本初子午线感情

本初子午线的确定

1884年,国际天文学家代表会议作出决定:以经过格林尼治天文台的经线作为本初子午线,也就是计算地理经度的起点线,也是世界标准“时区”时刻的基准线。于是,格林尼治子午线成了标准的0°经线,格林尼治时间也正式被采用为国际标准时间。

格林尼治标准时间的制定,与英国一件争执案有关：1858年11月24日,英国多塞特郡的时钟指在上午10时6分,该郡一位法官判决一名提请土地诉讼的人败诉,原因是这位提请人在上午10点开庭时没有准时到庭。两分钟后,那人到庭,他向法官指出,按照他家乡肯柏兰郡喀来耳镇火车站的时钟,他是准时到达的。该案因此重审。由于各地经度不一样，造成英国各地时间有一些细微的不同,火车站与法庭的时间存在差异。这个事件,促使英国政府决定统一全国各地时间。

英国是一个航海事业非常发达的国家,对航海者来说,能否准确计时,是生死攸关的事。因为没有准确的计时工具,就无法知道船只在海洋中航行的位置和时间。船只在海上是通过经度和纬度来推算自身位置的。长期以来,航海者只是凭航海经验推测经度,确定航向,如果推测出错,船只就会走错航线,甚至会发生搁浅或触礁这样的事故,这种情况在航海史上屡见不鲜。1707年,一支由克劳斯利爵土率领的英国舰队,因测错了经度而失事,4艘舰船被毁,两千多人葬身鱼腹。

为解决航海经度测定问题,早在1675年,英国查理二世下令在伦敦东南泰晒士河畔的格林尼治村兴建天文台,这就是英国皇家天文台。天文学家经过百余年的努力,终于研究出了一套科学的计时法,并把确定0°经线的这个天文台所在的子午线,作为地理经度测量和计时系统的起点,全世界的航海者只要以格林尼治天文台的子午线为起点,便可以在航行中准确地测出自己船只的正确位置和当时的时间。格林尼治天文台的科学研究,为繁荣海上航运事业、避免航海事故作出了贡献。

当格林尼治天文台确定自己的子午线时,世界上有些国家根据本国的地理条件,也确定了自己的子午线,这样就容易造成混乱。为了解决这个问题,1884年10月13日,20多个国家的代表在美国华盛顿召开会议,就使用统一的国际标准时间和统一的子午线问题作出决议:“将通过格林尼治天文台子午仪中心的子午线规定为经度的本初子午线。”

英国格林尼治天文台本初子午线上的雕塑（右边是参观证明打印设备）

当然,这项决议的通过也很不容易,因为在会议前许多国家都有自己的0°经线,所以会议上出现了众多的声音：有人主张以意大利罗马为标准,有人主张以圣城耶路撒冷为标准,还有人主张以最古老的埃及金字塔作为本初子午线的起点,等等。而更多的人希望以本国首都作为经度起点:而如美国代表希望以华盛顿为标准,法国代表希望以巴黎(埃菲尔铁塔)为标准,俄国代表希望以圣彼得堡（普尔可夫天文台）为标准。我国在康熙年间开始测量大地,绘制全国地图,当时是以紫禁城南北中轴线作为0°经线的。

率先放弃本国意见的是美国,美国倒向了英国一边,赞成以经过伦敦的格林尼治天文台为标准,英国和美国这两个当时世界上最强大的国家统一了意见,其他声音就逐小了,美国和英国的意见一致是有渊源的,美国人大部分是英国移民的后代,当初位于阿巴拉契亚山脉以东的13块英国殖民地独立以后才有了美国,虽然成为了相对独立的两个国家,但不少美国人还是很亲近英国人,怀旧的情绪还是挺浓的。

