Ось пересекает поверхность земли. Географические координаты

Большая полуось а = 6 378 245 м.

Малая полуось b = 6 356 863,019 м.

Радиус шара одинакового объема с эллипсоидом Красовского R = 6 371 110 м.

Радиус шара одинаковой поверхности с эллипсоидом Красовского R = 6 371 116 м.

Радиус шара одинаковой окружности большого круга с длиной меридиана эллипсоида Красовского R = 6 367 559 м.

Радиус шара, одна минута дуги большого круга которого равна морской миле(1852 м)R = 6 366 707 м.

При решении задач, не требующих высокой точности, сжатием Земли пренебрегают, т.е. принимают Землю за шар .

Радиус шара выбирают исходя из определенных условий. Например, при измерении расстояний на море, радиус шараR = 6366 км 707 м (L Э = 39 983 км).

R СР = 6371,1 км (L Э = 40 010,5 км).

2. Основные точки, линии и плоскости Земли

Рис. 2.1. Основные точки, линии и плоскости Земли

Земная ось (рис. 2.1) – воображаемая прямая, вокруг которой Земля совершает свое суточное вращение (≈ 0,5 км/с = 0,464 км/с).

Эта ось (P N P S ) совпадает с малой осью земного эллипсоида и пересекает поверхность эллипсоида в двух точках, называемыхгеографическими полюсами Земли: –северный – P N , – южный – P S .

Северным географическим полюсом (P N ) принято считать тот, со стороны которого собственное вращение Земли усматривается против часовой стрелки.

Южный географический полюс (P S ) – полюс, противоположный северному.

Плоскость экватора – плоскость, перпендикулярная земной оси и проходящая через центр шара (эллипсоида).

Земной экватор – линия (окружность), образующаяся от пересечения поверхности эллипсоида плоскостью экватора.

Земной экватор (линия ЕАQБ ) делит земной шар на два полушария:

северное полушарие (с P N );

южное полушарие (с P S ).

Плоскости параллелей – плоскости, параллельные плоскости экватора.

Параллели – малые круги, образующиеся на поверхности земного эллипсоида при пересечении его плоскостями параллелей.

Нормаль (отвесная линия) – прямая, совпадающая с направлением силы тяжести в данной точке. Для т.С – нормалью является прямая линияСОС′ , проходящая через центр Земли.

Плоскости истинных меридианов – плоскости, проходящие через ось Земли (P N P S ).

Меридиан, проходящий через место наблюдателя, принято называть истинным (географическим) меридианом наблюдателя

3. Основные линии и плоскости наблюдателя

Рис. 2.2. Основные линии и плоскости наблюдателя

Наблюдаемая человеком поверхность Земли воспринимается как плоская, поэтому для ориентирования на небольшом участке поверхности Земли пользуются определенными воображаемыми линиями и плоскостями. С помощью этих линий и плоскостей решаются многие навигационные задачи.

Для ориентирования в любой точке поверхности Земли используются следующие линии и плоскости, связанные с местом наблюдателя.

Вертикальная (отвесная) линия – прямаяZn , совпадающая с направлением силы тяжести в месте наблюдателя.

Зенит наблюдателя – точкаZ пересечения вертикальной линии с воображаемой небесной сферой над головой наблюдателя.

Надир наблюдателя – точкаn пересечения вертикальной линии с воображаемой небесной сферой под наблюдателем.

Горизонтальная плоскость – любая плоскость, перпендикулярная отвесной линии.

Плоскость истинного горизонта наблюдателя – горизонтальная плоскостьHH ’ , проходящая через глаз наблюдателя.

Вертикальная плоскость (плоскость вертикала) – любая плоскость, проходящая через отвесную линию.

Плоскость истинного меридиана наблюдателя – вертикальная плоскостьMM ’ , проходящая через полюсы Земли и место наблюдателя.

Истинные (географические) меридианы – линии (окружности), образующиеся на поверхности эллипсоида при пересечении его плоскостями истинных меридианов.

Меридиан наблюдателя – большой кругР N A Р S , образованный сечением поверхности Земли плоскостью истинного меридиана наблюдателя.

Линия истинного меридиана наблюдателя (полуденная линия) – линияNS пересечения плоскости истинного меридиана наблюдателя с плоскостью истинного горизонта наблюдателя.

