Географска дужина

(преусмерено са Земљописна дужина)

Географска дужина, или лонгитуда (лат. longitudo = дужина), или Меридијан, је угловно или лучно растојање одређене тачке на Земљиној површини од почетног меридијана. Споразумно је усвојено да се за почетни меридијан рачуна Гринич, који пролази кроз Лондон у Уједињеном Краљевству. Сходно томе разликујемо источну географску дужину која се пружа од Гринича на исток до 180° и западну географску дужину која се простире од Гринича на запад све до 180°. Обично се дужина обележава грчким словом „ламбда“ (λ) и изражава се у степенима, минутима и секундама. Сви меридијани су полукружнице исте дужине које се пружају од Северног ка Јужном полу, на дужини од 20.014 km.

Мапа Света са линијама географске дужине (вертикале)
Географска дужина

На географској карти број уцртаних меридијана зависи од размера карте, а њихов значај се огледа и у одређивању временских зона на Земљи. Најзападнија копнена површина је острво Ату у близини Аљаске на 172°54‘ згд, а најисточнија је Каролинско острво у Пацифику на 150°12‘ игд.

Преглед уреди

 
Гратикула на Земљи као сфера или елипсоид. Линије од пола до пола су линије константне географске дужине, или меридијани. Кругови паралелни са екватора су кругови константне шируине, или паралеле. График показује географску ширину и дужину тачака на површини. У овом примеру, меридијани су размакнути у интервалима од 6°, а паралеле у интервалима од 4°.

Географска дужина је удаљеност неког места од почетног меридијана у правцу истока или запада. Означава се грчким словом λ (ламбда). Креће се од 0° до 180° на источној и од 0° до 180° на западној полулопти. Полукружнице које повезују северни и јужни пол називају се меридијани или подневци. Меридијана има 360. Сви се протежу од северног до јужног пола и обратно, и сви су једнаке дужине. Почетни или нулти меридијан је меридијан који пролази кроз звездарницу Гринич код Лондона. Обележава се са 0°. Он са меридијаном од 180° дели земљу на две половине, источну и западну.

Географска дужина[1][2] је географска координата која специфицира положај истокзапад тачке на површини Земље, или површини небеског тела. То је угаона мера, обично изражена у степенима и означена грчким словом ламбда (λ). Меридијани (линије које иду од пола до пола) повезују тачке са истом географском дужином. Примарни меридијан, који пролази близу Краљевске опсерваторије, Гринич, Енглеска, је дефинисан као 0° географске дужине по конвенцији. Позитивне географске дужине су источно од почетног меридијана, а негативне западно.

Због Земљине ротације, постоји блиска веза између географске дужине и времена. Локално време варира с географском дужином: разлика од 15° географске дужине одговара једносатној разлици у локалном времену, због различитог положаја у односу на Сунце. Поређење локалног времена са апсолутном мером времена омогућава одређивање географске дужине. Зависно од ере, апсолутно време се може добити из небеског догађаја видљивог са обе локације, као што је помрачење Месеца, или из временског сигнала који се преноси телеграфом или радиом. Принцип је једноставан, али у пракси је проналажење поуздане методе за одређивање географске дужине трајало векаовима и захтевало је труд неких од највећих научних умова.

Положај локације север–југ дуж меридијана дат је њеном ширином, што је приближно угао између нормале од тла на локацији и екваторске равни.

Геодетска дужина се генерално даје кориштењем геодетске нормале или смера гравитације. Астрономска географска дужина може се незнатно разликовати од обичне географске дужине због вертикалног отклона, малих варијација у Земљином гравитационом пољу (види такође: астрономска ширина).

