В географии и геодезии меридиан — это точка , соединяющая точки равной долготы , которая представляет собой угол (в градусах или других единицах измерения ) к востоку или западу от данного нулевого меридиана (в настоящее время — эталонный меридиан IERS ). [1] Другими словами, это линия долготы . Положение точки на меридиане определяется долготой и широтой , измеряемыми в угловых градусах к северу или югу от экватора . В проекции Меркатора или Галла-Питерса каждый меридиан перпендикулярен всем кругам широты . Меридиан — это половина большого круга на поверхности Земли. Длина меридиана современной эллипсоидной модели Земли ( WGS 84 ) оценивается в 20 003,93 км (12 429,87 миль). [2]
Первый нулевой меридиан был установлен Эратосфеном в 200 году до нашей эры. Этот нулевой меридиан использовался для измерения Земли, но имел много проблем из-за отсутствия измерения широты. [1] Много лет спустя, примерно в 19 веке, все еще существовали опасения по поводу нулевого меридиана. Несколько местоположений географического меридиана означали, что существовало несоответствие, поскольку в каждой стране были свои собственные правила расположения нулевого меридиана.
Термин «меридиан» происходит от латинского meridies , что означает «полдень»; подсолнечная точка проходит через данный меридиан в солнечный полдень , на полпути между моментами восхода и захода солнца на этом меридиане. [3] Точно так же Солнце одновременно пересекает небесный меридиан . Та же самая латинская основа дает начало терминам am (ante meridiem) и pm (post meridiem), которые используются для устранения неоднозначности часов дня при использовании 12-часового формата времени .
Из-за растущей международной экономики возникла потребность в установленном международном нулевом меридиане, чтобы облегчить путешествия по всему миру, что, в свою очередь, способствовало бы развитию международной торговли между странами. В результате в 1884 году в Вашингтоне, округ Колумбия, была проведена конференция. Двадцать шесть стран присутствовали на Международной конференции по меридианам , чтобы проголосовать за международный нулевой меридиан. В конечном итоге результат был следующим: был бы только один нулевой меридиан, нулевой меридиан должен был пересечь и пройти в Гринвиче (это был 0°), было бы два направления долготы до 180° (восток был плюсом, а запад — плюсом). минус), будет универсальный день, и день начинается в среднюю полночь начального меридиана. [4]
Для этого было две основные причины. Во-первых, США уже выбрали Гринвич в качестве основы для своей национальной системы часовых поясов. Во-вторых, в конце 19 века 72% мировой торговли зависело от морских карт, на которых Гринвич использовался в качестве нулевого меридиана. Рекомендация была основана на том аргументе, что присвоение Гринвичу долготы 0° принесет пользу наибольшему числу людей. [5]
К концу XII века существовало два основных места, которые были признаны географическими положениями меридиана: Франция и Великобритания. Эти два местоположения часто конфликтовали, и соглашение было достигнуто только после проведения Международной конференции по меридианам, на которой Гринвич был признан местом 0 °. [6]
Меридиан, проходящий через Гринвич (внутри Гринвичского парка) , Англия, называемый нулевым градусом долготы, в то время как другие меридианы определялись углом в центре Земли между тем местом, где он и нулевой меридиан пересекают экватор. Поскольку в круге 360 градусов , меридиан на противоположной стороне Земли от Гринвича, антимеридиан, образует другую половину круга с меридианом, проходящим через Гринвич, и находится на 180 ° долготы вблизи Международной линии даты (с отклонение суши и островов по причинам, связанным с границами). Меридианы от Гринвича (0°) на запад до антимеридиана (180°) определяют Западное полушарие , а меридианы от Гринвича (0°) на восток до антимеридиана (180°) определяют Восточное полушарие . [7] [ ненадежный источник? ] На большинстве карт показаны линии долготы.
Положение нулевого меридиана на протяжении истории менялось несколько раз, в основном из-за того, что транзитная обсерватория была построена рядом с предыдущей (для обеспечения обслуживания судоходства). Подобные изменения не имели существенного практического эффекта. Исторически сложилось так, что средняя ошибка определения долготы была намного больше, чем изменение положения. Принятие Всемирной геодезической системы 84 "(WGS84) в качестве системы позиционирования переместило нулевой геодезический меридиан на 102,478 метра к востоку от его последнего астрономического положения (измеренного в Гринвиче). [8] [9] Положение текущего нулевого геодезического меридиана равно вообще не обозначен никакими знаками или маркировкой в Гринвиче (как и старая астрономическая позиция), но может быть обнаружен с помощью приемника GPS.