Начальный (нулевой, Гринвичский) меридиан .

По Международному Соглашению с 1884 г. за начальный (нулевой) меридиан принят меридиан Гринвича – меридиан, проходивший через ось главного телескопа прежней Гринвичской обсерватории (существовала 278 лет 1675÷1953 гг.) в предместье г. Лондона (Англия).

С 1953 г. новая Гринвичская обсерватория размещена в замке Херстмонсо (юг Англии в 15 км от побережья пролива Ла-Манш к востоку от нулевого меридиана на 20′25″).

Нулевой (Гринвичский) меридиан делит земной шар на восточное и западное полушария.

Главные направления.

Пересечение плоскости истинного меридиана наблюдателя и плоскости первого вертикала с плоскостью истинного горизонта образует в плоскости истинного горизонта две взаимно перпендикулярные линии N–SиE–W. ЛинияN–Sявляется полуденной линией. Она фиксирует направление на северный и южный географические полюсы. ЛинияE–Wопределяет направление восток – запад. Четыре взаимно перпендикулярных направления в плоскости истинного горизонта:N(норд),S(зюйд),E(ост - ист),W(вест) образуют главные направления. Относительно этих направлений и осуществляется ориентирование на поверхности Земли.

Такая система линий и плоскостей называется горизонтной системой координат.

Земная ось пересекает поверхность планеты в точках географических полюсов.

Географические полюса

Как известно, полюсов Земли два: Северный (находится в акватории Ледовитого океана в центральной части Арктики) и Южный (находится на континенте Антарктика). Эти места не принадлежат ни одному государству.

Южный полюс является самой южной точкой планеты, а Северный, соответственно, - самой северной. Человек, стоящий точно на полюсе (например, на Южном), любой шаг делает в сторону севера.

Участки, окружающие полюса, являются самыми холодными на планете и называются Заполярьем. Также здесь есть два сезона года: полярная ночь и полярный день. Это связано с тем, что освещенность здесь отличается от остальной части планеты из-за отклонения земной оси от плоскости орбиты примерно на 20°.

Покорение полюсов

Покорение полюсов проходило очень медленно и произошло только в начале двадцатого века. Северный полюс покорить люди пробовали еще с семнадцатого-восемнадцатого века, поскольку все континенты вокруг были давно заселены и плавания в южных частях Ледовитого океана происходили в течение веков. Однако за короткое Арктическое лето по морю доплыть туда не удавалось, а ледоколов тогда еще не существовало.

В связи с этим Северный полюс был освоен только в 1909 году. Успех экспедиции первооткрывателя Роберта Пири был гарантирован, во многом, тем, что исходной точкой был выбран северный берег Гренландии, расположенной ближе всех к полюсу. Другие же исследователи пытались достигнуть Арктики из Европы, и у них просто не хватало припасов, чтобы завершить поход.

Среди прочих известных путешественников, пытавшихся достигнуть Северного полюса, были:

• Ф. Нансен.
• У. Парри.
• Ф. Кук.
• Ч. Холл.

Исследования же Антарктики начались гораздо позже, т.к. сам континент был открыт только в первой половине девятнадцатого века. Его достигла русская экспедиция Беллинсгаузена. Лишь через несколько десятилетий после этого люди впервые вступили на землю Антарктики. В 1911 году сразу несколько первопроходцев отправились к полюсу, и в итогепобеда осталась за норвежцем Р. Амундсена.

Географические координаты - числа, с помощью которых указывают положение произвольной точки на поверхности или вблизи поверхности Земли. Эти числа называют долготой и широтой.

Система географических координат определяется по отношению к некоторым основным точкам и линиям на поверхности земного шара. Две из таких точек - полюса Земли. Географическими полюсами Земли называются точки, в которых ось вращения Земли пересекает поверхность земного шара. Тот из двух полюсов, при наблюдении с которого вращение Земли происходит против часовой стрелки, называется Северным. Противоположный полюс называется Южным.

Плоскость, проходящая через центр Земли перпендикулярно оси вращения, называется плоскостью экватора Земли. Окружность, по которой эта плоскость пересекает поверхность Земли, называется экватором. Экватор делит земной шар на два равных полушария: Северное и Южное.