Историја уреди

Концепт географске дужине први су развили старогрчки астрономи. Хипарх (2. век пре нове ере) користио је координатни систем који је претпоставио сферну Земљу и поделио је на 360° као што се то чини и данас. Његов почетни меридијан пролазио је кроз Александрију.[3]:31 Он је такође предложио метод за одређивање географске дужине упоређивањем локалног времена помрачења Месеца на два различита места, показујући на тај начин разумевање односа између географске дужине и времена.[3]:11.[4] Клаудије Птоломеј (2. век) развио је систем мапирања користећи закривљене паралеле које су смањиле изобличење. Такође је прикупљао податке за многе локације, од Британије до Блиског истока. Користио је почетни меридијан кроз Канарска острва, тако да би све географске дужине биле позитивне. Иако је Птолемејев систем био солидан, подаци које је користио често су били лоши, што је довело до прецењене (за око 70%) дужине Медитерана.[5][6]:551–553[7]

Након пада Римског царства, интересовање за географију у Европи је увелико опало.[8]:65 Хиндуски и муслимански астрономи наставили су развијају ове идеје, додајући многе нове локације и често побољшавајући Птоломејеве податке.[9][10] На промер, ал-Батани користио је истовремена опажања два помрачења Месеца да одреди разлику у географској дужини између градова Антиохија и Рака са грешком мањом од 1°. Ово се сматра најбољим што се може постићи методима који су тада били доступни: посматрање помрачења голим оком и одређивање локалног времена помоћу астролаба за мерење висине одговарајуће „сатне звијезде”.[11][12]

У каснијем средњем веку, интерес за географију је оживео на западу, како су се путовања повећала, а арапско учење почело је да бива познато преко контаката са Шпанијом и северном Африком. У 12. веку, астрономске табеле су припремљене за бројне европске градове, на основу рада ал-Заркалија у Толеду. Помрачење Месеца од 12. септембра 1178. кориштено је за утврђивање географске дужине између Толеда, Марсеља и Херефорда.[13]:85

Кристофор Колумбо направио је два покушаја да користи помрачења Месеца да открије своју географску дужину, први на оству Саона, 14. септембра 1494. (друго путовање), а други на Јамајци 29. фебруара 1504. (четврто путовање). Претпоставља се да је користио астрономске таблице као референцу. Његова одређивања географске дужине показала су велике грешке од 13° односно 38° З.[14] Рандлес (1985) документује мерење географске дужине од стране Португалаца и Шпанаца између 1514. и 1627. године у Америци и у Азији. Грешке су се кретале од 2° до 25°.[15]

Телескоп је изумљен почетком 17. века. У почетку као уређај за посматрање, развој у наредних пола века трансформисао га је у прецизан мерни алат.[16][17] Сат са клатном патентирао је Кристијан Хајгенс 1657.[18] и постигао је повећање тачности од око 30 пута у односу на претходне механичке сатове.[19] Ова два изума су револуционирала опсервацијску астрономију и картографију.[20]

На копну, у периоду од развоја телескопа и сатова са клатном до средине 18. века, дошло је до сталног повећања броја места чија је географска дужина одређена са разумном тачношћу, често са грешкама мањим од једног степена, и скоро увек унутар 2° до 3°. До 1720-их грешака је била константно мања од 1°.[21] На мору, у истом периоду ситуација је била сасвим другачија. Два проблема су се показала нерешивим. Први је била потреба за навигатором за тренутне резултате. Други је био морска околина. Обављање тачних запажања у океанском бујању је много теже него на копну, а сатови са клатном не раде добро у овим условима.

