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画了两千年的经纬线(第1页)

“画”了两千年的经纬线

一座城市不论有多么大,有多少居民住户,邮递员总会找到各家各户的准确地址。人们先把城市分成若干区、若干街道,再把每户编上门牌号码,随便你找什么单位或住所,只要知道街巷名称和门牌号码,都能很快地找到。科学家们也是利用类似的方式,给地球表面假设了一个坐标系,这就是经纬度线。

经纬网是由一组基本上互相垂直的经线、纬线构成的。其实,并没有谁真正在地面上去划出这些线条,而是科学家们通过计算,在地球仪上或者在地图上画出的假想线。但为了“画”这两条假想线,人类差不多花费了两千年的时间。

公元前334年,梦想征服世界的亚历山大大帝率军东征,随军地理学家尼尔库斯沿途搜索资料,准备绘制一幅“世界地图”。他发现沿着亚历山大东征的路线,由西向东,无论季节变换与日照长短都很相仿。于是他第一次在地球上划出了一条纬线。这条线从直布罗陀海峡起,沿着托鲁斯和喜马拉雅山脉一直到太平洋。

大约在公元前240年,被称为“地理学之父”的古希腊学者埃拉托斯尼通过两地之间不同的正午时分的太阳高度及三角学计算出了地球的周长。后来他画了一张有7条经线和6条纬线的世界地图。

公元120年,古希腊天文学家托勒密综合前人的研究成果,认为绘制地图应以已知经纬度的定点做根据,提出地图上绘制经纬度线网的概念。为此,托勒密测量了地中海一带重要城市和观测点的经纬度,编写了8卷地理学著作,其中包括8000个地方的经纬度。

在托勒密之后的一千多年内,关于确定经度的问题,一直没有获得重大进展。从13世纪起,欧洲的航海事业获得蓬勃发展。在这些大规模的航海活动中,由于要到达一些距离出发港口十分遥远的陌生地方,用罗盘、铅垂线及对船速的估计,来确定这些陌生地方的地理位置,就很不可靠了。1567年,西班牙国王为解决海上经度测定问题,提供了一笔赏金。应征“西班牙经度奖”最有名的人物,当数意大利天文学家伽利略。他用自己制作的望远镜,发现了木星的卫星和卫星食现象。卫星食出现的时刻,对地球上任何地方的人来说几乎是严格相同的,因而就可以利用这一现象来测定两地的经度差,其原理同月食法是一样的。而且木星卫星食的现象,平均每个晚上可以发生一、两次,比一年只有一、两次的月食要常见得多,因此,只要能对木星的卫星食现象作出准确预报,测定经度的问题也就基本解决了。1616年,伽利略以这个方法向西班牙申请经度奖,但西班牙人对此不感兴趣。经过一番旷日持久的书信往来,到1632年,伽利略放弃了应征西班牙经度奖的念头。1642年,伽里略与世长辞,他发现的测经度的方法再也无法付诸实现了。但是,人类在解决经度测定问题上,仍然朝着既定的目标在一步一步迈进。

1657年,一个新的转折点出现了。著名的荷兰天文学家惠更斯发明了摆钟,从而为测定经度提供了高精度的计时仪器。1667年,法国建立了巴黎天文台。英国也在1676年9月15日建成了格林尼治天文台。各国天文台的相继建立,为编制高精度的天体位置表铺平了道路。1757年,船用六分仪问世。这是一种手持的轻便仪器,它可以测量天体的高度角和水平角,将所得结果与天文台编制的星表对照,就可以测定船舶所在地的当地时间,从而最终解决了海上船舶的经度测定问题。

人类虽然经过艰苦的努力最终找到了测定经度的方法,但这个领域的发展并没有就此止步。特别是进入20世纪后,随着卫星、激光、无线电等技术手段的出现,经纬度的测定正在朝着更高精度的方向发展。

现在地球上重要的经纬线包括本初子午线,日界线,赤道,南、北回归线,南、北极圈线,东经160度和西经20度线等。其中,本初子午线是地球经度的起点,本初子午线由此通过,世界时间由此开始计算。它位于英国伦敦城东南8公里处的格林尼治天文台,故国际标准时间通称为“格林尼治时间”;日界线也就是国际日期变更线。国际上规定,把180度经线作为国际日期变更线,它是地球上新的一天的起点和终点。地球上的年、月、日更替,都从这条线开始;赤道线是地球南、北两部分的分界线,太阳在每年的春分(3月21日前后)和秋分(9月23日前后)两次直射赤道线。南、北回归线是太阳直射点能够到达地球最南或最北的界线(南、北纬23度26分),之后又将调头回归赤道。北回归线在我国穿越台湾、广东、广西和云南4省(区)。其中,台湾和广东两省都先后在其北回归线上建立有北回归线标志塔;南、北极圈线是指南、北纬66度34分的纬线圈。在极圈内,会出现太阳日夜不落的“极昼”现象和终日不见太阳的“极夜”现象;东经160度和西经20度线是地球东西半球的分界线。这两条线穿过的地区基本上是海洋。

地球上两个不同的地点,可以有相同的纬度或经度,但不可能两者都完全相同。因此地球上不同的地点、不同位置都可以用经纬度来表示。例如问北京的经纬度是多少?我们很容易从地图上查出来是东经116度24分,北纬39度54分。根据经纬线可以确定方向,知道一个地点的经纬度,就可以在地图上找到它所在的位置。

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