Географическая широта и долгота. Что такое широта и долгота в географии

Каждое место на земле может быть идентифицировано глобальной системой координат широты и долготы. Зная эти параметры, легко найти любое местоположение на планете. В этом вот уже несколько столетий подряд помогает людям система координат.

Исторические предпосылки возникновения географических координат

Когда люди стали путешествовать на большие расстояния по пустыням и морями, им нужен был способ зафиксировать свое положение и знать, в каком направлении двигаться, чтобы не заблудиться. Прежде чем появились широта и долгота на карте, финикийцы (600 г. до н. э.) и полинезийцы (400 г. н. э.) использовали звездное небо для вычисления широты.

На протяжении веков были разработаны довольно сложные устройства, такие как квадрант, астролябия, гномон и арабский камаль. Все они использовались для измерения высоты солнца и звезд над горизонтом и тем самым измерения широты. И если гномон — это всего лишь вертикальная палка, которая бросает тень от солнца, то камаль - очень своеобразное приспособление.

Он состоял из прямоугольной деревянной дощечки размером 5,1 на 2,5 см, к которой через отверстие в середине была прикреплена веревка с несколькими одинаково расположенными узлами.

Этими инструментами определяли широту даже после изобретения до того времени, пока не изобрели надежный метод определения широты и долготы на карте.

Навигаторы на протяжении сотен лет не имели точного представления о местоположении из-за отсутствия понятия значения долготы. В мире не существовало точного устройства времени, такого как хронометр, поэтому расчет долготы был просто невозможным. Не удивительно, что ранняя навигация была проблематичной и часто приводила к кораблекрушениям.

Без сомнения, пионером революционной навигации был капитан Джеймс Кук, который путешествовал по просторам Тихого океана благодаря техническому гению Генри Томасу Харрисону. В 1759 году Харрисон разработал первые навигационные часы. Сохраняя точное среднее время по Гринвичу, часы Харрисона позволяли морякам определить, сколько часов было в точке и в точке нахождения, после чего стало возможным определить долготу от востока до запада.

Географическая система координат

Географическая система координат определяет двумерные координаты, основанные на поверхности Земли. Он имеет угловую единицу измерения, первичный меридиан и экватор с нулевой широтой. Земной шар условно разделен на 180 градусов широты и 360 градусов долготы. Линии широты размещаются параллельно экватору, на карте они горизонтальные. Линии долготы соединяют Северный и Южный полюса, на карте они вертикальные. В результате наложения образовываются географические координаты на карте - широта и долгота, с помощью которых можно определить положение на поверхности Земли.

Эта географическая сетка дает уникальную широту и долготу для каждой позиции на Земле. Чтобы повысить точность измерений, они дополнительно подразделяются на 60 минут, а каждая минута - на 60 секунд.

Экватор расположен под прямым углом к оси Земли, примерно посередине между Северным и Южным полюсами. При угле 0 градусов он используется в географической системе координат как отправная точка для вычисления широты и долготы на карте.

Широта определяется как угол между экваториальной линией центра Земли и местоположением ее центра. Северный и Южный полюс имеют угол ширины 90. Чтобы отличить места в Северном полушарии от Южного полушария, ширина дополнительно предоставляется в традиционном написании с N для севера или S для юга.

Земля наклонена примерно на 23,4 градуса, поэтому, чтобы найти широту в летнее солнцестояние, нужно добавить 23,4 градуса к углу, который измеряют.

Как определить широту и долготу на карте во время зимнего солнцестояния? Для этого нужно вычесть 23,4 градуса от угла, который измеряется. А в любой другой промежуток времени нужно определить угол, зная, что он изменяется на 23,4 градуса каждые шесть месяцев и, следовательно, около 0,13 градуса в день.

В северном полушарии можно рассчитать угол наклона Земли и, следовательно, широту, взглянув на угол Полярной звезды. На Северном полюсе он будет на 90 от горизонта, а на экваторе он будет прямо впереди наблюдателя, 0 градусов от линии горизонта.

Важные широты:

• Северный и Южный полярные круги, каждый находится на 66 градусе 34 минуты северной и, соответственно, южной широты. Эти широты ограничивают области вокруг полюсов, где солнце не устанавливается в летнее солнцестояние, поэтому там преобладает полуночное солнце. В зимнее солнцестояние солнце здесь не поднимается, наступает полярная ночь.
• Тропики находятся на 23 градусе 26 минуте в северной и южной широтах. Эти широтные круги отмечают солнечный зенит летним солнцестоянием северного и южного полушария.
• Экватор лежит на широте 0 градусов. Экваториальная плоскость проходит примерно в середине оси Земли между северным и южным полюсами. Экватор - это единственный круг широты, соответствующий окружности Земли.

