Siatka geograficzna to układ południków i równoleżników na kuli ziemskiej, gdzie południki to najkrótsze linie łączące bieguny geograficzne, które wyznaczają punkty przecięcia osi obrotu Ziemi z jej powierzchnią, a równoleżniki to okręgi wyznaczone przez płaszczyznę prostopadłą do osi obrotu Ziemi, przecinające jej powierzchnię. Najdłuższy równoleżnik nazywany jest równikiem. W obrębie siatki geograficznej wyznaczono umownie południk zerowy, przechodzący przez obserwatorium astronomiczne w Greenwich. Dzięki temu możliwe było opisanie długości geograficznej w stopniach i jej podział na wschodnią (E) i zachodnią (W). Podobnie równik jest zerowym równoleżnikiem i dzięki temu możemy umownie wyznaczać szerokość geograficzną północną (N) i południową (S). Rzut siatki geograficznej na płaszczyznę nazywamy siatką kartograficzną. Długość i szerokość geograficzna określają położenie dowolnego punktu na powierzchni Ziemi. Obie wielkości mierzone są w mierze kątowej, czyli w stopniach, minutach i sekundach. Każda z jednostek poziomu wyższego dzieli się na 60 jednostek poziomu niższego.

R1birglRZUHHb

Ilustracja przedstawia po lewej stronie kulę ziemską z siatką geograficzną. Opisany został południk 180 stopni, południk zerowy, równik, biegun północny. Zaznaczono lokalizację miejscowości Greenwich, przez którą przebiega południk zerowy. Po prawej stronie ilustracji przedstawiono mniejszą kulę ziemską, na której zaznaczono południki i równoleżniki. Dodano opis: Siatka geograficzna - układ południków i równoleżników na modelu ziemi. Poniżej przedstawiono schematyczną mapę świata, z nałożoną siatką południków i równoleżników. Dodano opis: Siatka kartograficzna - odwzorowanie siatki geograficznej na płaszczyźnie.

Długość geograficzna określana jest umownie w odniesieniu do południka zerowego i jest definiowana jako kąt dwuścienny wyznaczony przez płaszczyznę przecinającą południk zerowy oraz płaszczyznę przecinającą południk określonego punktu A na jej powierzchni. Długość geograficzną dzielimy na wschodnią (na prawo od południka zerowego) oraz zachodnią (na lewo od południka zerowego).

RI4NZCmIAUkXe

Ilustracja przedstawia kulę ziemską z zaznaczonymi południkami od zera stopni do 180 stopni. Od południka zerowego odchodzi strzałka na zachód i strzałka na wschód. Pierwsza jest opisana: 0 stopni do 180 stopni długości geograficznej zachodniej, druga strzałka opipsana jest: 0 stopni do 180 stopni długości geograficznej wschodniej. Na południku 80 stopni umieszczono punkt A. Od południka zerowego poprowadzono na wschód do południka 80 stopni łuk i oznaczono go symbolem lambda. Grafikę podpisano: długość geograficzna punktu A: lambda równa się 80 stopni długości geograficznej wschodniej.

Znasz już podstawowe pojęcia i ich definicje, które pozwalają na swobodne ustalanie czasu słonecznego na dowolnym południku oraz umożliwiają obliczanie różnicy długości geograficznej określonego miejsca na podstawie znanej różnicy czasu słonecznego.

Jeśli masz wciąż wątpliwości, spróbuj prześledzić, jak zaprezentowane definicje określające podstawy teoretyczne przeliczania czasu słonecznego na różnicę długości geograficznej można opisać równaniami obrazującymi sposób wykonywania obliczeń.

Zwróć uwagę, że umownie zakładamy, że średnia długość doby słonecznej to 24 godziny. Rozciągłość południkowa kuli ziemskiej to 360 stopni, albo – uwzględniając podział na umowne półkule: zachodnią i wschodnią – to przedział < -180° – +180>, gdzie południk 180° odpowiada południkowi zmiany daty.

