Jordkoordinatsystemet

Jordkoordinatsystemet (bredde- og længdegrader)

Det første skridt i konverteringen af oplysningerne i den virkelige verden til et “stykke papir” var at udtænke et system, hvor alt kunne lokaliseres entydigt i verden.

De meget tidlige kort (som normalt viste små lokale eller regionale områder) anvendte en gitterteknik, hvor man blot målte afstanden og retningen mellem interessepunkterne og derefter plottede dem ind på “papiret”. Denne metode gik ud fra, at jorden var flad.

Med den generelle enighed om, at jorden faktisk var rund, var det nødvendigt at udvikle en anden metode. Det system, der er blevet udviklet gennem mange århundreder, kaldes bredde- og længdegrader.

Lokalisering og måling af bredde- og længdegrader involverer i det væsentlige kompleks matematik (især geometri) og en række internationale aftaler ⁄ konventioner for registrering af steder på jordens overflade.

Latiditet

Den første konvention, der blev udviklet, var breddegraden. Den er baseret på langvarige astronomiske observationer om, hvordan solen opfattes bevæge sig hen over jordens overflade.

Disse observationer udviklede også konventionerne om, at solen:

• opstår i øst og går ned i vest
• er i syd i en europæisk vinter og i nord i en europæisk sommer.

Det blev aftalt, at en linje omkring jordens centrum skulle kaldes ækvator. Denne ville blive nummereret som nul grader (0°) breddegrad. Fra ækvator blev der anerkendt en række parallelle linjer, hvor det nordligste og sydligste punkt blev kaldt nordpolen og sydpolen. Disse skulle nummereres som henholdsvis 90 grader nord og syd (90°N og 90°S).

Der blev også opnået enighed om fire betydelige breddegrader. Disse er:

• 0° – Ækvator
• 23,5°N og S – Troperne (kaldet Krebsen i nord og Stenbukken i syd)
  • mellem disse to er solen på et tidspunkt af året direkte over hovedet
  • uden for hver af disse er solen aldrig direkte over hovedet
• 66.5°N og S – Polarcirklene
• 90°N og S – Polerne
  • Bortset fra polerne og polarcirklene er 24 timer med dagslys (midnatssol) muligt om sommeren, og 24 timer uden dagslys er muligt om vinteren.

Da breddegrader er som skiver gennem Jorden, har de forskellige længder. For eksempel:

• Ekvator er 40.075 kilometer lang
• Den antarktiske cirkel er 17.662 kilometer lang
• Sydpolen er 0 kilometer lang.

Af indlysende grunde kaldes breddegrader for paralleller.

Længdegrad

Det var meget vanskeligere at definere længdegraden, da den ikke kunne baseres på observationer af solens bevægelse. Den blev til dels påvirket af opdagelsen af magnetisk nord, men i sidste ende er længdegrad mest baseret på abstrakte matematiske/geometriske begreber.

Den konvention, man til sidst blev enige om, var at have en række strålende linjer, der løber lodret rundt om Jorden. De forbindes i begge ender – dvs. ved nordpolen og sydpolen. Som følge heraf opstår der en række “skiver”, der minder meget om skiver af en appelsin. Disse er spidse i deres ender og bredest i midten.

Det blev aftalt, at der skulle udpeges en primær længdegradlinje, og at denne skulle være nul grader (0°) længde.

I en længere periode kunne man ikke blive enige om, hvilken længdegradlinje der skulle være den primære linje. Af indlysende religiøse årsager anvendte de tidlige europæiske kort ofte Jerusalem som den primære længdegradlinje. På grund af dets status som et læringscenter havde andre tidlige kortmagere, såsom Ptolemæus, anvendt Alexandria i Egypten. Af patriotiske grunde var det dog mere almindeligt, at mange lande valgte en af deres byer. Et par europæiske eksempler er København, Madrid, Paris og Sankt Petersborg, mens man i USA havde valgt Washington og Philadelphia.

I oktober 1884 blev man på den internationale meridiankonference endelig enige om, at den længdegrad, der går gennem Royal Observatory, Greenwich i Det Forenede Kongerige, skulle vedtages som den primære længdegrad.

Længderetningen mod øst og vest ville være 180° i længdegrad. Disse ville mødes på den modsatte side af Jorden og danne en fælles 180° længdegradlinje (hvor 180°E og 180°W er den samme linje).

Længdegradlinjer kaldes meridianer.

Saml de to sammen

Saml bredde- og længdegrader sammen, og vi har et system til at registrere placeringen af ethvert element på jordens overflade entydigt.