Широта и долгота на карте - важные географические координаты. Долготу намного сложнее рассчитать, чем широту. Земля вращается на 360 градусов в день, или 15 градусов в час, поэтому существует прямая связь между долготой и временем, когда солнце поднимается и опускается. Гринвичский меридиан обозначается 0 градусом долготы. Солнце устанавливает час раньше каждые 15 градусов к востоку от этого и на час позже через каждые 15 градусов на запад. Если знать разницу между временем заката местоположения и другим известным местом, то можно понять, как далеко от него находится восток или запад.

Линии долготы проходят с севера на юг. Они сходятся на полюсах. И координаты долготы находятся между -180 и +180 градусами. Гринвичский меридиан является нулевой линией долготы, которой измеряют направление «восток-запад» в системе географических координат (таких как широта и долгота на карте). Фактически нулевая линия проходит через Королевскую обсерваторию в Гринвиче (Англия). Гринвичский меридиан как нулевой является отправной точкой для расчета долготы. Долгота задается как угол между центром нулевого меридиана центра Земли и центром центра Земли. Гринвичский меридиан имеет угол 0, а противоположная долгота, вдоль которой проходит линия даты, имеет угол 180 градусов.

Как найти широту и долготу на карте?

Определение точного географического положения на карте зависит от ее масштаба. Для этого достаточно иметь карту с масштабом 1/100000, или лучше - 1/25000.

Вначале определяют долготу D по формуле:

D =G1 + (G2 - G1) * L2 / L1,

где G1, G2 - величина правого и левого ближайших меридианов в градусах;

L1 - расстояние между этими двумя меридианами;

Расчет долготы, например, для г. Москвы:

G1 = 36°,

G2 = 42°,

L1 = 252,5 мм,

L2 = 57,0 мм.

Искомая долгота = 36 + (6) * 57,0 / 252,0 = 37° 36".

Определяем широту L, она определяется по формуле:

L =G1 + (G2 - G1) * L2 / L1,

где G1, G2 - величина нижней и верхней ближайшей широты в градусах;

L1 - расстояние между этими двумя широтами, мм;

L2 - расстояние от точки определения к левому ближайшему.

Например, для г. Москвы:

L1 = 371,0 мм,

L2 = 320,5 мм.

Искомая ширина L = 52 "+ (4) * 273,5 / 371,0 = 55 ° 45.

Проверяем правильность вычисления, для этого надо по онлайн-сервисам в интернете найти координаты широты, долготы по карте.

Устанавливаем, что географические координаты для г. Москвы соответствуют проведенным вычислениям:

1. 55° 45" 07" (55° 45" 13) северной широты;
2. 37° 36" 59" (37° 36" 93) восточной долготы.

Определение координат местонахождения с помощью iPhone

Ускорение темпа научно-технического прогресса на современном этапе привело к революционным открытиям мобильной техники, с помощью которой стало доступным быстрое и более точное определение географических координат.

Для этого существуют различные мобильные приложения. В телефонах iPhone это очень легко сделать с использованием приложения Compass.

Порядок определения:

1. Для этого нажмите «Настройки», а затем - «Конфиденциальность».
2. Теперь нажмите «Службы местоположения» на самом верху.
3. Прокрутите вниз до тех пор, пока вы не увидите компас и не коснетесь его.
4. Если вы видите, что он сообщает «При использовании на правой стороне», можно начинать определение.
5. Если нет, коснитесь его и выберите «При использовании приложения».
6. Откройте приложение Compass, и вы увидите свое текущее местоположение и текущие координаты GPS в нижней части экрана.

Определение координат в телефоне Android

К сожалению, Android не имеет официального встроенного способа получить GPS-координаты. Тем не менее есть возможность получить координаты Google Maps, что требует некоторых дополнительных шагов:

1. Откройте Google Maps на устройстве Android и найдите необходимую точку определения.
2. Нажмите и удерживайте ее в любом месте экрана и перенесите на Карты Google.
3. В нижней части появится информационная или подробная карта.
4. Найти опцию Share на информационной карте в верхнем правом углу. Это вызовет меню с опцией Share.

Такую настройку можно выполнить в Google Maps на iOS.

Это отличный способ получить координаты, который не требует устанавливать какие-либо дополнительные приложения.

