Конспект урока "Градусная сеть на глобусе и картах. Географическая широта". Что такое параллели и меридианы в географии

В IV в. до н. э. величайший мыслитель древности Аристотель доказал, что наша планета имеет форму, очень близкую к форме шара.

Примерно в то же время, наблюдая во время путешествий в различных местах видимое движение звезд и Солнца, древние ученые установили для ориентировки на земной поверхности определенные условные линии.

Отправимся в мысленное путешествие по поверхности Земли. Положение над горизонтом воображаемой оси мира, вокруг которой происходит суточное вращение небесного свода, будет для нас все время меняться. В соответствии с этим будет меняться и картина движения звездного неба.

Поехав на север, мы увидим, что звезды в южной части неба поднимаются каждую ночь на меньшую высоту. А звезды в северной части - в нижней кульминации - имеют большую высоту. Двигаясь достаточно долго, мы попадем на Северный полюс. Здесь вообще ни одна звезда не поднимается и не опускается. Нам будет казаться, что все небо медленно кружится параллельно горизонту.

Древние путешественники не знали, что видимое движение звезд является отражением вращения Земли. И они не бывали на полюсе. Но им необходимо было иметь ориентир на земной поверхности. И они выбрали для этой цели легко определяемую по звездам линию север - юг. Эта линия получила название меридиана.

Меридианы можно проводить через любые точки на поверхности Земли. Множество меридианов образует систему воображаемых линий, соединяющих Северный и Южный полюсы Земли, которые удобно использовать для определения местоположения.

Примем один из меридианов на начальный. Положение любого другого меридиана в этом случае будет известно, если указано направление отсчета и задан двугранный угол между искомым меридианом и начальным.

В настоящее время по международному соглашению условились считать начальным тот меридиан, который проходит через одну из старейших в мире астрономических обсерваторий - Гринвичскую обсерваторию, расположенную на окраине Лондона. Угол, образованный каким-либо меридианом с начальным, называют долготой. Долгота, например, меридиана Москвы 37° к востоку от Гринвича.

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

Термины долгота и широта дошли до нас от древних мореходов, которые описывали длину и ширину Средиземного моря. Та координата, которая соответствовала измерениям длины Средиземного моря, стала долготой, а та, которая соответствовала ширине, стала современной широтой.

Нахождение широты, как и определение направления меридиана, тесно связано с движением звезд. Уже древние астрономы доказали, что высота полюса мира над горизонтом в точности равна широте места.

Предположим, что Земля имеет форму правильного шара, и рассечем ее по одному из меридианов, как на рисунке. Пусть на Северном полюсе стоит человек, изображенный на рисунке в виде светлой фигуры. Для него направление вверх, т. е. направление отвесной линии, совпадает с осью мира. Полюс мира находится у него прямо над головой. Высота полюса мира равна здесь 90 .

Так как видимое вращение звезд вокруг оси мира является отражением реального вращения Земли, то в любой точке Земли, как мы уже знаем, направление оси мира остается параллельным направлению оси вращения Земли. Направление же отвесной линии при переходе из точки в точку меняется.

Возьмем, например, другого человека (на рисунке - темная фигура). Направление оси мира у него осталось таким же, как и у первого. А направление отвесной линии изменилось. Поэтому высота полюса мира над горизонтом здесь не 90°, а значительно меньше.

Из простых геометрических соображений ясно, что высота полюса мира над горизонтом (на рисунке угол ft) действительно равна широте (угол ф).

Линия, соединяющая точки с одинаковыми широтами, получила название параллели.

Меридианы и параллели образуют так называемую систему географических координат. Каждая точка на земной поверхности имеет вполне определенную долготу и широту. И наоборот, если известна широта и долгота, то можно построить одну параллель и один меридиан, в пересечении которых получится одна единственная точка.

Понимание особенностей суточного движения звезд и введение системы географических координат позволили осуществить первое определение радиуса Земли. Оно было выполнено во второй половине III в. до н. э. известным математиком и географом Эратосфеном.

Принцип этого определения заключается в следующем. Пусть удалось измерить разность широт двух точек, лежащих на одном меридиане (см. рис.). Тем самым нам стал известен угол Дф с вершиной в центре Земли, который соответствует дуге меридиана L на поверхности Земли. Если теперь удастся измерить также и дугу L, то мы получим сектор с известной длиной дуги и соответствующим ей центральным углом. На рисунке этот сектор показан отдельно. Путем несложных вычислений можно получить величину радиуса этого сектора, который и является радиусом Земли.