Плоскость, проходящая через произвольную точку М земной поверхности и ось вращения Земли, пересекает земную поверхность по линии, называемой меридианом точки М. Меридианы в совокупности образуют систему воображаемых линий, соединяющих Северный и Южный географические полюсы. Положение каждого меридиана определено по отношению к тому или иному меридиану, принятому за начальный. Начальный меридиан и экватор - вот основные линии, с помощью которых задается система географических координат.

В разное время в качестве начального принимались разные меридианы. С 1634 г. он проводился через остров Ферро. Этот крохотный островок считается самым западным пунктом Старого Света, и таким образом начальный меридиан символически разделил на два полушария страны Старого и Нового Света.

С 1884 г. по решению Международной меридианной конференции начальным условились считать тот меридиан, который проходит через одну из старейших в мире астрономических обсерваторий - Гринвичскую обсерваторию, в то время располагавшуюся на окраине Лондона.

Двугранный угол между плоскостями начального меридиана и меридиана заданной точки на земной поверхности представляет собой одну из географических координат - долготу. Географическая долгота может отсчитываться или к востоку (восточная долгота), или к западу (западная долгота) от начального меридиана.

Чтобы отличить друг от друга точки, лежащие на одном меридиане, вводят вторую географическую координату - широту. Широтой называют угол, который образует проведенная в данном месте поверхности Земли отвесная линия с плоскостью экватора.

Для точек в Северном полушарии Земли широты считаются положительными, или северными; для точек в Южном полушарии - отрицательными, или южными.

Широты могут иметь значения от -90° до +90° (или от 90° южной широты до 90° северной широты).Термины «долгота» и «широта» дошли до нас от древних мореходов, давших описание длины и ширины Средиземного моря. Та координата, которая соответствовала измерениям длины Средиземного моря, стала долготой, а та, которая соответствовала ширине, стала современной широтой.

Определение широты, как и определение направления меридиана, тесно связано с наблюдением звезд. Уже астрономы древности доказали, что высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места.

Линия на поверхности Земли, соединяющая точки с одинаковыми широтами, получила название параллели. Плоскость любой параллели параллельна плоскости земного экватора. Среди параллелей особое место занимают тропики и полярные круги.

Солнце в течение года совершает обход небесной сферы, двигаясь по эклиптике, наклоненной к небесному экватору (см. Небесная сфера) под углом 23,5°. В день весеннего равноденствия оно находится в точке пересечения эклиптики с небесным экватором и поэтому в полдень наблюдается в зените на земном экваторе.

День ото дня Солнце смещается по эклиптике в северное полушарие неба, его склонение (см. Небесные координаты) возрастает, и в последующие дни в полдень оно проходит над головой уже не на экваторе Земли, а на широте, численно равной склонению Солнца. Так продолжается до дня летнего солнцестояния, когда склонение Солнца достигает максимального значения +23,5°. В этот день оно единственный раз в году проходит в полдень через зенит на северной параллели +23,5°. Эту параллель называют Северным тропиком, или тропиком Рака (по названию зодиакального созвездия, в котором в древности находилась точка летнего солнцестояния). В день летнего солнцестояния зона полярного дня вокруг Северного полюса Земли распространяется до параллели +66,5°, которую называют Северным полярным кругом (см. Долгота дня).

Через полгода, в день зимнего солнцестояния, Солнце, склонение которого принимает значение -23,5°, единственный раз в году проходит над головой на широте Южного тропика, или тропика Козерога, т. е. на параллели с широтой -23,5°. Южная параллель с широтой -66,5° называется Южным полярным кругом.

Астрономическое определение одной из географических координат - широты - выполняется сравнительно просто. Для этого, как указывалось выше, достаточно определить высоту полюса над горизонтом. Астрономы древности это умели делать уже в III в. до н. э. Измерение же долготы сопряжено с гораздо большими трудностями. Только из одних астрономических наблюдений, без привлечения дополнительных сведений долготу не умели определять ни в древности, ни в средние века. С этим связано, в частности, великое заблуждение Христофора Колумба, который из-за ошибок в определении долготы, открыв Багамские острова, полагал, что он плавает вблизи оконечности Азии.

Географическая долгота получается как раз1 ность местного времени (см. Измерение времени) данного пункта и местного времени исходного, принятого за нулевой меридиана.