Умение «читать» карту - очень интересное и полезное занятие. Сегодня, когда с помощью инновационных технологий можно виртуально посетить любой уголок мира, владение такими навыками встречается очень редко. Географическая широта изучается в школьной программе, но без постоянной практики нельзя закрепить теоретические знания, получаемые в общеобразовательном курсе. Картографические навыки развивают не только и воображение, но и являются необходимой базой для многих сложных дисциплин. Желающим приобрести профессию штурмана, геодезиста, архитектора и военного просто необходимо знать основные принципы работы с картой и планом. Определение географической широты - обязательный навык, которым должен владеть любитель реальных путешествий и просто образованный человек.

Глобус

Прежде чем перейти к алгоритму величин, необходимо более подробно познакомиться с глобусом и картой. Потому что именно на них и придётся тренировать свои навыки. Глобус - это уменьшенная модель нашей Земли, на которой изображена её поверхность. Автором самой первой модели считают М. Бехайма - создателя знаменитого «Земного яблока» в 15 веке. История развития картографических знаний располагает сведениями и о других знаменитых глобусах.

• Мультитач. Эта интерактивная модель - современное изобретение, которое позволяет «побывать» в любой точке мира, не затрачивая много времени и усилий!
• Небесный. Этот глобус показывает расположение космических светил - зеркально. Ведь когда мы любуемся прекрасным ночным небом, мы находимся «внутри» купола, а на данный глобус вынуждены смотреть снаружи!
• У одного из коллекционеров - Ш.Миссине - хранится глобус выточенный из яйца страуса. Это одна из самых первых карт данного материка.

На глобусе можно точно определить географическую широту, ведь на нём меньше всего искажений. Но для большей достоверности необходимо пользоваться специальной гибкой линейкой.

Карты

Глобус не очень удобно брать с собой в путешествие, к тому же он становится тем бесполезнее, чем меньше у него размер. И со временем люди стали пользоваться картой. Она, конечно же, имеет больше погрешностей, так как на листе бумаги очень трудно достоверно изобразить выпуклую форму Земли, но более удобна и проста в использовании. Карты имеют несколько классификаций, но мы остановимся на их различии по масштабу, так как говорим о приобретении навыков определения координат.

• Крупномасштабные. Так называются чертежи с масштабом (М) от 1:100 000 до 1:10 000. Если карта имеет М 1:5 000, и крупнее, то она уже называется планом.
• Среднемасштабные. Так называют чертежи поверхности Земли, которые имеют ММ от 1:1 000 000 до 1:200 000.
• Мелкомасштабные. Это чертежи с М 1:1 000 000 и меньше, например - ММ 1:2 000 000, 1:50 000 000 и др.

На крупномасштабной карте легче всего определяется географическая широта, так как изображение на неё наносится более подробно. Это происходит вследствие того, что линии градусной сетки располагаются на небольшом расстоянии.

Географическая широта

Так называют угол между нулевой параллелью и отвесной линией в заданной точке. Полученное значение может быть только в пределах 90 градусов. Важно помнить: экватор делит нашу Землю на южное и Поэтому широта всех точек Земли, которые располагаются выше будет северной, а ниже - южной. Как определить географическую широту объекта? Необходимо внимательно посмотреть, на какой параллели он расположен. Если она не обозначена, то необходимо вычислить, каково расстояние между соседними линиями и определить градус искомой параллели.

Географическая долгота

Это меридиана конкретной точки Земли и который имеет название Гринвичский. Все объекты, находящиеся справа от него, считаются восточными, а слева - западными. Долгота показывает, на каком меридиане располагается искомый объект. Если определяемая точка не находится на обозначенном на карте меридиане, то поступаем так же, как и в случае определения нужной параллели.

Географический адрес

Он имеется у любого объекта на нашей Земле. Пересечение параллелей и меридианов на карте или глобусе называют сеткой (градусной), по которой и определяются координаты искомой точки. Зная их, можно не только определить место, где располагается объект, но и соотнести его положение с другими. Владея информацией о географическом адресе конкретной точки, можно правильно наносить границы территорий на контурные карты.

Пять главных широт

На любой карте выделяются основные параллели, которые облегчают определение координат. Территории, которые находятся между этими главными широтными линиями, в зависимости от местоположения, могут входить в следующие области: заполярье, тропики, экваториальные и умеренные.

• Экватор - это самая протяжённая параллель. Длина линий, расположенных выше или ниже него, становится меньше к полюсам. Чему равна географическая широта экватора? Она равняется 0 градусов, так как считается точкой отсчёта параллелей к северу и югу. Территории, которые расположены от экватора до тропиков, называют экваториальными областями.