Хронометар уреди

Као одговор на проблеме пловидбе, бројне европске поморске силе понудиле су награде за методу одређивања географске дужине на мору. Најпознатији од њих је Закон о дужини који је усвојио британски парламент 1714.[22]:8 Нудило се два нивоа награда, за решења унутар 1° и 0,5°. Награде су додељене за два решења: лунарне удаљености, које су изводљиве таблицама Тобајаса Мајера[23] представљен у наутичком алманаху Краљевског астронома Невила Маскелинa; и за хронометре које је развио столар и израђивач сатова из Јокшира Џон Харисон. Харисон је направио пет хронометара током више од три деценије. Овај рад је подржан и награђен хиљадама фунти од Одбора за дужину,[24] али се борио да добије новац до највеће награде од 20.000 фунти, да би коначно добио додатну исплату 1773. након интервенције парламента[22]:26. Прошло је неко време пре него што је било који метод постао широко кориштен у навигацији. У раним годинама, хронометри су били веома скупи, а прорачуни потребни за лунарне удаљености и даље су били сложени и дуготрајни. Лунарне удаљености ушле су у општу употребу након 1790. године.[25] Хронометри су имали предности што су посматрања и прорачуни били једноставнији, а како су почетком 19. века појефтинили, почели су да замењују луне, који су ретко коришћени након 1850.[26]

Прве радне телеграфе су у Британији успоставили Витстоун и Кук 1839. године, а у САД Морс у 1844. Брзо се шватило да се телеграф може користити за пренос временског сигнала за одређивање географске дужине.[27] Метод је убрзо био у практичној употреби за одређивање географске дужине, посебно у Северној Америци, и на све већим и дужим удаљеностима како се телеграфска мрежа ширила, укључујући западну Европу са завршетком трансатлантских каблова. Премеравање обале САД је било посебно активно у овом развоју, и то не само у Сједињеним Државама. Истраживање је успоставило ланце мапираних локација кроз Средњу и Јужну Америку, и Западну Индију, па све до Јапана и Кине у годинама 1874-90. То је увелико допринело прецизном мапирању ових подручја.[28][29]

Док су поморци имали користи од тачних карата, нису могли примати телеграфске сигнале док су у пловидби, те тако нису могли да користе овај метод за навигацију. Ово се променило када је бежична телеграфија (радио) постала доступна почетком 20. века.[30] Бежични временски сигнали за кориштење бродова преношени су из Халифакса у Новој Шкотској, почевши од 1907.[31] и са Ајфеловог торња у Паризу од 1910.[32] Ови сигнали су омогућили навигаторима да често проверавају и подешавају своје хронометре.[33]

Радио навигациони системи су ушли у оп[ту употребу након Другог светског рата. Сви системи су зависили од преноса са фиксних навигационих фарова. Пријемник на броду израчунавао је положај пловила из ових преноса.[34] Они су омогућили прецизну навигацију када је лоша видљивост спречавала астрономска посматрања, и постали су устаљена метода за комерцијални транспорт све док их није заменио GPS почетком 1990-их.