Прежде для определения долготы вели наблюдения явлений, которые происходят практически одновременно на обширных территориях земной поверхности, например солнечных и лунных затмений либо же затмений спутников Юпитера.

Выполнялось это так. Астрономы, работавшие на нулевом меридиане, пользуясь результатами многолетних наблюдений, предвычисляли те моменты, в которые нужное явление происходит по местному времени нулевого меридиана. Эти предвычисления публиковались в специальных таблицах. В дальнейшем астроном-мореплаватель или астроном-путешественник из своих измерений устанавливал тот момент местного времени, когда ожидаемое явление произошло в пункте наблюдений. Результат сравнивался с данными таблицы. Поскольку выбранное для наблюдений явление должно было происходить одновременно для всех частей Земли, то разность местного времени в походном пункте наблюдений и местного времени, указанного в таблице для нулевого меридиана, соответствовала разности долгот. Гораздо более удобный способ - «транспортировка времени». Этот способ заключается в следующем. Часы, поставленные по местному времени нулевого меридиана, перевозят в заданную точку Земли, и там их показания сравнивают с местным временем. Но для применения способа «транспортировки времени» на практике нужны очень надежные часы, способные хранить время нулевого меридиана в условиях длительного путешествия. Ведь ошибка часов всего в 1 мин при определении долготы вблизи экватора приводит к неточности определения местоположения на поверхности Земли почти в 30 км. Надежные механические часы-хронометры появились только во второй половине XVIII в. в Англии.

С изобретением телеграфа время нулевого меридиана стало передаваться в пункты наблюдений по электрическим проводам. А впоследствии телеграф заменило радио. Проблема определения географических долгот в наше время перестала существовать.

Описанные выше географические координаты называются астрономическими. Астрономические координаты неудобны для построения точных топографических карт, так как отвесные линии, с которыми связаны измерения широт, изменяются при переходе от одной точки земной поверхности к другой неправильно. На направление отвесных линий большое влияние оказывают гравитационные аномалии (см. Гравиметрия), связанные с особенностями рельефа местности и другими причинами.

Для решения задач геодезии более удобны геодезические координаты. В геодезической системе координат линией отвеса служит перпендикуляр к земному эллипсоиду. Таким образом, геодезическая широта равна углу между направлением перпендикуляра к земному эллипсоиду, проведенному через заданную точку, и плоскостью экватора эллипсоида. Она лишь незначительно отличается от астрономической широты.

Вместо отвесной линии можно воспользоваться радиусом-вектором данной точки поверхности Земли, проведенным из ее центра. Система географических координат, полуценная таким образом, называется геоцентрической.

На рисунке (с. 65) показано сечение Земли по меридиану и различие географических широт - астрономической, геодезической и геоцентрической.

По аналогии с системой географических координат на Земле подобные же системы вводятся на поверхностях других планет и их спутников.

Две географические координаты - широта и долгота - определяют положение точки на правильной геометрической фигуре - сфере или на земном эллипсоиде. Для точек реальной физической поверхности Земли вводят третью координату. Чаще всего для этой цели используется высота над геоидом, так называемая высота над уровнем моря.

Измерение высоты пунктов земной поверхности над уровнем моря является не астрономической, а геодезической задачей. Начало счета высот обычно задают результаты многолетних осредненных наблюдений за уровнем воды в морях при помощи специальных водомеров - футштоков. Система высот на территории СССР базируется на среднем уровне вод Балтийского моря и берет начало от нуля Кронштадтского футштока.

Земная ось пересекает поверхность планеты в точках географических полюсов.

Географические полюса

Как известно, полюсов Земли два: Северный (находится в акватории Ледовитого океана в центральной части Арктики) и Южный (находится на континенте Антарктика). Эти места не принадлежат ни одному государству.

Южный полюс является самой южной точкой планеты, а Северный, соответственно, - самой северной. Человек, стоящий точно на полюсе (например, на Южном), любой шаг делает в сторону севера.

Участки, окружающие полюса, являются самыми холодными на планете и называются Заполярьем. Также здесь есть два сезона года: полярная ночь и полярный день. Это связано с тем, что освещенность здесь отличается от остальной части планеты из-за отклонения земной оси от плоскости орбиты примерно на 20°.