Forklaring af noget jargon – halvkugler

Skabelsen af begreberne bredde- og længdegrader resulterede i skabelsen af begrebet Jordens halvkugler. Disse er:

Forklaring af noget jargon – Nordpolen

Der findes to nordpoler:

Den første er den geografiske (eller sande) nordpol:

• Det er det punkt på Jorden, der beregnes som det nordligste punkt, der er længst væk fra Ækvator
• Det er defineret som 90°N
• Det er placeret midt i det Arktiske Ocean

Den anden er den magnetiske nordpol

• Det er det punkt, som et magnetisk kompas peger på.
• Den befinder sig i øjeblikket i canadisk territorialt farvand vest for Grønland. Den bevæger sig langsomt i nordvestlig retning over det Arktiske Ocean. Det anslås, at den bevæger sig med en hastighed på ca. 40 kilometer om året, og i løbet af det sidste århundrede har den magnetiske pol flyttet sig bemærkelsesværdige 1100 kilometer.
• Denne magnetiske tiltrækning og bevægelse er et resultat af de magnetiske kræfter i Jorden.

GisGeography-webstedet har en god forklaring på, hvordan Jordens magnetfelt fungerer, og oplysninger om den nordlige magnetiske pol: http://gisgeography.com/magnetic-north-vs-geographic-true-pole/ .

Endelig findes der også to sydpoler – den geografiske og den magnetiske. Den magnetiske sydpol er magnetisk, men den er meget svag og svær at identificere, selv hvis man er i nærheden af den, og derfor peger magnetkompasser sjældent på den magnetiske sydpol. Læs mere om sydpolerne på Australian Antarctic Division’s hjemmeside http://www.antarctica.gov.au/about-antarctica/fact-files/geography/poles-and-directions

Forklaring af noget jargon – storcirkler

En cirkelformet linje, der løber rundt om Jorden på dens fedeste punkt, kaldes en storcirkel. Denne cirkel skal være centreret over Jordens centrum. Bemærk følgende:

• Alle længdegrader ‘løber gennem begge poler’ og er derfor hver især halvdelen af en storcirkel
• For breddegrader er kun ækvator en storcirkel
• Andre storcirkler kan placeres i en hvilken som helst vinkel over Jorden – den eneste begrænsning for, hvordan den kan placeres, er, at de skal have Jordens centrum som centrum

Hvorfor al den ballade om storcirkler? Svaret er, at for to vilkårlige punkter på jordens overflade er den korteste afstand mellem disse punkter altid langs en storcirkel. Når man ser på et kort, er en storcirkel normalt ikke en lige linje. Det skyldes de forvrængninger, der opstår, når jordens overflade projiceres på et “fladt stykke papir”.

Forklaringer til noget jargon – tidszoner

Igennem 1890’erne var tidsregistrering et lokalt anliggende. De fleste mennesker regulerede deres dag ud fra solens bevægelse – solopgang, middag/middag og solnedgang. Kun de rige havde råd til ure, og mange steder var rådhusuret eller kirkeklokkerne den eneste kilde til officiel/konsekvent tid.

I slutningen af 1800-tallet opstod der et problem med udviklingen af fjernbanerne – de skulle køre efter en tidsplan, og uoverensstemmende tider gav store problemer. I 1878 foreslog den canadiske Sir Sanford Fleming et system af tidszoner på verdensplan baseret på længdegrader. Ved hjælp af længdezoner, der var 15° brede, kunne han opdele Jorden i 24 tidszoner (en for hver time i døgnet).

Længdegraden 0° (Greenwich-meridianen) blev valgt som startpunkt for systemet, og længdegraden 180° var slutpunktet. Mod øst blev tiden gradvist senere på en dag og mod vest blev tiden gradvist tidligere på en dag. Dette resulterede i et interessant fænomen ved 180°-længdegraden – den internationale datolinje.

I midten af 1900-tallet var dette blevet et vedtaget internationalt system, selv om nogle lande for at minimere tidsforskelle har valgt at vælge et bestemt tidspunkt for hele deres land – uanset hvor længdegraderne løber.

Det er værd at bemærke på dette kort:

• Hvordan tidszonerne i de enkelte lande passer til deres internationale grænser eller statsgrænser – f.eks:
  • Kina, som krydser fem tidszoner, har valgt kun at bruge én tid
  • Australien og USA krydser flere tidszoner, og de har valgt at bruge disse tider – men disse er tilpasset stats- eller områdegrænserne
  • Frankrig og Spanien, som ligger i samme tidszone som Det Forenede Kongerige, har valgt at bruge nabotidszonen – på samme måde som de andre lande på det europæiske fastland
• Den internationale datolinje følger ikke helt den 180° lange længdegrad – den zig-zagger snarere rundt om de forskellige landes grænser.