• Северный тропик - основная параллель, которая всегда отмечается на мировых картах Земли. Она располагается на 23 градуса 26 минут и 16 секунд севернее экватора. Другое название этой параллели - Тропик Рака.
• Южный тропик - параллель, которая расположена на 23 градуса 26 минут и 16 секунд южнее экватора. Она также имеет второе название - Тропик Козерога. Территории, которые расположены между этими линиями и экватором, называются тропическими областями.
• располагается выше экватора на 66 градусов 33 минуты и 44 секунды. Он ограничивает территорию, за которой увеличивается время ночи, ближе к полюсу она достигает 40 суток.

• Южный полярный круг. Его географическая широта равняется 66 градусам 33 минутам и 44 секундам. Эта параллель также является границей, за которой начинаются такие явления, как полярные ночь и день. Территории, которые расположены между этими линиями и тропиками, называются умеренными областями, а за ними - полярными.

И находить точное местоположение объектов на земной поверхности позволяет градусная сеть — система параллелей и меридианов. Она служит для определения географических координат точек земной поверхности — их долготы и широты.

Параллели (от греч.parallelos — идущий рядом) — это линии, условно проведенные на земной поверхности параллельно экватору; экватор — линия сечения земной поверхности изображаемой плоскостью, проходящей через центр Земли перпендикулярно оси ее вращения. Самая длинная параллель — экватор; длина параллелей от экватора к полюсам уменьшается.

Меридианы (от лат.meridianus - полуденный) — линии, условно проведенные на земной поверхности от одного полюса до другого по кратчайшему пути. Все меридианы равны по длине.Все точки данного меридиана имеют одинаковую долготу, а все точки данной параллели — одинаковую широту.

Рис. 1. Элементы градусной сети

Географическая широта и долгота

Географическая широта точки — это величина дуги меридиана в градусах от экватора до заданной точки. Она изменяется от 0° (экватор) до 90° (полюс). Различают северную и южную широты, сокращенно с.ш. и ю.ш. (рис. 2).

К югу от экватора любая точка будет иметь южную широту, а к северу от экватора — северную. Определить географическую широту любой точки — это значит определить широту параллели, на которой она находится. На картах широту параллелей подписывают на правой и левой рамках.

Рис. 2. Географическая широта

Географическая долгота точки — это величина дуги параллели в градусах от начального меридиана до заданной точки. Начальный (нулевой, или Гринвичский) меридиан проходит через Гринвичскую обсерваторию, находящуюся недалеко от Лондона. К востоку от этого меридиана долгота всех точек восточная, к западу — западная (рис. 3). Долгота изменяется от 0 до 180°.

Рис. 3. Географическая долгота

Определить географическую долготу любой точки — это значит определить долготу меридиана, на котором она находится.

На картах долготу меридианов подписывают на верхней и нижней рамках, а на карте полушарий — на экваторе.

Широта и долгота любой точки Земли составляют ее географические координаты. Так, географические координаты г. Москвы 56° с.ш. и 38° в.д.

Географические координаты городов России и стран СНГ

Определить местоположение точки на планете Земля, как и на любой другой планете сферической формы, возможно с помощью географических координат – широты и долготы. Пересечения под прямым углом кругов и дуг создают соответствующую сетку, что позволяет однозначно определить координаты. Наглядный пример – обыкновенный школьный глобус, разлинованный горизонтальными кругами и вертикальными дугами. О том, как пользоваться глобусом будет рассказано ниже.

Данная система измеряется в градусах (градус угла). Угол рассчитывается строго от центра сферы до точки на поверхности. Относительно оси, градус угла широты рассчитывается по вертикали, долготы – по горизонтали. Для вычисления точных координат существуют специальные формулы, где не редко встречается еще одна величина – высота, которая служит в основном для представления трехмерного пространства и позволяет производить вычисления для определения положения точки относительно уровня моря.

Широта и долгота – термины и определения

Земная сфера разделена воображаемой горизонтальной линией на две равные части света – северное и южное полушария – на положительный и отрицательный полюса соответственно. Так введены определения северной и южной широт. Широта представляется в виде параллельных относительно экватора кругов, называемых параллелями. Сам экватор со значением 0 градусов выступает отправной точкой для измерений. Чем ближе параллель к верхнему или нижнему полюсу, тем меньше ее диаметр и тем выше или ниже угловой градус. Например, город Москва расположен на 55-м градусе северной широты, что определяет местонахождение столицы как приблизительно равноудаленное и от экватора, и от северного полюса.