1884年10月23日,也就是大会进行10天后,以22票赞成,1票(多米尼加)反对,2票(法国、巴西)弃权,通过决议,向全世界各国政府正式建议,采用经过格林尼治天文台子午仪中心的子午线,作为计算经度起点的本初子午线,强大的大英帝国首都的格林尼治天文台拿到了这个非常具有象征意义的荣誉。

通过英国格林尼治天文台的本初子午线确定后,0°经线就被世界所公认,把它作为计算地理经度的起点和世界“时区”的标准,格林尼治国际标准时间从此诞生。

英国格林尼治天文台“格林尼治时间”时钟

第二次世界大战前夕,伦敦市已发展成为世界著名的工业城市。战后,格林尼治地区人口剧增,工厂增加,空气污染日趋严重,尤其是夜间灯光的干扰,对星空观测极为不利。于是天文台有了搬迁的想法,加之第二次世界大战期间德国飞机对英国的空袭也使天文台破坏严重。二战后的1948年,天文台迁往英国东南沿海的苏塞克斯郡的赫斯特蒙苏堡。这里环境优美,空气清新,观测条件好。迁到新址后的天文台仍叫英国皇家格林尼治天文台。

格林尼治天文台旧址

但是,格林尼治天文台迁址后,天文台并不在0°经线上了,地球上的0°经线通过的是格林尼治天文台旧址。格林尼治天文台旧址后来成为英国航海部和全国海洋博物馆天文站,里面陈列着早期使用的天文仪器,尤其是子午馆里壤嵌在地面上的铜线——0°经线，吸引着世界各地的参观者。到这里的游人都喜欢双脚跨在0°经线的两侧摄影留念,象征着自己同时脚踏在东西两种经度。

第1讲 地球和地球仪

一.地球的形状

1.盖天说：在我国，早在二千多年前的周朝，就存在着一种“天圆如张盖、地方如棋局”的盖天说。

2.浑天说：地球不是孤零零地悬在空中的，而是浮在水上，后来又有发展，认为地球浮在气中，因此有可能回旋浮动，这就是“地有四游”的朴素地动说的先河。浑天说认为全天恒星都布于一个“天球”上，而日月五星则附丽于“天球”上运行，这与现代天文学的天球概念十分接近。

3.球体

（1）古希腊学者亚里士多德根据月食的景象分析认为: 月球被地影遮住的部分的边缘是圆弧型的，所以地球是球体或近似球体。

（2）在海上看远处行驶来的船，最先看到的是桅杆，然后才看到船体，这证明地球是球体。

（3）麦哲伦还通过一次航海 ，进一步用事实证明了地球是球体。

4.实际形状：地球是一个两极稍扁、赤道略鼓的不规则球体。

通过实测和分析，人们终于得到确切的数据:地球的平均赤道半径为6378.38千米，极半径为6356.89千米。测量还发现，北极地区约高出18.9米，南极地区则低下24-30米。看起来，地球形状像一只梨子:它的赤道部分鼓起，是它的“梨身”;北极有点放尖，像个“梨蒂”;南极有点凹进去，像个“梨脐”……因此，地球被叫做“梨形地球”。确切地说，地球是个三轴椭球体。

二.地球的大小

地球的平均半径是6371千米。最大周长约4万千米，表面积约5.1亿平方千米。

三.地球仪

1.地轴：假想的轴，与地球北端交点为北极点，南端交点为南极点。

2.形状：正球体。地球的赤道半径比极半径长21km，如果按照比例制作一个半径为1米的地球仪，那么赤道半径仅仅比极半径长了大约3mm，凭肉眼无法察觉出来，因此在制作地球仪的时候总是将它做成球体。

