Какво е географска дължина?

Longitudes са географски точки на посоката, които идентифицират как на изток или запад е позицията на Земята. Точките са измерени в градуси и символизирани от гръцката буква λ (изписани като ламбда). Също така, има специални линии, които преминават през Северния полюс към свързващите точки на Южния полюс на същите дължини. Тези линии се наричат ​​меридиани. Най-специалният меридиан се нарича първоначален меридиан. Тази конкретна дължина минава през Гринуич в Англия. Задържа позицията нула (0 °) дължина. За да се установи дължината на други места на Земята, местата се измерват с ъгъла на изток или на запад по отношение на меридиана. Тя започва от 0 ° на източната страна до +180, а на запад - с ъгъл до -180. Мястото северно или южно от началния меридиан се измерва с географска ширина. Това може да бъде описано като ъгъл между локалната дължина и екватора.

Важно е да се отбележи, че Земята не е перфектна сфера. Ако това беше перфектна сфера, тогава дължината на определено място би била равна на ъгъла между вертикалната равнина север-юг през това място и равнината на меридиана на Prime / Greenwich. Хубаво е, че Земята не е еднаква, наличието на планини и други неравности на земната повърхност прави възможно преместването на вертикалната равнина на разстояние от оста. Когато се случи пресечната точка между северна и южна равнина и Гринуич / меридиан, се създава ъгъл и този ъгъл образува точната астрономическа дължина. Дължините, които се идентифицират с карти, се формират от ъгъла между меридиана, който минава през Гринуич, и равнина, която преминава перпендикулярно през извивката, избрана за морското равнище на Земята. Това измерване не е много точно, тъй като равнината на Гринуич не преминава през действителното ниво на морето.

Произход и откритие

Историята на дължината е била допринесена от великите умове в областта на астрономията, картографирането и навигацията в продължение на много векове. Тази информация беше и все още е важна. Например, в безопасното планиране на океана, много е необходим начин за определяне на географската дължина и ширина. Процесът на намиране на точни мерки отнема векове и приноса на много велики учени. Най-ранните творби, записани върху изследване на географската дължина, са в 3-ти век пр.н.е. от Ерастостен. Неговата работа по-късно е изградена от един Хипарх през II в. Пр.н.е. 11-ти век разкрива велик ум под името Ал-Бурини, който открива, че земята се върти по оста си, откритие, което е в основата на съвременното схващане за дължината и географската ширина.

Първоначални решения

В преследването на величието нациите трябваше да инвестират в отвъдморска търговия, селища и постове. Поради тази причина необходимостта от идентифициране на местоположението на техните кораби в морето с нейната дължина е от голямо значение. Нации като Франция, Испания и Холандия предложиха големи награди за решаването на проблема с дължината.

Едно от най-ранните решения на проблема с географската дължина се основаваше на пропуски във времето. Методът включва моряците, които определят местното време, като използват слънцето като отправна точка в сравнение с местното им време. Този метод решава предизвикателството за механични часовници, които не работят в морето поради влага и движения в морето.

Британският Карл II стартира Кралската обсерватория през 1675 г., за да разбере дължината на местата, за да помогне на навигаторите. Беше открит метод, наречен Метод на лунното разстояние, където бе записано точното местоположение на звездите, след което движението на Луната по отношение на звездите можеше да се използва за изчисляване на времето в Гринуич. Предизвикателството при този метод беше да се предскажат движенията на Луната и липсата на точни инструменти за наблюдението.

Законът за дължина 1714 година

Годината от 1714 година беше велика година за изследването на дължината. Британското правителство предложи награда от 20 000 британски лири за решение на въпроса за географската дължина с близка половин степен, което е еквивалент на 2 минути. Като мотивация бяха създадени две решения едновременно. Производител на часовници на име Джон Харисън направи първия важен принос чрез създаването на Морския хронометрист H4. По-късно този инструмент е преименуван на морския хронометър. Другите участници са Джон Хадли и германският астроном Тобиас Майер, които са усъвършенствали по-ранните астрономически каталози и инструменти, които да бъдат използвани в метода на лунното разстояние. Астрономът Крал Невил Маскелин направи значителен принос в усилията си за албума на Наутика и борда на географската дължина. Кралската обсерватория остава изпитвателен пункт за морски учени и астрономически наблюдатели. Тези усилия допринесоха за Гринуич да се превърне в референтен първи меридиан.