Меридиан – так называется долгота, представляемая в виде вертикальной дуги строго перпендикулярной кругам параллели. Сфера разделена на 360 меридианов. Точкой отсчета является нулевой меридиан (0 градусов), дуги которого проходят по вертикали через точки северного и южного полюсов и распространяются в восточном и западном направлениях. Таким образом определяется угол долготы от 0 до 180 градусов, вычисляемый значениями от центра до крайних точек к востоку или югу.

В отличие от широты, точкой отсчета которой служит экваториальная линия, любой меридиан может быть нулевым. Но для удобства, а именно удобства отсчета времени, определили гринвичский меридиан.

Географические координаты – место и время

Широта и долгота позволяют назначать тому или иному месту на планете точный географический адрес, измеряемый градусами. Градусы, в свою очередь, делятся на меньшие величины, такие как минуты и секунды. Каждый градус дробится на 60 частей (минут), а минута – на 60 секунд. На примере Москвы запись выглядит так: 55° 45′ 7″ N, 37° 36′ 56″ E или 55 градусов, 45 минут, 7 секунд северной широты и 37 градусов, 36 минут, 56 секунд южной долготы.

Интервал между меридианами составляет 15 градусов и около 111 км по линии экватора – такое расстояние Земля, вращаясь, проходит за один час. Для полного оборота, составляющего сутки, потребуется 24 часа.

Используем глобус

Модель Земли точно передана на глобусе с реалистичной прорисовкой всех материков, морей и океанов. В качестве вспомогательных линий проведены на карте глобуса параллели и меридианы. Практически любой глобус имеет в своей конструкции серпообразную меридиану, которая устанавливается на основании и служит вспомогательным мерилом.

Меридианная дуга оснащена специальной градусной шкалой, по которой определяется широта. Долготу можно узнать посредством еще одной шкалы – обруча, горизонтально установленного на уровне экватора. Отметив пальцем искомое место и вращая глобус вокруг своей оси к вспомогательной дуге, фиксируем значение широты (в зависимости от местонахождения объекта она окажется либо северной, либо южной). Затем отмечаем данные шкалы экватора в месте ее пересечения с меридианной дугой и определяем долготу. Узнать – восточная это или южная долгота, можно только относительно нулевого меридиана.

Географические координаты состоят из двух составляющих: широты и долготы, угловых величин, используя которые каждый человек может определить месторасположение любого объекта на карте мира. Изучением широты и долготы земного шара занимались еще в древние времена.

Понятие географической широты

Широта представляет собой географическую координату в числе систем сферических координат, которая определяет точки, расположенные на поверхности Земли относительно экватора. Географическую широту объектов, которые расположены в северном полушарии считают положительной, в южном полушарии – отрицательной.

В географии существует понятие южных и северных широт. Определить какая широта является южной, а какая северной просто: если точка двигается от экватора в сторону Северного полюса, она попадает в зону северных широт.

Широты на карте изображают линиями, идущими параллельно экватору и друг другу, отсюда и название этих линий – параллели. Расстояние между параллелями измеряется не в километрах, а в градусах, в минутах и секундах.

Каждый градус состоит из 60 минут, 1 минута – из 60 секунд. Экватор является нулевой широтой, Северный и Южный полюс расположен на 90 градусе северной и 90 градусе южной широты соответственно.

Один градус географической долготы равен 1/360 длины экватора.

Понятие географической долготы

Долгота – это координата в системе географических координат, которая определяет месторасположение точки относительно нулевого меридиана. Благодаря долготе мы можем узнать положение предмета относительно запада и востока.

В географической науке нулевой точкой отсчета географической долготы принято считать Гринвичскую лабораторию, которая расположена на востоке Лондона (Гринвичский меридиан).

Линии, которые определяют долготу, называются меридианами. Все меридианы пролегают перпендикулярно линии экватора. Все меридианы пересекаются в двух точках – на Северном и Южном полюсе.

Территории, которые расположены на востоке от Гринвичского меридиана называются областью восточных долгот, территории в западном направлении – область западных долгот.

ольшинство материков находится в области восточных долгот, исключением являются только два континента – Южная и Северная Америка. Точки, которые располагаются на меридианах, имеют одинаковую долготу, но разную широту.

1/ 180 часть меридиана является одним градусом широты. Средняя длина одного градуса широты становит примерно 111 км. Показатели восточной долготы считают положительными, показатели западной долготы – отрицательными.