Z tego wynika, że kąt, o jaki obraca się Ziemia w ciągu 1 godziny słonecznej, to 15°, ponieważ:

$\frac{360}{24}=15°$

Z powyższego wynika, że przy założeniu stałej długości średniej doby słonecznej (24 godziny) możliwe jest przeliczenie dowolnej różnicy czasu słonecznego dwóch miejsc na Ziemi na odpowiadającą owej różnicy miarę kątową południków.

W przedstawionych w tej części prezentacji wzorach przyjęto następujące oznaczenia:

δdelta - deklinacja (Słońca),

φphi - szerokość geograficzna

TIndeks dolny h_h - kąt godzinowy

T - kąt określający różnicę długości geograficznej punktu obserwatora i punktu położonego z zarejestrowaną godziną tIndeks dolny sol_sol

λlambda - długość geograficzna

t - czas

tIndeks dolny sol_sol – czas słoneczny określonego południka

Wiążąc czas punktu obserwatora i jego położenie południkowe z różnicą czasu w stosunku do dowolnego miejsca na Ziemi o określonej długości geograficznej, przeliczanie czasu i miary kątowej można opisywać w następujący sposób:

Skoro są już ci znane podstawy teoretyczne, postaraj się sprawdzić praktycznie. Jak wiesz, ustalanie rozciągłości południkowej musi uwzględniać położenie w stosunku do południka zerowego, ponieważ rozciągłość południkowa ustalana jest na podstawie długości geograficznej wschodniej i zachodniej.

Przykład 1.

W Rzeszowie, który jest położony na 22 stopniu długości geograficznej wschodniej, jest godzina 9:00 czasu słonecznego. Na jakiej długości geograficznej położone jest miejsce, w którym w tym samym czasie jest godzina 2:16 czasu słonecznego?

Odpowiedz: 79 stopni W

Rozwiązanie:

Ponieważ godzina punktu docelowego to 2:16, to punkt ten położony jest na zachód od Rzeszowa.

Różnica czasu słonecznego wynosi: 9:00 – 2:16 = 6 godzin 44 min

Różnica czasu wynosi: 6 godzin x 60 minut + 44 minuty = 404 minuty

Ponieważ w ciągu 1 minuty Ziemia wykonuje obrót o 0,25 stopnia, to w czasie 6 godzin i 44 minut kąt obrotu wynosi 360 minut + 44 minuty = 404 minuty, a stąd 404 minuty razy 0,25 równa się 101 stopni.

Biorąc pod uwagę długość geograficzną Rzeszowa, która wynosi 22°E, wynik obliczenia jest następujący:

22 – 101 = -79

Z tego wniosek, że punkt położony jest położony na 79 stopniu długości geograficznej zachodniej. Dzielą go 22 stopnie od południka Greenwich i 79 stopni na zachód od niego.

Przykład 2.

Długość geograficzna południka obserwatora to 20°E. W punkcie wyjściowym jest 12:00 czasu słonecznego. Jaką długość geograficzną ma południk, na którym w tym czasie jest godzina 13:08?

Odpowiedź:

Ponieważ w punkcie docelowym jest godzina późniejsza niż w punkcie wyjściowym, to południk punktu docelowego jest położony na wschód od południka punktu wyjściowego.

Różnica czasu dzieląca obydwie lokalizacje wynosi 1 godzinę 8 minut, czyli 68 minut.

Ponieważ w ciągu jednej minuty Ziemia wykonuje obrót o 0,25 stopnia, to punkt docelowy jest oddalony o 17 stopni na wschód.

20 + 17 = 37 stopni E

Odpowiedź:

Miejsce, w którym jest 13:08 czasu słonecznego w stosunku do punktu, w którym jest 12:00 i jest położone na długości 20°E, jest położone na 37 stopniu długości geograficznej wschodniej.