地球的经纬度

地球的经纬度

现在我们要来讲解关于地球的一项基本知识——经纬度。在很早以前，人类就有了方位的观念。最初的观念也许是从太阳的东升西落来的。将日出之处命名为东方，将日落之处命名为西方，最早的方位就是这么确定的。并与之相对确定了南方与北方，东南西北四方的确定乃是所有方位确定的基础。

后来为了更加精确地测定方位，就出现了经纬线以及与此相应的经纬度。确定经纬线的方法很简单，就是以地球南北两极为端点，在这两个端点间连上一条直线，这就是经线了。

经线又被称为子午线，更精确地说，子午线乃是经过地球地轴的一个平面与地球表面的交线，由于地球总的来说是一个球体，因此这交线乃是一个大圆。这个大圆以南北两个极点为界分成两条经线。如下图A：

上图中间那根虚线就是地轴，因位于地球内部，在外面是看不出来的，只能用虚线表示。事实上，所有经过地轴的平面与地球的表面的交线，或者说地球的割线，都是经线。这样地球就有无数条经线。

定好了经线，我们现在来看纬线。

纬线很好定的，就是作一些与地轴垂直的平面，它与地球表面的交线就是纬线了，如下图B：

看得出来，纬线也有无数条。

从图上我们可以看出经线与纬线的差异，例如经线是一个半圆，而纬线是一个整圆。所有经线的长度几乎都一样，而纬线圈的长度就大不一样了，其中最中间的那条最长，被称为赤道。越往南北两边就越短，到了两个极点，纬线圈的长度为0。

经线与纬线定出来之后，就可以确定具体的经纬度了。

地球的大圆即赤道被分成了360°，而大圆的总长度是确定的，大约是40000千米，这样的话，经线1°就是40000/360 ，算出来大约是111千米，同样十分好记。

地球上绝大部分经线与纬线都是根据这种度数来编号的。不过，在编号之前，先将南北向的纬度分成了南北两半，分别称为南纬与北纬。而将经度分成了东西两半，分别称为东经与西经。再将这与度数结合就能够完整地称呼每条经线与纬线了，例如北纬30°纬线，东经25°经线等。

显然，为了能够标明任何一条纬线或者经线的固定度数，必须找一条固定的纬线与经线作为起点。固定的纬线比较容易确定，就是赤道，往它南北都是90°。

但经线就不那么好确定了，理论上，任何一条经线都能担当这个重任，而且有许多国家都想争这个荣誉，都想用通过它的首都或者什么地方的一条经线为所有经线之起点。为此，1884年在美国首都华盛顿举行了一次国际子午线会议，会上，当时国势鼎盛、雄霸天下的英国人取得了胜利，将通过英国最大最著名的天文台格林尼治天文台的经线定为0°经线，即本初子午线。从本初子午线往东，就是东经，往西就是西经，各有180°。

本初子午线定下来后，其他地方的经线就好确定了。对于任何一个地点的经度，就是经过这一点以及地轴的平面与经过本初子午线及地轴的平面之间形成的夹角。如上面图A中角 的度数就是经度。

当然，我们不可能真的这样去测量经度，还有一个比较简单的办法。我们知道，地球24小时自转一周360°，这也就是说1小时旋转15°，4分钟旋转1°，4秒钟内旋转1′。通过这个办法，我们可以很轻易地计算出任何一个地点的经度。例如，现在某地是正午12点整，我想知道这个地方的经度，怎么办呢？好办，只要知道现在格林尼治的标准时间是多少，做到这点有很多办法，例如打个电话，上网查查都行。打听到格林尼治的精确时间后，就可以直接算出要求的经度了。例如格林尼治的时间是下午3点15分。这时我只要简单地以3.25乘以15°就行了，结果是48°45′，这就是所要求的经度。当然这里已经事先确定了是西经，因为本初子午线的时间比当地时间早，太阳已经先于当地时间通过本初子午线，因此此地在本初子午线之西，是西经。

世界的分度

再看纬线。纬线是垂直于地轴的平面与地球表面相交得到的圆。任何一个地点的纬度理论上如上图B，乃是这点与地球的球心的连线与赤道面形成的夹角。

纬度的南北纬也很好区分，赤道是地球的大圆，赤道以南就是南纬，赤道以北则为北纬，赤道的纬度则是0°。

另外还有两个有特殊意义的纬度，即南北纬的23°26′，它们分别被称为南回归线与北回归线。就是太阳能够直射的最南与最北的纬度。它对于地球五带与四季的形成有决定性意义。

看得出来，纬度最大的就是90°，也就是南北两个极点。

相对测定经度而言，测定一个地方的纬度要难得多，我们既不能真的向地心挖一条线，也没有格林尼治时间等作参照物。不过我们还是可以找到比较简单的测量办法。其中最简单者就是利用北极星，只要测出北极星的高度角就可以测出该地的大致纬度了。这是因为北极星位于北极点上空，对于北极点而言，北极星与北极点的连线与经过北极点的地平面成90°角，即它的高度角是90°，因此北极的纬度是90°，同样，在赤道，北极星就在地平线上，即它的高度是0°，说明这里的纬度也是0°。

罗盘经纬仪
大约在1870年由英国著名仪器制作者爱德华·司若顿和桑斯制作。罗盘经纬仪上面有一个可以单独拆开的圆弧和罗盘，并可以换上可视的照准器。经纬仪是测绘仪器，它可以测量两个点之间的水平角度并同时测量它们的仰角。

通过上面的办法测量出一个地点的经度与纬度之后，我们就能够确定这个地点的位置了。因为地球上任何一个地点的经纬度都是独一无二的，绝不会重复。这样的道理很简单，我们知道，同一平面上两条直线相交，有且只有一个交点，而地面上任何一点都可以看做是这样两条直线的交点，这样当然也就只有一个交点了。而且这个交点可以用两个度数来表示。例如中国上海的经度是东经121°16′，纬度是北纬31°12′，也就是说，上海位于这两条线的交点。地球上任何一点都可以这种方法来表示。