvodů se na prvních evropských mapách jako primární linie zeměpisné délky často používal Jeruzalém. Jiní tvůrci raných map, například Ptolemaios, používali kvůli jeho postavení centra vzdělanosti egyptskou Alexandrii. Mnohem častěji si však mnohé země z vlasteneckých důvodů vybíraly jedno ze svých měst. Několik evropských příkladů: Kodaň, Madrid, Paříž a Petrohrad; ve Spojených státech amerických byly zvoleny Washington a Filadelfie.

Nakonec bylo v říjnu 1884 na Mezinárodní konferenci o polednících dohodnuto, že jako standardní primární linie zeměpisné délky bude přijata linie zeměpisné délky, která prochází Královskou observatoří v Greenwichi ve Velké Británii.

Z východu a západu bude vycházet 180° zeměpisné délky. Ty by se setkávaly na opačné straně Země a tvořily by společnou 180° čáru zeměpisné délky (přičemž 180°východní a 180°západní zeměpisné délky by byla stejná čára).

Čáry zeměpisné délky se nazývají poledníky.

Složíme-li obě dohromady

Spojíme-li zeměpisnou šířku a délku dohromady, získáme systém pro jednoznačný záznam polohy jakéhokoli objektu na povrchu Země.

Vysvětlení některých žargonových pojmů – polokoule

Vytvoření pojmu zeměpisné šířky a délky vedlo k vytvoření pojmu zemské polokoule. Jsou to:

Vysvětlení některých žargonových pojmů – severní pól

Existují dva severní póly:

První je zeměpisný (neboli pravý) severní pól:

• Je to bod na Zemi, který se počítá jako nejsevernější bod, který je nejvíce vzdálen od rovníku
• Definuje se jako 90° s. š.
• Nachází se uprostřed Severního ledového oceánu

Druhý je magnetický severní pól

• Je to bod, na který ukazuje magnetický kompas.
• V současné době se nachází v kanadských teritoriálních vodách západně od Grónska. Pomalu se pohybuje severozápadním směrem přes Severní ledový oceán. Odhaduje se, že se pohybuje rychlostí asi 40 kilometrů za rok a za poslední století se magnetický pól posunul o pozoruhodných 1100 kilometrů.
• Tato magnetická přitažlivost a pohyb jsou výsledkem magnetických sil uvnitř Země.

Na webových stránkách GisGeography najdete dobré vysvětlení, jak funguje magnetické pole Země, a informace o severním magnetickém pólu: http://gisgeography.com/magnetic-north-vs-geographic-true-pole/ .

Nakonec existují také dva jižní póly – geografický a magnetický. Magnetický jižní pól je magnetický, ale to je velmi slabé a těžko identifikovatelné, i když jste v jeho blízkosti, v důsledku čehož magnetické kompasy zřídka ukazují na jižní magnetický pól. Více o jižních pólech se dočtete na stránkách Australské antarktické divize http://www.antarctica.gov.au/about-antarctica/fact-files/geography/poles-and-directions

Vysvětlení některých žargonů – velké kružnice

Každá kruhová čára, která probíhá kolem Země v jejím nejtlustším bodě, se nazývá velká kružnice. Tato kružnice musí mít střed nad středem Země. Všimněte si následujícího:

• Všechny čáry zeměpisné délky „procházejí oběma póly“, a každá z nich je tedy polovinou Velké kružnice
• Pro čáry zeměpisné šířky je Velkou kružnicí pouze rovník
• Ostatní Velké kružnice mohou být umístěny v libovolném úhlu nad Zemí – jediným omezením, jak mohou být umístěny, je, že musí mít střed Země jako svůj střed

Proč ten povyk kolem Velkých kružnic? Odpověď zní, že pro libovolné dva body na povrchu Země je nejkratší vzdálenost mezi těmito body vždy po Velké kružnici. Když se podíváte na mapu, Velká kružnice obvykle není přímka. Důvodem jsou zkreslení, která vznikají při promítání povrchu Země na „plochý kus papíru“.

Vysvětlení některých žargonů – časová pásma

Do roku 1890 bylo měření času lokální záležitostí. Většina lidí regulovala svůj den podle pohybu Slunce – východu, poledne/poledne a západu. Hodiny si mohli dovolit jen bohatí lidé a na mnoha místech byly jediným zdrojem oficiálního/konzistentního času hodiny na radnici nebo kostelní zvony.

Koncem 19. století s rozvojem dálkových železnic vyvstal problém – musely jezdit podle jízdního řádu a nekonzistentní časy způsobovaly značné problémy. V roce 1878 navrhl Kanaďan Sir Sanford Fleming systém celosvětových časových pásem založený na liniích zeměpisné délky. Pomocí pásem zeměpisné délky širokých 15° byl schopen rozdělit Zemi na 24 časových pásem (jedno pro každou hodinu dne).

Čára 0° zeměpisné délky (greenwichský poledník) byla zvolena jako počáteční bod systému a čára 180° zeměpisné délky jako koncový bod. Směrem na východ se čas v průběhu dne postupně zpožďoval a směrem na západ se čas v průběhu dne postupně zpožďoval. Na 180° zeměpisné délky tak vznikl zajímavý fenomén – mezinárodní datová čára.

V polovině 20. století se tento systém stal dohodnutým mezinárodním systémem, ačkoli některé země se v zájmu minimalizace časových odchylek rozhodly zvolit určitý čas pro celou svou zemi – bez ohledu na to, kudy probíhají podélné čáry.

Na této mapě si můžete všimnout:

• Jak časová pásma v jednotlivých zemích odpovídají jejich mezinárodním nebo státním hranicím – např:
  • Čína, která protíná pět časových pásem, se rozhodla používat pouze jeden čas
  • Austrálie a Spojené státy americké protínají několik časových pásem a rozhodly se používat tyto časy – ty však odpovídají hranicím států/území
  • Francie a Španělsko, které leží ve stejném časovém pásmu jako Spojené království, se rozhodly používat sousední časové pásmo – stejně jako ostatní země kontinentální Evropy
• Mezinárodní datová čára nesleduje zcela 180° zeměpisné délky – spíše se klikatí kolem hranic různých zemí.