Покорение полюсов

Покорение полюсов проходило очень медленно и произошло только в начале двадцатого века. Северный полюс покорить люди пробовали еще с семнадцатого-восемнадцатого века, поскольку все континенты вокруг были давно заселены и плавания в южных частях Ледовитого океана происходили в течение веков. Однако за короткое Арктическое лето по морю доплыть туда не удавалось, а ледоколов тогда еще не существовало.

В связи с этим Северный полюс был освоен только в 1909 году. Успех экспедиции первооткрывателя Роберта Пири был гарантирован, во многом, тем, что исходной точкой был выбран северный берег Гренландии, расположенной ближе всех к полюсу. Другие же исследователи пытались достигнуть Арктики из Европы, и у них просто не хватало припасов, чтобы завершить поход.

Среди прочих известных путешественников, пытавшихся достигнуть Северного полюса, были:

• Ф. Нансен.
• У. Парри.
• Ф. Кук.
• Ч. Холл.

Исследования же Антарктики начались гораздо позже, т.к. сам континент был открыт только в первой половине девятнадцатого века. Его достигла русская экспедиция Беллинсгаузена. Лишь через несколько десятилетий после этого люди впервые вступили на землю Антарктики. В 1911 году сразу несколько первопроходцев отправились к полюсу, и в итогепобеда осталась за норвежцем Р. Амундсена.

Одна из двух точек пересечения оси вращения Земли с земной поверхностью

Место на Земле, где бывают самые длинные ночи

Один из двух концов магнита

Один из двух противоположных концов электрической цепи

Одна из двух точек пересечения Земной оси с поверхностью, а также прилежащая к этой точке местность

Особая точка аналитической функции

Перен. ярко выраженные противоположности

Положительный или отрицательный зажим источника тока

Полярная станция, Амундсен-Скотт, США

Предел, граница, крайняя точка чего-либо

Центральная, главная точка, место

Место встречи меридианов

Одна из крайних точек предполагаемой оси вращения Земли

И Северный, и Южный

Точка с нулевой широтой и долготой

Место, где трутся спиной медведи о земную ось

. «плюс» или «минус» у батарейки

Конец магнита

Географический пуп Земли

Макушка Земли

Американская полярная станция в Антарктиде

Марка российского холодильника

. «+» или «-» батарейки

Магнитный юг или север

. «минус» батарейки

Центр в Арктике и в Антарктиде

Место с нулевыми долготой и широтой

Его покоряли Седов и Нансен

. «край» Земли

Точка пересечения оси вращения Земли с поверхностью

Один из двух концов магнита

Положительный или отрицательный зажим источника тока

Крайняя точка чего-либо

. "+" или "-" батарейки

. "край" Земли

. "минус" батарейки

. "плюс" или "минус" у батарейки

М. греч. остие, каждая из конечных точек оси, на коей вращается шар. Земные полюсы, северный и южный (остия полуночное и полуденное), точки земной поверхности, чрез кои проходит воображаемая ось земли; остия небесные, отвечающие земным точки встречи земной оси с (воображаемою) небесною твердью. Высота полюса, остия земного над овидью (горизонтом), равная широте места. Полюсы всякого большого круга шара, точки встречи оси его с поверхностью шара. Полюсы или остия магнита, гальванического столба или электрической банки и пр. две супротивные точки или плоскости, оказывающие противоположное действие; в магните отличают северный и южный полюсы, концы, коими свободно повешенный магнит обращается к сим двум странам света. Магнитные полюсы земли, точки близ остий, в коих сосредоточена наибольшая магнитная сила. Полюсами зовут также вообще крайние точки супротивных друг другу сил (или математически, и- Полюсовый или полюсный к полюсу относящийся. Полярный, полюсный, остевой. Полярные льды. Полярные друг другу силы, супротивные. Полярная звезда, ближайшая к северному остию, ясно видимая простым глазом звезда, в созвездии Малой Медведицы. Полярные круги, два воображаемые круга, отделяющие ледовитые пояса вкруг полюсов; они чертятся концом оси (остием, полюсом) солноворотного круга (эклиптики). Полярность ж. свойство, состоянье полярного, притяженье разноименных и отвращенье одноименных крайностей. Поляризовать свет или луч света, изменять его, пропуском сквозь разные среды, таким образом, чтобы он явил двойственость свою. -ся, страдат. Поляризация света, дейстрие по глаг. и состоянье по немецк