The Earth’s Coordinate System (Latitude and Longitude)
De eerste stap bij het omzetten van de informatie in de werkelijkheid op een ‘stuk papier’ was het bedenken van een systeem waarmee alles uniek gelokaliseerd kon worden in de wereld.
Vroegere kaarten (die gewoonlijk kleine lokale of regionale gebieden weergaven) maakten gebruik van een rastertechniek die berustte op het eenvoudig meten van de afstand en de richting tussen interessante punten en deze vervolgens op het ‘stuk papier’ te plotten. Bij deze methode werd ervan uitgegaan dat de aarde plat was.
Toen men het er algemeen over eens werd dat de aarde in feite rond was, moest een andere methode worden ontwikkeld. Het systeem dat in de loop van vele eeuwen is ontwikkeld, wordt breedtegraad en lengtegraad genoemd.
Het bepalen en meten van breedtegraad en lengtegraad behelst in wezen ingewikkelde wiskunde (vooral geometrie) en een reeks internationale ⁄ conventies voor het vastleggen van locaties op het aardoppervlak.
Latitude
De eerste conventie die werd ontwikkeld, was de breedtegraad. Deze is gebaseerd op langdurige astronomische waarnemingen van de manier waarop de zon over het aardoppervlak schijnt te bewegen.
Deze waarnemingen hebben ook de conventies ontwikkeld dat de zon:
- opkomt in het oosten en ondergaat in het westen
- in een Europese winter in het zuiden staat en in een Europese zomer in het noorden.
Overeengekomen werd dat een lijn rond het middelpunt van de Aarde de evenaar zou worden genoemd. Deze zou worden genummerd als nul graden (0°) breedtegraad. Vanaf de evenaar werd een reeks parallelle lijnen getrokken waarvan het noordelijkste en het zuidelijkste punt de noordpool en de zuidpool zouden worden genoemd. Deze zouden worden genummerd als respectievelijk 90 graden noorder- en zuiderbreedte (90°N en 90°Z).
Er werd ook overeenstemming bereikt over vier belangrijke breedtegraden. Deze zijn:
- 0° – de Evenaar
- 23,5°N en Z – de Tropen (Cancer in het noorden en Capricorn in het zuiden)
- tussen deze twee, op een bepaald moment van het jaar, de zon is direct boven
- buiten elk van deze de zon is nooit direct boven
- 66.5°N en Z – De poolcirkels
- 90°N en Z – De polen
- buiten de polen en de poolcirkels is 24 uur daglicht (middernachtzon) mogelijk in de zomer en 24 uur zonder daglicht in de winter.
Omdat breedtegraden als sneden door de aarde lopen, hebben ze verschillende lengtes. Bijvoorbeeld:
- de evenaar is 40.075 kilometer lang
- de zuidpoolcirkel is 17.662 kilometer lang
- de zuidpool is 0 kilometer lang.
Om voor de hand liggende redenen worden de breedtelijnen parallellen genoemd.
Longitude
Het bepalen van de lengtegraad was veel moeilijker, omdat deze niet gebaseerd kon worden op waarnemingen van de beweging van de zon. Het werd gedeeltelijk beïnvloed door de ontdekking van het magnetische noorden, maar uiteindelijk is de lengtegraad vooral gebaseerd op abstracte wiskundige/meetkundige concepten.
De conventie waar men het uiteindelijk over eens werd, was een reeks stralingslijnen die verticaal rond de aarde liepen. Zij verbonden elkaar aan beide uiteinden – d.w.z. aan de Noordpool en de Zuidpool. Als gevolg hiervan ontstaat een reeks “schijfjes” die veel lijken op schijfjes van een sinaasappel. Deze zijn puntig aan de uiteinden en het breedst in het midden.
Overeengekomen werd dat er een primaire lijn van lengtegraad moest worden vastgesteld en dat deze nul graden (0°) lengtegraad moest zijn.
Voor een aanzienlijke periode kon men het niet eens worden over de vraag welke lijn van lengtegraad de primaire lijn moest zijn. Om voor de hand liggende religieuze redenen gebruikten vroege Europese kaarten vaak Jeruzalem als primaire lijn van lengtegraad. Vanwege zijn status als leercentrum hadden andere vroege kaartenmakers, zoals Ptolemaeus, Alexandrië in Egypte gebruikt. Veel landen kozen echter, om patriottische redenen, een van hun steden. Enkele Europese voorbeelden zijn Kopenhagen, Madrid, Parijs en Sint-Petersburg; terwijl in de Verenigde Staten van Amerika Washington en Philadelphia waren gekozen.
Ten slotte werd in oktober 1884 op de Internationale Meridiaanconferentie overeengekomen dat de lijn van de lengtegraad die door het Koninklijk Observatorium in Greenwich in het Verenigd Koninkrijk loopt, zou worden aangenomen als de standaard primaire lijn van de lengtegraad.
Richting het oosten en het westen zouden 180° van lengtegraad zijn. Deze zouden elkaar ontmoeten aan de tegenoverliggende zijde van de Aarde en een gezamenlijke 180° lengtegraadlijn vormen (waarbij 180°E en 180°W dezelfde lijn zijn).
Lijnen van lengtegraad worden meridianen genoemd.
Tel de twee bij elkaar op
Samenvoegen we breedtegraad en lengtegraad en we hebben een systeem om de plaats van elk kenmerk op het aardoppervlak uniek vast te leggen.