Эратосфен, грек по национальности, жил в богатом египетском городе Александрии. К югу от Александрии находился другой город - Сиена, который в наши дни называется Асуаном и где, как известно, с помощью Советского Союза сооружена знаменитая высотная плотина. Эратосфен знал, что Сиена обладает интересной особенностью. В полдень одного из июньских дней Солнце над Сиеной бывает настолько высоко, что его отражение видно на дне даже очень глубоких колодцев. Отсюда Эратосфен заключил, что высота Солнца в Сиене в этот день равна точно 90°. Кроме того, раз Сиена лежит строго к югу от Александрии, то они находятся на одном меридиане.

Для необычного измерения Эратосфен решил воспользоваться скафисом - чашеобразными солнечными часами со штырьком и делениями внутри них. Установленные вертикально, эти солнечные часы по тени от штырька дают возможность измерить высоту Солнца над горизонтом. И в полдень того самого дня, когда Солнце над Сиеной поднялось настолько высоко, что все предметы перестали отбрасывать тени. Эратосфен измерил его высоту на городской площади Александрии. Высота Солнца в Александрии, по измерениям Эратосфена, оказалась равной 82° 48". Стало быть, разность широт Александрии и Сиены составляет 90° 00" - 82° 48" = 7° 12".

Оставалось измерить расстояние между ними. Но как это сделать? Как измерить на поверхности Земли расстояние, равное в современных единицах примерно 800 км?

Трудности подобного предприятия были тогда буквально неисчислимы.

Действительно, как изготовить такую гигантскую линейку, с помощью которой можно было бы произвести измерения? Как сделать, чтобы на протяжении 800 км эта линейка укладывалась строго по меридиану, без всяких перекосов?

Необходимые данные о расстоянии между городами пришлось взять из рассказов купцов, водивших торговые караваны из Александрии в Сиену. Купцы говорили, что расстояние между ними составляет примерно 5000 греческих стадиев. Эратосфен принял это значение за истинное и, использовав его, вычислил величину радиуса Земли.

Если сравнить полученную Эратосфеном величину с современными данными, то получится, что он ошибся относительно немного - всего только на 100 км.

Так, с III в. до н. э., со времени Эратосфена, переплелись пути астрономии и геодезии - другой древней науки, изучающей форму и размеры как всей Земли в целом, так и отдельных ее частей.

Методы астрономических определений широт развивались и совершенствовались. Это было особенно важно, в частности, именно в связи с необходимостью более тщательного определения размера Земли. Ибо, начиная с того же Эратосфена, было уяснено, что задача определения размера Земли распадается на две части: астрономическую, т. е. определение разности широт, и геодезическую, т. е. определение длины дуги меридиана. Эратосфен сумел решить астрономическую часть задачи, и принципиально тем же путем шли многочисленные его последователи.

Мы еще будем иметь случай рассказать о более точных измерениях размера Земли, а пока, освоившись с определением широт, займемся делом значительно более сложным - определением географических долгот.

Если нашу планету через ось вращения и перпендикулярно ей «рассечь» множеством плоскостей, то на поверхности появятся вертикальные и горизонтальные окружности - меридианы и параллели.


Меридианы сойдутся своими концами в двух точках - на Северном и Южном полюсах. Параллели, как и следует из названия, параллельны друг другу. Меридианы служат для измерения долготы, параллели - широты.

Столь простое при поверхностном взгляде действие - «разлиновка» Земли - стало величайшим открытием в исследовании планеты. Оно позволило использовать координаты и точно описывать местоположение любого объекта. Без параллелей и меридианов невозможно представить ни одну карту, ни один глобус. А придумал их… в III веке до нашей эры александрийский учёный Эратосфен.

Справка. Эратосфен обладал энциклопедическими по тем временам знаниями во всех областях. Он заведовал легендарной Александрийской библиотекой, написал труд «Географика» и стал родоначальником географии как науки, составил первую карту мира и покрыл её градусной сеткой из вертикалей и горизонталей - изобрёл систему координат. Он же ввёл для линий названия - параллель и меридиан.

Меридиан

Меридианом в географии называют половину линии сечения земной поверхности, проведённой через и любую точку на поверхности. Все воображаемые меридианы, которых может быть бесконечное количество, соединяются на полюсах - Северном и Южном. Протяжённость каждого из них - 20 004 276 метров.

