37.9. Координатная сеть

Определения и обозначения

Координатная сеть на сфере — система линий, которая позволяет задать положение точки двумя координатами. Она нужна, чтобы точно находить места на глобусе, карте или поверхности Земли, не описывая их расстояние от множества ориентиров.

Параллель — окружность на сфере, плоскость которой перпендикулярна оси вращения. Экватор является особой, самой большой параллелью; остальные параллели располагаются севернее или южнее него и помогают определять широту.

Меридиан — полуокружность на сфере, проходящая через оба полюса. Каждый меридиан соединяет Северный и Южный полюсы, поэтому меридианы используют для определения долготы и направления от начального меридиана.

Географическая широта и долгота — угловые координаты точки. Широта отсчитывается от экватора, а долгота — от начального меридиана; вместе они указывают, на какой параллели и каком меридиане находится точка.

Как это устроено

Для задания точки на сфере достаточно двух координат, потому что одна координата выбирает параллель, а другая — меридиан. Параллель задаёт положение точки по направлению от экватора, меридиан — по направлению вокруг оси вращения. В обычной точке сферы выбранные линии пересекаются в единственной точке. Поэтому широта и долгота работают как две независимые указки положения.

Параллели образуются при пересечении сферы плоскостями, перпендикулярными оси вращения. Если плоскость проходит через центр сферы, получается экватор; при смещении плоскости к полюсу окружность становится меньше. Меридианы возникают при пересечении сферы плоскостями, проходящими через ось вращения. Каждая такая окружность делится полюсами на две полуокружности, которые называют меридианами.

Широта показывает угловое удаление точки от экватора, а не длину отрезка по поверхности. От экватора к любому полюсу угол увеличивается от 0° до 90°. Если точка расположена севернее экватора, говорят о северной широте, если южнее — о южной. На самом экваторе широта равна 0°, а на полюсах её величина равна 90°.

Долготу определяют как угловое удаление от начального меридиана. От него можно двигаться в восточном или западном направлении, поэтому одного числа недостаточно: к нему добавляют обозначение восточной или западной долготы. Обычно долготу указывают в пределах от 0° до 180° в каждом направлении. Начальный меридиан имеет долготу 0°, а противоположный ему меридиан соответствует 180° восточной и западной долготы.

Линии координатной сети и координаты точки

При чтении таблицы сначала определите, о линии или о координате идёт речь. Параллель связана с широтой, а меридиан — с долготой. Для полного обозначения точки записывайте не только число градусов, но и направление.

Разбор задач

Задача 1

Определить, какой координате соответствует параллель, проходящая через заданную точку на глобусе. Нужно связать название линии с тем, откуда ведётся отсчёт. Направление отсчёта поможет не перепутать широту и долготу.

1. Параллель располагается параллельно экватору и не проходит через полюса.
2. Положение параллели задаётся удалением от экватора к северу или югу.
3. Такое угловое удаление называется географической широтой.

Ответ: параллели соответствуют географической широте. Если точка лежит севернее экватора, её широта северная, а если южнее — южная.

Задача 2

По широте 40° ю. ш. и долготе 30° в. д. найти точку на схематической координатной сети. Сначала нужно определить горизонтальную линию по широте, а затем линию, идущую через полюса, по долготе. Их пересечение и будет искомой точкой.

1. От экватора отсчитываем 40° в южном направлении и выбираем параллель 40° южной широты.
2. От начального меридиана отсчитываем 30° к востоку и выбираем меридиан 30° восточной долготы.
3. Находим пересечение выбранной параллели и меридиана.

Ответ: точка находится на пересечении параллели 40° ю. ш. и меридиана 30° в. д. Порядок выбора координат удобен тем, что сначала фиксируется положение от экватора, а затем положение вокруг сферы.

Задача 3

На глобусе отмечена точка; экватор, начальный меридиан и деления в градусах уже показаны. Пусть точка расположена на 20° севернее экватора и на 70° западнее начального меридиана. Требуется записать обе координаты с правильными направлениями.

1. Считаем деления от экватора к точке: получаем 20°, направление северное.
2. Считаем деления от начального меридиана до меридиана точки: получаем 70°, направление западное.
3. Объединяем результаты в одну запись координат точки.

Ответ: географические координаты точки — 20° с. ш., 70° з. д. Числа нужно отсчитывать раздельно, потому что широта и долгота имеют разные исходные линии.

Типичные ошибки

Путать широту и долготу. Ошибка возникает, если запоминать только слова, а не линии отсчёта. Проверяйте себя: параллель отвечает широте, меридиан — долготе.

Считать, что параллели имеют одинаковую длину. Так думают из-за их похожего вида на рисунке. Проверьте положение: экватор самая большая параллель, а к полюсам её радиус уменьшается.

Указывать только число без направления. Например, 30° может быть северной или южной широтой, восточной или западной долготой. После записи числа обязательно добавляйте направление.

Считать, что на полюсе долгота единственна. Это происходит из-за представления о меридиане как об одной линии. Проверьте себя: все меридианы сходятся в каждом полюсе, поэтому долгота полюса не определяется однозначно.

Связь с другими темами

Для понимания координатной сети нужны знания об окружности, сфере, полюсах и углах между направлениями. Плоскости сечений объясняют, почему на сфере появляются окружности и полуокружности разных размеров.

Координатная сеть связана с географией, картографией и навигацией. По широте и долготе определяют положение городов, островов, кораблей и других объектов на Земле, а навигационные системы используют те же координаты для построения маршрутов.

Что запомнить

• Параллели соответствуют широте.
• Меридианы соответствуют долготе.
• Широту отсчитывают от экватора.
• Долготу отсчитывают от начального меридиана.
• Для задания точки на сфере нужны широта и долгота.
• Меридианы сходятся в полюсах, а экватор — самая большая параллель.