四.纬线和经线

纬线（纬度）

经线（经度）

概念

在地球仪上，与南、北极距离相等的大圆圈。与赤道平行的圆圈叫纬线

在地球仪上，连接南北两极且垂直于纬线的线，叫经线。又叫子午线

形状

圆圈（极点是点）

半圆

长度

赤道最长，向南北两极递减

相等

相互关系

所有纬线都平行

都相交于南北两极点

指示方向

指示东西方向

指示南北方向

五.纬度和经度

1.纬度

（1）定义：指某点与地球球心的连线和地球赤道面所成的线面角（线面角）。

（2）数值范围：0°～90°。

（3）读数变化：向北增大是北纬，用字母“N”表示，向南增大是南纬，用字母“S”表示。

（4）半球划分：赤道以北为北半球，以南为南半球。

（5）中低高纬：低纬度范围：0°～30°纬度；中纬度范围：30°～60°纬度；高纬度范围：60°～90°纬度。

2.经度

（1）定义：地球面上一点所在经线和地轴组成的面与本初子午线和地轴组成面之间的夹角。（即二面角，两个经线所在面的夹角实际上反映的是两条经线之间的经度差）。谭老师地理工作室综合整理

（2）数值范围：0°～180°。

（3）读数变化：向东增大是东经，用字母“E”表示，向西增大是西经，用字母“W”表示。

（4）经线圈：由经度差相隔180°的两条经线组成的大圆。

（5）半球划分

①东西半球分界线：20°W和160°E，因为20°W和160°E大部分经过海洋。

②东西半球的经度范围：

半球

范围

东半球

20°W向东至160°E

≤20°W的西经度和≤160°E的东经度，包括0°经线

西半球

20°W向西至160°E

≥20°W的西经度和≥160°E的东经度，包括180°经线

六.经纬网

1.定义：在地球仪上，纬线和经线相互交织，形成经纬网。

2.作用：确定位置，方便导航。

3.常用经纬网

（1）侧视经纬网

①横向的表示纬线，中间的横线为赤道，赤道以北为北半球，共90个纬度差，被纬线分为n等分，则每等分的纬度差是90°/n。然后以赤道为基础确定其他纬线的度数。南半球的确定是一样的方法。

②连接南北极点的弧线或中间的竖线表示经线，该图中上面一般是北极点。侧视图中共有180个经度差，然后确定经线把这180°分成n等分，则每等分的经度差为180 °/n,最后根据已知的经线度数，确定其他的经线度数。

（2）方格状经纬网

①横线为纬线，如果由上而下递减为北纬，递增为南纬，其他纬度的确定要看相邻两条纬线之间的纬度差来推算。

②竖线为经线，由左向右（沿地球自转方向）递增为东经，递减为西经，其他经线度数的确定看相邻两条经线之间的经度差来推算。

（3）俯视经纬网

①同心圆表示的纬线，最外圈一般是赤道，共有90个纬度差，确定纬线把图划分为n个等分，则每个等分的纬度差是90°/n。然后根据已知的纬线度数确定其他纬线的度数，但要区分南北纬，如果中间是北极点或地球自转方向是逆时针，则为北半球，反之，为南半球。

②以极点为中心的放射线表示的是经线，相邻两条经线的夹角表示的是两条经线的经度差，但要注意东西经的确定，沿着地球自转方向递增为东经，递减为西经，然后加减经度差，就可以得到其他经线的度数。

（4）侧俯视图

①极点附近的圆圈是纬线圈，其他与该纬线圈平行的线为纬线，通过已经确定的纬线来确定其他的纬线度数。

②上面如果是北极点，则地球自转方向为逆时针，上面如果是南极点，则地球自转方向是顺时针。经过两个极点的弧线一般为经线，如果这些经线在极点附近被分成n等分，则每一等分的经度差为180°/n，再根据沿着地球自转方向递增为东经，递减为西经，来确定其他经线的度数。

七.地球上对称点经纬度的判断

1.关于赤道对称的两点：经度相同；纬度南北纬相反，数值相等。如图中A点(40°N,20°W)与B点(40°S,20°W)关于赤道对称。

2.关于地轴对称的两点：经度差为180°，一般来说一个为东经，另一个为西经；纬度相同。如图中A点(40°N,20°W)与C点(40°N,160°E)关于地轴对称。