Види још уреди

Референце уреди

  1. ^ „Definition of LONGITUDE”. www.merriam-webster.com. Merriam-Webster. Приступљено 14. 3. 2018. 
  2. ^ Oxford English Dictionary
  3. ^ а б Dicks, D.R. (1953). Hipparchus : a critical edition of the extant material for his life and works (PhD). Birkbeck College, University of London. Архивирано из оригинала 14. 04. 2021. г. Приступљено 21. 01. 2023. 
  4. ^ Hoffman, Susanne M. (2016). „How time served to measure the geographical position since Hellenism”. Ур.: Arias, Elisa Felicitas; Combrinck, Ludwig; Gabor, Pavel; Hohenkerk, Catherine; Seidelmann, P.Kenneth. The Science of Time. Astrophysics and Space Science Proceedings. 50. Springer International. стр. 25—36. ISBN 978-3-319-59908-3. doi:10.1007/978-3-319-59909-0_4. 
  5. ^ Mittenhuber, Florian (2010). „The Tradition of Texts and Maps in Ptolemy's Geography”. Ур.: Jones, Alexander. Ptolemy in Perspective: Use and Criticism of his Work from Antiquity to the Nineteenth Century . Archimedes. 23. Dordrecht: Springer. стр. 95-119. ISBN 978-90-481-2787-0. doi:10.1007/978-90-481-2788-7_4. 
  6. ^ Bunbury, E.H. (1879). A History of Ancient Geography. 2. London: John Murray. 
  7. ^ Shcheglov, Dmitry A. (2016). „The Error in Longitude in Ptolemy's Geography Revisited”. The Cartographic Journal. 53 (1): 3—14. S2CID 129864284. doi:10.1179/1743277414Y.0000000098. 
  8. ^ Wright, John Kirtland (1925). The geographical lore of the time of the Crusades: A study in the history of medieval science and tradition in Western Europe. New York: American geographical society. 
  9. ^ Ragep, F.Jamil (2010). „Islamic reactions to Ptolemy's imprecisions”. Ур.: Jones, A. Ptolemy in Perspective. Archimedes. 23. Dordrecht: Springer. ISBN 978-90-481-2788-7. doi:10.1007/978-90-481-2788-7. Архивирано из оригинала 07. 07. 2022. г. Приступљено 21. 01. 2023. 
  10. ^ Tibbetts, Gerald R. (1992). „The Beginnings of a Cartographic Tradition” (PDF). Ур.: Harley, J.B.; Woodward, David. The History of Cartography Vol. 2 Cartography in the Traditional Islamic and South Asian Societies. University of Chicago Press. 
  11. ^ Said, S.S.; Stevenson, F.R. (1997). „Solar and Lunar Eclipse Measurements by Medieval Muslim Astronomers, II: Observations”. Journal for the History of Astronomy. 28 (1): 29—48. Bibcode:1997JHA....28...29S. S2CID 117100760. doi:10.1177/002182869702800103. 
  12. ^ Steele, John Michael (1998). Observations and predictions of eclipse times by astronomers in the pre-telescopic period (PhD). University of Durham (United Kingdom). 
  13. ^ Wright, John Kirtland (1923). „Notes on the Knowledge of Latitudes and Longitudes in the Middle Ages”. Isis. 5 (1). Bibcode:1922nkll.book.....W. 
  14. ^ Pickering, Keith (1996). „Columbus's Method of Determining Longitude: An Analytical View”. The Journal of Navigation. 49 (1): 96—111. Bibcode:1996JNav...49...95P. doi:10.1017/S037346330001314X. 
  15. ^ Randles, W.G.L. (1985). „Portuguese and Spanish attempts to measure longitude in the 16th century”. Vistas in Astronomy. 28 (1): 235—241. Bibcode:1985VA.....28..235R. doi:10.1016/0083-6656(85)90031-5. 
  16. ^ Pannekoek, Anton (1989). A history of astronomy. Courier Corporation. стр. 259—276. 
  17. ^ Van Helden, Albert (1974). „The Telescope in the Seventeenth Century”. Isis. 65 (1): 38—58. JSTOR 228880. S2CID 224838258. doi:10.1086/351216. 
  18. ^ Grimbergen, Kees (2004). Fletcher, Karen, ур. Huygens and the advancement of time measurements. Titan - From Discovery to Encounter. Titan - from Discovery to Encounter. 1278. ESTEC, Noordwijk, Netherlands: ESA Publications Division. стр. 91—102. Bibcode:2004ESASP1278...91G. ISBN 92-9092-997-9. 
