A Föld koordinátarendszere (földrajzi szélesség és hosszúság)
A valós világban található információk “papírra” való átvitelének első lépése egy olyan rendszer kidolgozása volt, amelyben minden egyedileg elhelyezhető a világon.
A nagyon korai térképek (amelyek általában kis helyi vagy regionális területeket ábrázoltak) olyan rácsos technikát alkalmaztak, amely az érdekes pontok közötti távolság és irány egyszerű mérésén, majd ezek “papírdarabra” való felrajzolásán alapult. Ez a módszer azt feltételezte, hogy a Föld lapos.
Mivel általánosan elfogadottá vált, hogy a Föld valójában kerek, más módszert kellett kidolgozni. A hosszú évszázadok alatt kialakult rendszert szélességi és hosszúsági foknak nevezik.
A szélességi és hosszúsági fokok meghatározása és mérése alapvetően bonyolult matematikát (különösen geometriát) és egy sor nemzetközi megállapodást ⁄ egyezményt foglal magában a Föld felszínén lévő helyek rögzítésére.
Légrajzi szélesség
Az első egyezmény, amelyet kidolgoztak, a szélességi fok volt. Ez hosszú távú csillagászati megfigyeléseken alapul, amelyek arra vonatkoznak, hogy a Nap érzékelhetően hogyan mozog a Föld felszínén.
Ezekből a megfigyelésekből alakult ki az a konvenció is, hogy a Nap:
- keleten kel és nyugaton nyugszik
- európai télen délen, európai nyáron pedig északon van.
Egyetértettek abban, hogy a Föld középpontja körüli vonalat Egyenlítőnek nevezik. Ezt a szélességi fokot nulla foknak (0°) számoznák. Az Egyenlítőtől párhuzamos vonalak sorát ismerték el, amelyek legészakibb és legdélebbi pontját Északi és Déli sarknak nevezték el. Ezeket az északi és déli szélességi fokokat 90° északi, illetve 90° déli fokként (90°N és 90°S) számozzák.
Négy jelentős szélességi vonalban is megállapodtak. Ezek a következők:
- 0° – Az Egyenlítő
- 23,5° É és S – A trópusok (északon Ráknak, délen Baknak nevezik)
- a kettő között az év bizonyos időszakában a Nap közvetlenül a feje fölött van
- mindegyikükön túl a Nap soha nincs közvetlenül a feje fölött
- 66.5° ÉN és S – A sarkkörök
- 90° ÉN és S – A pólusok
- a pólusokon és a sarkkörökön túl nyáron 24 óra nappali fény (éjféli nap), télen pedig 24 óra nappali fény nélküli idő lehetséges.
Mert a szélességi vonalak olyanok, mint a Földet metsző szeletek, különböző hosszúságúak. Például:
- az Egyenlítő 40 075 kilométer hosszú
- az Antarktiszi kör 17 662 kilométer hosszú
- a Déli-sark 0 kilométer hosszú.
A szélességi vonalakat nyilvánvaló okokból szélességi köröknek nevezik.
Hosszúság
A hosszúság meghatározása sokkal nehezebb volt, mivel nem lehetett a Nap mozgásának megfigyelésére alapozni. Részben befolyásolta a mágneses észak felfedezése, de végső soron a földrajzi hosszúság leginkább elvont matematikai/geometriai fogalmakon alapul.
A végül elfogadott egyezmény egy sor sugárirányú vonal volt, amelyek függőlegesen futnak a Föld körül. Ezek a két végén – azaz az Északi és a Déli-sarkon – összekapcsolódtak. Ennek eredményeként egy sor “szelet” jön létre, amelyek nagyjából olyanok, mint a narancs szeletei. Ezek a végeiken hegyesek, és középen a legszélesebbek.
Egyetértek abban, hogy meg kell határozni egy elsődleges hosszúsági vonalat, és hogy ez a hosszúság nulla fok (0°) legyen.
Elég sokáig nem sikerült megegyezni abban a kérdésben, hogy melyik hosszúsági vonal legyen az elsődleges. Nyilvánvaló vallási okokból a korai európai térképek gyakran Jeruzsálemet használták elsődleges hosszúsági vonalként. Más korai térképkészítők, mint például Ptolemaiosz, az egyiptomi Alexandriát használták, mivel az a tanulás központja volt. Általában azonban hazafias okokból sok ország választotta valamelyik városát. Néhány európai példa: Koppenhága, Madrid, Párizs és Szentpétervár; míg az Amerikai Egyesült Államokban Washingtont és Philadelphiát választották.
A Nemzetközi Meridiánkonferencián 1884 októberében végül megállapodtak abban, hogy az Egyesült Királyságban, a Greenwichi Királyi Csillagvizsgálóban húzódó hosszúsági vonalat fogadják el szabványos elsődleges hosszúsági vonalnak.
A keletre és nyugatra sugárzó 180° hosszúság lesz. Ezek a Föld túlsó oldalán találkoznának, és egy közös 180°-os hosszúsági vonalat alkotnának (a 180° keleti és a 180° nyugati hosszúság egyazon vonal lenne).
A hosszúsági vonalakat meridiánoknak nevezik.
Adjuk össze a kettőt
A szélességi és hosszúsági fokokat összeadjuk, és máris rendelkezünk egy olyan rendszerrel, amellyel a Föld felszínén lévő bármely jellemző helyét egyedileg rögzíthetjük.