3.关于地心对称的两点(对跖点)：经度差为180°，一般来说一个为东经，另一个为西经；纬度南北纬相反，数值相等。如图中A点(40°N,20°W)与D点(40°S,160°E)关于地心对称。

八.关于地球表面两点之间距离的计算

1.两点在同一经线：可以理解为相邻两条纬线所夹经线长度，等于n×111 km（n为纬度差），因此相邻两条纬线夹的经线长度相等。

|AB|=40000（β-α）/360 km= n×111km.（n=β-α，即A和C两点的纬度差；40000/360 =111 km）

2.两点在同一经线圈，但不在同一经线上：可以以极点为界点，分成两段分开计算后，然后再求和。

|BND|=|BN|+|ND|；|BSE|=|BS|+|SE|。

3.在同一纬线：可以理解为相邻两条经线所夹纬线长度，等于n×111COSΦkm（n为经度差，Φ为两点所在纬线的纬度），因此相邻两条经线所夹纬线长度由赤道向两极递减。

|MN|=40000nCOSΦ/360kmn×111COSΦkm.（40000COSΦ代表M、N两点所在纬线圈的长度，Φ为M、N所在纬线的纬度）

4.两点既不在同一经线，也不在同一纬线：纬度差比较小的区域，可以用勾股定理；纬度差比较大的范围比较少见。

|GH|2=|GP|2+|PH|2=|OH|2+|GO|2；|GP|=111nCOSα，|OH|≈111nCOSβ。要想两种公式算的长度大致相当，|GP|=111nCOSα≈|OH|=111nCOSβ，即α和β非常接近，即两点的纬度比较接近。

九. 地球表面两点之间的最短距离

1.球面上最短距离：经过球面两点的大圆（圆心为地球球心）在这两点间的劣弧（不超过半圆的弧）的长度为球面两点间的球面距离，也是最短距离。

2.具有地理意义的大圆：经线圈、赤道、晨昏圈（线）。

3.球面两点间最短航线方向的判断方法：

（1）在同一经线圈上的两点（但不在同一条经线上）：过这两点的大圆便是经线圈，过两极点为两点间最短距离，具体又分为三种情况：

①同为于北半球，最近航程一定是先向北，过极点后再向南 （如图1中的A、B两点）。

②同位于南半球，最近航程一定是先向南，过极点后再向北 （如图2中的A、B两点）。

③两地位于南北两个半球，这时需要讨论，确定过哪个极点的为劣弧，再讨论（如图3）

（2）在晨昏圈上

①在晨线上的A、B两点（如图4）,判断较为简单。图中A到B是向东南方向。

②在昏线上的C、D两点（如图5）,判断较为简单。C到D是向东北方向。

③分别在晨线和昏线上：从A到D点间最近距离的走法是先向西北再向西南，从B到C点间最近距离的走法是先向东南再向东北（如图6）

（3）同一纬线上的两点间最短距离的走法。

①在赤道上的A、B两点：正东或正西为最短距离（图7）。

②在北半球同一纬度上的两点：先向高纬度，再向低纬度，如图8中的A、B两点，从A到B是先向东北，再向东南。南半球是先向高纬度，再向低纬度，如图8中的C、D两点，从C到D是先向东南，再向东北。

（4）其他任意两点间最短距离和方向的判断。

两地经度差不等于180°，则过两点的大圆不是经线圈，而与经线圈斜交，最短距离不过两极点，而是过两极点附近地区（或上空），可分为两种情况：

①同在北半球，A地位于B地的西南方（如图9，B地位于A地的东北方），从A到B的最短距离走法为：先向东北再向东南。

②同在南半球，A地位于B地的偏西方（如图10），从A到B的最短距离走法为：先向东南，再向东北。

③位于不同半球时需要讨论，方法同上(图11)。