Хотя меридианов мысленно можно провести как угодно много, для удобства передвижения, составления карт их количество, расположение упорядочили международными договорами. В 1884 году на Международной меридианной конференции в Вашингтоне постановили, что начальным меридианом (нулевым) станет тот, что проходит через Гринвич - округ на юго-востоке Лондона.

Однако не все сразу согласились с таким решением. Например, в России даже после 1884 года вплоть до начала ХХ века нулевым меридианом считали собственный - Пулковский: он «проходит» через Круглый зал Пулковской обсерватории.

Нулевой меридиан

Нулевым меридианом называют точку отсчёта географической долготы. Сам он, соответственно, имеет нулевую долготу. Так было до создания первой в мире спутниковой системы навигации Transit.


С её появлением нулевой меридиан пришлось немного - в 5,3" относительно Гринвичского - сдвинуть. Так появился Международный опорный меридиан, который использует как точку отсчёта долготы Международная служба вращения Земли.

Параллель

Параллелями в географии называют линии воображаемого сечения поверхности планеты плоскостями, которые параллельны экваториальной плоскости. Параллели, изображённые на глобусе, представляют собой окружности, параллельные экватору. С их помощью измеряют географическую широту.

По аналогии с Гринвичским нулевым меридианом есть и нулевая параллель - это экватор, одна из 5 основных параллелей, которая делит Землю на полушария - южное и северное. Другие основные параллели - тропики Северный и Южный, полярные круги - Северный и Южный.

Экватор

Самая длинная параллель - экватор - 40 075 696 м. Скорость вращения нашей планеты на экваторе составляет 465 м/с - это намного больше, чем скорость распространения звука в воздухе - 331 м/с.

Южный и Северный тропики

Южный тропик, который также называют тропиком Козерога, располагается к югу от экватора и представляет собой широту, над которой полдневное солнце стоит в зените в день зимнего солнцестояния.

Северный тропик, он же - тропик Рака, располагается к северу от экватора и, аналогично южному тропику, представляет широту, над которой полдневное солнце стоит в зените в день летнего солнцестояния.

Северный полярный круг и Южный полярный круг

Северный полярный круг - это граница области полярного дня. К северу от него в любом месте хотя бы раз в год солнце видно над горизонтом 24 часа в сутки или столько же не видно.

Южный полярный круг во всём аналогичен Северному, только располагается в южном полушарии.

Градусная сетка

Пересечения меридианов и параллелей образуют градусную сетку. Меридианы и параллели располагают с интервалом 10° – 20 °, более мелкие деления, как и в углах, называют минутами и секундами.


С помощью градусной сетки мы определяем точное расположение географических объектов - их географические координаты, вычисляя по меридианам долготу, а по параллелям - широту.

ШИРОТЫ И МЕРИДИАНЫ

Практически все знакомы с "таинственными линиями" на картах и глобусах, представляющих широту (параллели) и долготу (меридианы). Они формируют сетчатую систему координат, с помощью которой любое место на Земле может быть точно определено - и нет в этом ничего таинственного или трудного. Широта и долгота - это координаты, определяющие положение точек на поверхности Земли.

Два места на Земле определяются её вращением вокруг собственной оси - это Северный и Южный полюса. На глобусах осью является стержень. Северный полюс находится в середине Северного Ледовитого океана, который покрыт морским льдом, и исследователи в былые времена достигли этого полюса на санях с собаками (официально считается, что Северный полюс открыл в 1909 году американец Роберт Пери).

Однако, так как лёд медленно перемещается, Северный полюс является не фактическим, а математический объектом. У Южного полюса, с другой стороны планеты, есть постоянное физическое местоположение на континенте Антарктида, который был также открыт сухопутными исследователями (норвежская экспедиция под руководством Руаля Амундсена в 1911 году). Сегодня оба полюса легко можно достигнуть самолётом.

На полпути между полюсами на "талии" Земли расположен большой круг, который на глобусе представлен в виде шва: место соединения северного и южного полушарий; этот круг называется - экватор. Он является кругом широты с нулевым значением (0°).

Параллельно экватору выше и ниже него расположены другие круги - это другие широты Земли. Каждая широта имеет цифровое значение, и шкала этих значений измеряется не в километрах, а в градусах к северу и к югу от экватора до полюсов. Полюса имеют значения: Северный +90°, а Южный -90°.