Изчисления за дължина

Географската дължина се обозначава с ъглово измерване, започващо от 0 ° до + 180 ° на изток и -180 ° на запад. Ламбда (λ) е използвана за обозначаване на места, разположени на изток или на запад от началния меридиан. Всяка градусова дължина освен е разделена на 60 минути и една минута на свой ред е разделена на 60 секунди. За целите на точността секундите се улавят с десетични знаци като такива 23 ° 27, 5 ′ E. Тази позиция може да бъде записана и като десетична дроб като 23.45833 ° E. Ъгловата част също може да бъде предадена като радиани, които да се използват в изчисленията като подписана фракция от π (pi) или неподписана част от 2 π. По време на изчисленията суфиксът запад / изток се пада, за да бъде заменен с отрицателния символ (-) на запад от началния меридиан, докато положителният знак (+) се използва за означаване на места източно от началния меридиан. След това се използва пресечна точка на определена дължина и специфична ширина, за да се изчисли позицията на място на Земята.

За да се определи дължината на дадено място, се изчислява времевата разлика между това място и универсалното координирано време (UTC). Скоростта на движение на слънцето по небето = броят на градусите в кръг / брой часове на ден = 360 ° 24 часа = 15 ° на час. Следователно, за човек 4 часа преди UTC, този човек е близо 60 ° дължина (4 часа × 15 ° на час = 60 °). За да бъдем точни в това изчисление, трябва да имаме хронометър, фиксиран в UTC, и също така да можем да определим местното време, използвайки астрономически наблюдения или слънчеви средства.

Сингулярност и прекъсване на дължината

В математиката сингулярността може да се дефинира като точка, в която не може да се дефинира математическа единица или тя не може да се държи по специфичен нормализиран начин на такива единици, докато прекъсването се дефинира като липса на продължаване на дадена функция в дадена точка в нейната област. Докато правите изчисления, е важно да знаете, че дължината е единствено в полюсите, така че изчисленията може да не са много точни в тези точки. Точката ± 180 ° Меридиан представлява форма на прекъсване, която трябва да бъде внимателно обработена. За да се предскажат и избегнат грешки в изчисленията, географската дължина и ширина могат да бъдат заменени с представяне на хоризонтално положение по време на изчисленията.

Влияние на тектонските плочи върху Latitude

Тектоничните плочи непрекъснато се движат със скорост 50-100 мм годишно. Това означава, че различните места на Земята винаги се движат във връзка един с друг. Тези движения увеличават надлъжните разстояния между две точки на всяко определено място. Например, разликата между Уганда на Африканската плоча и Еквадор в южноамериканската плоча се увеличава с около 0.0014 дъгови секунди годишно. За да се намали промяната в географската дължина или ширина между мястото на една и съща плоча, може да се използва референтна рамка, където точките / координатите са фиксирани върху единична плоча като NAD83 за Северна Америка.

Дължина на дължина

Дължината в мили или всяко друго измерване на градус между дължини зависи единствено от радиуса на ширината на кръга. Тъй като градусите на географските ширини са успоредни, ще откриете, че разстоянието между всяка степен на географски ширини ще остане почти постоянно. От друга страна, тъй като степените на дължини са по-широки по-близо до екватора и по-близо до полюсите, разстоянието между две надлъжни точки варира значително. Приблизителната степен на географските ширини е 69 мили една от друга, но тази цифра варира в диапазона от 68, 703 мили близо до екватора до около 69, 407 в близост до полюсите. Една степен на дължината е записана като най-висока на екватора при 69, 172 мили на екватора. Тази цифра постепенно намалява до 0 в полюсите, докато дължините се сливат в едно.