Egy kis szakkifejezés magyarázata – féltekék
A szélességi és hosszúsági fokok fogalmának megalkotása a Föld féltekéinek fogalmát eredményezte. Ezek:
Néhány szakkifejezés magyarázata – Északi-sark
Két északi sark létezik:
Az első a földrajzi (vagy valódi) északi sark:
- Ez a Földnek az a pontja, amelyet az Egyenlítőtől legtávolabb eső északi pontként számolnak
- Az ÉSZ 90°-ban határozzák meg
- A Jeges-tenger közepén található
A második a mágneses Északi-sark
- Ez az a pont, amelyre a mágneses iránytű mutat.
- Ez jelenleg a kanadai felségvizeken található, Grönlandtól nyugatra. Lassan északnyugati irányba mozog a Jeges-tengeren keresztül. Becslések szerint évente körülbelül 40 kilométeres sebességgel mozog, és az elmúlt évszázad során a mágneses pólus figyelemre méltó 1100 kilométert mozdult el.
- Ez a mágneses vonzás és mozgás a Földön belüli mágneses erők eredménye.
A GisGeography weboldalon jó magyarázat található a Föld mágneses mezejének működéséről és az Északi Mágneses Pólusról: http://gisgeography.com/magnetic-north-vs-geographic-true-pole/ .
Végezetül, két déli pólus is létezik – a földrajzi és a mágneses. A mágneses déli pólus mágneses, de ez nagyon gyenge, és nehéz azonosítani, még akkor is, ha a közelében vagy, ennek következtében a mágneses iránytűk ritkán mutatnak a déli mágneses pólusra. A Déli-sarkokról bővebben az Australian Antarctic Division honlapján http://www.antarctica.gov.au/about-antarctica/fact-files/geography/poles-and-directions
Magyarázat néhány szakkifejezésre – Nagykörök
Minden olyan körvonalat, amely a Földet a legkövérebb pontján körbejárja, nagykörnek nevezünk. Ennek a körnek a Föld középpontja fölött kell lennie. Jegyezzük meg a következőket:
- Minden hosszúsági vonal “mindkét póluson keresztül fut”, és ezért mindegyik egy Nagykör fele
- A szélességi vonalak esetében csak az Egyenlítő egy Nagykör
- A többi Nagykör bármilyen szögben elhelyezkedhet a Föld felett – az egyetlen korlát, hogy a Föld középpontja legyen a középpontjuk
Miért a nagy hűhó a Nagykörök körül? A válasz az, hogy a Föld felszínének két tetszőleges pontja között a legrövidebb távolság mindig egy Nagykör mentén van. Ha egy térképet nézel, a Nagykör általában nem egy egyenes vonal. Ez a torzulások miatt van így, amelyek akkor keletkeznek, amikor a Föld felszínét egy “lapos papírlapra” vetítik.
Magyarázat néhány szakkifejezésre – időzónák
Az 1890-es évekig az időszámítás helyi ügy volt. A legtöbb ember a Nap járása – napkelte, dél/félnap és napnyugta – alapján szabályozta a napját. Csak a gazdagok engedhettek meg maguknak órákat, és sok helyen a városházi órák vagy a templomi harangok voltak az egyetlen hivatalos/következetes időforrás.
Az 1800-as évek végén a távolsági vasutak fejlődésével probléma merült fel – menetrend szerint kellett közlekedniük, és a következetlen időpontok jelentős problémákat okoztak. A kanadai Sir Sanford Fleming 1878-ban a földrajzi hosszúsági vonalakon alapuló, világméretű időzónák rendszerét javasolta. A 15° széles hosszúsági zónák segítségével a Földet 24 időzónára tudta felosztani (a nap minden órájára egy).
A rendszer kezdőpontjának a 0°-os hosszúsági vonalat (greenwichi hosszúsági kört), végpontjának pedig a 180°-os hosszúsági vonalat választotta. Kelet felé az idő a nap folyamán fokozatosan későbbre, nyugat felé az idő a nap folyamán fokozatosan korábbra került. Ez egy érdekes jelenséget eredményezett a 180°-os hosszúsági vonalon – a nemzetközi dátumvonalat.
Az 1900-as évek közepére ez egy elfogadott nemzetközi rendszerré vált, bár egyes országok az időeltolódások minimalizálása érdekében úgy döntöttek, hogy az egész országuk számára egy adott időt választanak – függetlenül attól, hogy hol futnak a hosszúsági vonalak.
A térképen a következőket érdemes megjegyezni:
- Az, hogy az egyes országok időzónái hogyan illeszkednek nemzetközi vagy államhatáraikhoz – például:
- Kína, amely öt időzónát keresztez, úgy döntött, hogy csak egy időt használ
- Ausztrália és az Amerikai Egyesült Államok több időzónát keresztez, és úgy döntöttek, hogy ezeket az időket használják – de ezek megfelelnek az állam/terület határainak
- Franciaország és Spanyolország, amelyek ugyanabban az időzónában vannak, mint az Egyesült Királyság, a szomszédos időzóna használata mellett döntöttek – ugyanúgy, mint a kontinentális Európa többi országa
- A nemzetközi dátumvonal nem követi teljesen a 180°-os hosszúsági vonalat – inkább cikcakkban halad a különböző országok határai körül.