Широты расположенные выше экватора называют северной широтой, а ниже экватора - южной широтой. Линии широты иногда называют параллелями, так как они идут параллельно Экватору. Если параллели измерить в километрах, то длины разных параллелей будут различны — они увеличиваются при приближении к экватору и уменьшаются к полюсам.

Все точки одной параллели имеют одну широту, но различную долготу (описание долготы чуть ниже). Расстояние между двумя параллелями, которые отличаются на 1° равно 111,11 км. На глобусе, а также на многих картах, расстояние (интервал) от широты до другой широты обычно равно 15° (это, примерно 1 666 км). На рисунке №1 интервал равен 10° (это, примерно 1 111 км). Экватор — это самая длинная параллель, его длина - 40 075,7 км.

НОВОЕ НА САЙТЕ: "

Однако, чтобы точно определить какое-либо место на земном шаре, недостаточно знать его положение относительно севера и юга, также надо знать значение относительно — запада и востока. Для этого служат линии долготы. Поскольку, не существует ни западного, ни восточного полюсов, то было решено, что линия нулевой долготы проходит через Гринвичскую лабораторию, находящуюся в Англии на восточной окраине Лондона.

Линии долготы называются меридианами (рисунок №2). Все они пролегают перпендикулярно экватору и пересекаются друг с другом в двух точках на Северном и Южном полюсах. К востоку от нулевого меридиана находится область восточных долгот, к западу — западных. Восточные долготы принято считать положительными, западные долготы — отрицательными.

Меридиан проходящий через Гринвич - называют нулевым меридианом (или иногда Гринвичский меридиан). Долгота измеряется в градусах. Встреча восточных и западных линий долготы происходит в Тихом океане на линии перемены дат. Все линии долготы пересекаются на полюсах, и в этих местах долготы нет. Один градус долготы не означает какого-то фиксированного расстояния: на экваторе разность долготы в 1 градус равно 111,11 км, а ближе к полюсам устремляется к нулю.

Длины всех меридианов от полюса до полюса равны - 20 003,93 км. Все точки одного меридиана имеют одинаковую долготу, но разную широту. На глобусе, а также на многих картах, расстояние (интервал) от долготы до другой долготы обычно равно 15°.

«И мелькают города и страны, параллели, меридианы» – поется в песне под названием «Глобус». Но если обозначенные на глобусе города и страны существуют в реальности, то параллели и меридианы – суть объекты воображаемые, нанесенные на глобус или карту исключительно для удобства чтения и ориентирования.

Лучший помощник в ориентировании – это система координат, у которой обязательно должна быть точка отсчета. У Земли (впрочем, такой же принцип можно применить и к любой другой планете или ее спутнику – было бы, для чего) такую воображаемую «нулевую точку» определили с помощью полюсов – точек, через которые проходит ось ее вращения. Северный полюс – объект скорее математический, он находится в Северном Ледовитом океане, а вот Южный полюс – вполне реальная точка на суше, на материке под названием Антарктида, туда можно добраться, там можно сфотографироваться – если не боитесь замерзнуть, конечно…

Так вот, на равном расстоянии от этих самых полюсов, посередине между ними, находится воображаемый «пояс» Земли, делящий планету пополам, на Северное и Южное полушария. Большинство материков находится в каком-то одном из них, и одна только Африка – в обоих. Так вот, экватор – это и есть «точка отсчета», которая считается нулевой широтой. Воображаемые линии, проведенные на карте и глобусе параллельно экватору, называются параллелями.

Широта измеряется в градусах, 1 градус – примерно 111 км. Считают ее от экватора (чем дальше от него, тем больше число: экватор – 0 градусов, полюса – 90 градусов). К северу от экватора отсчитываются градусы северной широты, к югу – восточной долготы. Есть и еще один способ обозначения: к югу от экватора широта записывается со знаком минус (это можно понять: те, кто создавал географическую науку, жили в Северном полушарии, а своя рубашка, как известно, ближе к телу).

Все это, конечно, замечательно, но…

Вспомним роман Ж.Верна «Дети капитана Гранта». Героям, отправившимся на помощь капитану Гранту и его спутникам, выжившим после кораблекрушения, было известно, что место их нахождения – тридцать семь градусов одиннадцать минут южной широты. Чтобы найти их, героям пришлось совершить кругосветное путешествие по этой параллели.

Во избежание таких сложностей существует вторая координата – долгота, а на карте ее обозначают меридианы – линии, соединяющие полюса.