В интересах стран было согласиться на единый стандартный меридиан, чтобы принести пользу их быстро растущей экономике и производству. Дезорганизованной системы, которая у них была раньше, было недостаточно для их растущей мобильности. Перед GWT у тренерских служб в Англии были сбои во времени. [ необходимы разъяснения ] Соединенные Штаты и Канада также совершенствовали свою железнодорожную систему, и им также требовалось стандартное время. Благодаря стандартному меридиану дилижансы и поезда смогли работать более эффективно. [10] Спор о том, какой меридиан является более научным, был оставлен в стороне, чтобы найти наиболее удобный по практическим соображениям. Они также смогли прийти к соглашению, что универсальным днем будет средний солнечный день. Они согласились, что дни начнутся в полночь и универсальный день не повлияет на использование местного времени. Отчет был представлен в «Труды Королевского общества Канады» от 10 мая 1894 года; об «Объединении астрономических, гражданских и морских дней»; в котором говорилось, что:
Магнитный меридиан представляет собой эквивалентную воображаемую линию, соединяющую южный и северный магнитные полюса , и ее можно принять за горизонтальную составляющую силовых линий магнитного поля вдоль поверхности Земли. [11] Следовательно, стрелка компаса будет параллельна магнитному меридиану. Однако стрелка компаса не будет устойчивой на магнитном меридиане, поскольку долгота с востока на запад является полностью геодезической . [12] Угол между магнитным и истинным меридианом представляет собой магнитное склонение , которое актуально для навигации по компасу. [13] Навигаторы смогли использовать азимут (горизонтальный угол или направление компаса) [14] восходящего и заходящего Солнца для измерения магнитного отклонения (разницы между магнитным и истинным севером). [15]
Истинный меридиан — это хорда, идущая от одного полюса к другому, проходя через наблюдателя, и противопоставляется магнитному меридиану, проходящему через магнитные полюса и наблюдателя. Истинный меридиан можно найти путем тщательных астрономических наблюдений, а магнитный меридиан просто параллелен стрелке компаса. Арифметическая разница между истинным и магнитным меридианом называется магнитным склонением , которое важно для калибровки компасов. [16]
Генри Д. Торо классифицировал этот истинный меридиан по сравнению с магнитным меридианом, чтобы иметь более качественную, интуитивную и абстрактную функцию. Он использовал истинный меридиан, поскольку его компас отклонялся на несколько градусов. Были некоторые вариации. Когда он отмечал линию обзора истинного меридиана от дома своей семьи до склада, он мог проверять склонение своего компаса до и после съемок в течение дня. Он отметил это изменение. [17]
Прохождение меридиана — момент прохождения небесным объектом меридиана долготы наблюдателя. В этот момент небесный объект находится в наивысшей точке. Когда Солнце проходит дважды высоту при восходе и заходе, можно усреднить время прохождения меридиана. Навигаторы использовали склонение Солнца и высоту Солнца при прохождении местного меридиана, чтобы рассчитать свою широту по формуле. [18]
Широта = (90° – высота в полдень + склонение)
Склонение больших звезд — это их углы к северу и югу от небесного экватора. [19] Важно отметить, что прохождение меридиана не произойдет ровно в 12 часов из-за наклона Земли. Прохождение меридиана может происходить с разницей в несколько минут. [20] [ собственный источник? ]
Стандартный меридиан — это меридиан, используемый для определения стандартного времени . [21] Например, 30-й меридиан восточного времени ( UTC+02:00 ) является стандартным меридианом восточноевропейского времени . С момента принятия часовых поясов – в отличие от местного среднего времени или солнечного времени – в конце 19-го и начале 20-го века, большинство стран приняли стандартное время одного из 24 меридианов, ближайших к их географическому положению, как это было решено Международная меридианная конференция в 1884 году. [22] [23] [24] Хотя некоторые часовые пояса смещены на дополнительные 30 или 45 минут, например, на островах Чатем , в Южной Австралии и Непале . [25]
Многие из этих инструментов полагаются на способность измерять долготу и широту Земли. На эти инструменты также обычно влияла местная гравитация, которая хорошо сочеталась с существующими технологиями, такими как магнитный меридиан. [9]
Стандартные меридианы… Они расположены на расстоянии 15° друг от друга.
Таким образом, время фокуса любой из них отличается ровно на один час от местного времени любой из двух других, между которыми она расположена.
Каждый стандартный меридиан представляет собой среднюю линию пояса шириной 15°.
Предполагается, что местное время в любом месте на поверхности земного шара будет, как правило, регулироваться стандартным меридианом, ближайшим или наиболее удобным к такому месту по долготе.