Uitleg van wat jargon – Hemisferen
Het ontstaan van het begrip breedtegraad en lengtegraad heeft geleid tot het ontstaan van het begrip hemisferen van de aarde. Deze zijn:
Uitleg van wat jargon – Noordpool
Er zijn twee Noordpolen:
De eerste is de geografische (of ware) Noordpool:
- Het is het punt op de aarde dat wordt berekend als het noordelijkste punt dat het verst van de evenaar is verwijderd
- Het is gedefinieerd als 90°NB
- Het bevindt zich in het midden van de Noordelijke IJszee
De tweede is de Magnetische Noordpool
- Het is het punt waar een magnetisch kompas naar wijst.
- Het bevindt zich momenteel in Canadese territoriale wateren, ten westen van Groenland. Het beweegt zich langzaam in noordwestelijke richting over de Noordelijke IJszee. Geschat wordt dat hij met een snelheid van ongeveer 40 kilometer per jaar beweegt en in de afgelopen eeuw is de magnetische pool een opmerkelijke 1100 kilometer verplaatst.
- Deze magnetische aantrekkingskracht en beweging is een gevolg van de magnetische krachten binnenin de aarde.
De GisGeography website heeft een goede uitleg over hoe het magnetisch veld van de aarde werkt en informatie over de Noord Magnetische Pool: http://gisgeography.com/magnetic-north-vs-geographic-true-pole/ .
Ten slotte zijn er ook twee Zuidpolen – de Geografische en de Magnetische. De magnetische zuidpool is magnetisch, maar deze is zeer zwak en moeilijk te identificeren, zelfs als je er dichtbij bent, als gevolg waarvan magnetische kompassen zelden naar de zuidmagnetische pool wijzen. Lees meer over de Zuidpolen op de website van de Australian Antarctic Division http://www.antarctica.gov.au/about-antarctica/fact-files/geography/poles-and-directions
Uitleg van wat jargon – Grote cirkels
Een cirkelvormige lijn die op het dikste punt om de aarde loopt, wordt een Grote Cirkel genoemd. Deze cirkel moet gecentreerd zijn boven het middelpunt van de Aarde. Noteer het volgende:
- Alle lengtegraden “lopen door beide polen” en zijn daarom elk de helft van een Grote Cirkel
- Voor breedtegraden is alleen de Evenaar een Grote Cirkel
- Andere Grote Cirkels kunnen onder elke hoek over de Aarde worden geplaatst – de enige beperking aan hoe ze geplaatst kunnen worden is dat ze het middelpunt van de Aarde als middelpunt moeten hebben
Waarom al die ophef over Grote Cirkels? Het antwoord is dat voor elk tweetal punten op het aardoppervlak de kortste afstand tussen die punten altijd langs een Grote Cirkel loopt. Als je naar een kaart kijkt, is een Grote Cirkel meestal geen rechte lijn. Dit komt door vervormingen die ontstaan wanneer het aardoppervlak wordt geprojecteerd op een ‘plat stuk papier’.
Uitleg van wat jargon – Tijdzones
Tot de jaren 1890 was het bijhouden van de tijd een plaatselijke aangelegenheid. De meeste mensen regelden hun dag aan de hand van de beweging van de zon – zonsopgang, middag/middag en zonsondergang. Alleen de rijken konden zich klokken veroorloven en in veel plaatsen waren de klokken van het gemeentehuis of de kerkklokken de enige bron van officiële/consistente tijd.
In de late 18e eeuw ontstond met de ontwikkeling van lange-afstandsspoorwegen een probleem – zij moesten volgens een dienstregeling rijden en inconsistente tijden veroorzaakten aanzienlijke problemen. In 1878 stelde de Canadees Sir Sanford Fleming een systeem voor van wereldwijde tijdzones, gebaseerd op de lengtegraden. Met behulp van lengtezones die 15° breed waren, kon hij de aarde in 24 tijdzones verdelen (één voor elk uur van de dag).
De 0° lengtegraad (Greenwich Meridiaan) werd als beginpunt van het systeem gekozen en de 180° lengtegraad was het eindpunt. Naar het oosten toe werd de tijd geleidelijk later op een dag en naar het westen toe werd de tijd geleidelijk vroeger op een dag. Dit resulteerde in het ontstaan van een interessant verschijnsel op de 180° lengtegraad – de Internationale Datumgrens.
Tegen het midden van de negentiende eeuw was dit een overeengekomen internationaal systeem geworden, hoewel sommige landen, om tijdsverschillen tot een minimum te beperken, ervoor hebben gekozen een bepaalde tijd voor hun hele land te kiezen – ongeacht waar de lengtegraden lopen.
Dingen om op te merken op deze kaart zijn:
- Hoe de tijdzones in individuele landen overeenkomen met hun internationale of staatsgrenzen – bijv:
- China, dat vijf tijdzones doorkruist, heeft ervoor gekozen slechts één tijd te gebruiken
- Australië en de Verenigde Staten van Amerika doorkruisen verschillende tijdzones en zij hebben ervoor gekozen deze tijden te gebruiken – maar deze zijn afgestemd op de staats-/grondgebiedsgrenzen
- Frankrijk en Spanje, die in dezelfde tijdzone liggen als het Verenigd Koninkrijk, hebben ervoor gekozen de naburige tijdzone te gebruiken – hetzelfde als de andere landen in continentaal Europa
- De internationale datumgrens volgt niet volledig de 180° lengtegraadlijn – hij zigzagt en zigzagt rond de grenzen van verschillende landen.