Если бы мы захотели выбрать параллель для самого продолжительного кругосветного путешествия, это был бы, несомненно, экватор. А вот выбрать для такого дела меридиан не получится – они примерно одинаковы, так что выбрать среди них точку отсчета не так-то просто, поэтому долгое время в этом плане был разнобой: во Франции за точку отсчета принимали Парижский меридиан, в России – проходящий через Пулковскую обсерваторию и т.д. Наконец, в 1884 г. на Международной конференции в Вашингтоне приняли единую точку отсчета – меридиан, проходящий через ось пассажного инструмента обсерватории в Гринвиче – административном округе Лондона на правом берегу Темзы. Именно от Гринвичского меридиана считают западную и восточную долготу (героям упомянутого романа не повезло: долготу в записке смыло водой).

Количество километров в одном градусе долготы назвать сложнее, чем применительно к широте: оно неодинаково на разных широтах – на экваторе тоже 11 км, а чем ближе к полюсам – тем меньше).

Глобус - это модель земного шара . На нём хорошо видно, как расположены океаны, материки и другие географические объекты. На глобусе во всех направлениях сохраняется один и тот же масштаб, и поэтому изображение получается точнее, чем на карте.

На глобусе или карте обязательно указывается масштаб. Он показывает степень уменьшения размеров объектов и расстояний между ними по сравнению с истинными размерами и расстояниями на местности. Например, масштаб 1: 50 000 000 (одна пятидесятимиллионная) означает, что уменьшение составляет 50 миллионов раз, то есть 1 см на глобусе или карте соответствует 500 км на местности.

Но у глобусов есть крупный недостаток: они всегда имеют мелкий масштаб. Если бы мы захотели сделать глобус такого же масштаба, как физическая карта (1: 5000 000, то есть в 1 см - 50 км), то диаметр его был бы равен почти 2,5 м. Пользоваться таким глобусом неудобно.

1. Современный глобус. 2. Примеры масштабов. 3. Поверхность глобуса, разрезанная на полосы по меридианам: на карте, составленной таким образом, неизбежны искажения.

Расстояния на глобусе определяют с помощью гибкой линейки, полоски бумаги или нитки.

На обычных школьных глобусах нельзя изобразить мелкие подробности в очертаниях материков, в строении речной сети, горных хребтов и т. п. Многие государства (например, Дания, Бельгия, Португалия) изображаются такими малыми фигурами, что на них едва хватает места для одного кружка - условного знака столицы. Поэтому создаются географические карты, на которых в масштабе более крупном, чем на глобусе, изображается часть земной поверхности.

Если посмотреть на глобус, то можно увидеть на нём множество тонких линий. Одни проходят сверху вниз от Северного полюса к Южному и называются меридианами. На глобусе и картах они указывают направление на север и юг. Другие линии, перпендикулярные меридианам, как бы опоясывают земной шар. Это параллели. На картах и глобусе по ним определяют направление на запад и восток. Параллели не равны между собой по длине. Самая длинная параллель - экватор, самые короткие расположены вблизи полюсов.

1-2. Меридианы и параллели - условные линии на глобусе и карте. 3. Градусная сеть. 4. Определение направлений «север - юг» по меридиану. 5. Определение направлений «запад - восток» по параллели.

И параллели, и меридианы - это условные линии. Они нужны для того, чтобы определять местоположение географических объектов по географическим координатам.

Вопросы и задания

1. Что такое глобус?
2. Чем он отличается от карты? Найдите в тексте параграфа ответ на вопрос: каково главное преимущество глобуса по сравнению с географической картой?
3. С какой целью на глобусе и карте указывают масштаб?
4. Для чего нужны параллели и меридианы?
5. Объясните географическое значение слова «ориентироваться».
6. Вы никогда не задумывались над тем, какой географический объект находится в другом полушарии на месте, диаметрально противоположном тому, где находится ваш город? Найдите его на глобусе и опишите по плану:
   1. что он из себя представляет;
   2. как называется;
   3. где находится: в каких климатических и часовых поясах расположен, какие географические объекты есть по соседству.
7. Найдите место пересечения экватора и нулевого меридиана.
8. Выберите из списка характерные черты параллелей:
   1. имеют форму окружности;
   2. проведены от полюса к полюсу;
   3. по ним определяют направление «запад - восток»;
   4. все одинаковой длины.