  19. ^ Blumenthal, Aaron S.; Nosonovsky, Michael (2020). „Friction and Dynamics of Verge and Foliot: How the Invention of the Pendulum Made Clocks Much More Accurate”. Applied Mechanics. 1 (2): 111—122. doi:10.3390/applmech1020008 . 
  20. ^ Olmsted, J.W. (1960). „The Voyage of Jean Richer to Acadia in 1670: A Study in the Relations of Science and Navigation under Colbert”. Proceedings of the American Philosophical Society. 104 (6): 612—634. JSTOR 985537. 
  21. ^ See, for example, Port Royal, Jamaica: Halley, Edmond (1722). „Observations on the Eclipse of the Moon, June 18, 1722. and the Longitude of Port Royal in Jamaica”. Philosophical Transactions. 32 (370–380): 235—236. ; Buenos Aires: Halley, Edm. (1722). „The Longitude of Buenos Aires, Determin'd from an Observation Made There by Père Feuillée”. Philosophical Transactions. 32 (370–380): 2—4. Santa Catarina, Brazil: Legge, Edward; Atwell, Joseph (1743). „Extract of a letter from the Honble Edward Legge, Esq; F. R. S. Captain of his Majesty's ship the Severn, containing an observation of the eclipse of the moon, Dec. 21. 1740. at the Island of St. Catharine on the Coast of Brasil”. Philosophical Transactions. 42 (462): 18—19. 
  22. ^ а б Siegel, Jonathan R. (2009). „Law and Longitude”. Tulane Law Review. 84: 1—66. 
  23. ^ Forbes, Eric Gray (2006). „Tobias Mayer's lunar tables”. Annals of Science. 22 (2): 105—116. ISSN 0003-3790. doi:10.1080/00033796600203075. 
  24. ^ „There was no such thing as the Longitude Prize”. Royal Museums Greenwich (на језику: енглески). 2012-03-07. Архивирано из оригинала 22. 01. 2023. г. Приступљено 2021-01-27. 
  25. ^ Wess, Jane (2015). „Navigation and Mathematics: A Match Made in the Heavens?”. Ур.: Dunn, Richard; Higgitt, Rebekah. Navigational Enterprises in Europe and its Empires, 1730-1850. London: Palgrave Macmillan UK. стр. 201—222. ISBN 978-1-349-56744-7. doi:10.1057/9781137520647_11. 
  26. ^ Littlehales, G.W. (1909). „The Decline of the Lunar Distance for the Determination of the Time and Longitude at”. Bulletin of the American Geographical Society. 41 (2): 83—86. JSTOR 200792. doi:10.2307/200792. 
  27. ^ Walker, Sears C (1850). „Report on the experience of the Coast Survey in regard to telegraph operations, for determination of longitude &c.”. American Journal of Science and Arts. 10 (28): 151—160. 
  28. ^ Knox, Robert W. (1957). „Precise Determination of Longitude in the United States”. Geographical Review. 47 (4): 555—563. JSTOR 211865. doi:10.2307/211865. 
  29. ^ Green, Francis Mathews; Davis, Charles Henry; Norris, John Alexander (1883). Telegraphic Determination of Longitudes in Japan, China, and the East Indies: Embracing the Meridians of Yokohama, Nagasaki, Wladiwostok, Shanghai, Amoy, Hong-Kong, Manila, Cape St. James, Singapore, Batavia, and Madras, with the Latitude of the Several Stations. Washington: US Hydrographic Office. 
  30. ^ Munro, John (1902). „Time-Signals by Wireless Telegraphy”. Nature. 66 (1713): 416. Bibcode:1902Natur..66..416M. ISSN 0028-0836. S2CID 4021629. doi:10.1038/066416d0. 
  31. ^ Hutchinson, D.L. (1908). „Wireless Time Signals from the St. John Observatory of the Canadian Meteorological Service.”. Proceedings and Transactions of the Royal Society of Canada. Ser. 3 Vol. 2: 153—154. 
  32. ^ Lockyer, William J. S. (1913). „International Time and Weather Radio-Telegraphic Signals”. Nature. 91 (2263): 33—36. Bibcode:1913Natur..91...33L. ISSN 0028-0836. S2CID 3977506. doi:10.1038/091033b0 . 
  33. ^ Zimmerman, Arthur E. „The first wireless time signals to ships at sea” (PDF). antiquewireless.org. Antique Wireless Association. Приступљено 9. 7. 2020. 
  34. ^ Pierce, J.A. (1946). „An introduction to Loran”. Proceedings of the IRE. 34 (5): 216—234. S2CID 20739091. doi:10.1109/JRPROC.1946.234564. 

Литература уреди

Спољашње везе уреди