Cos'è la longitudine?
Le lunghezze sono punti di direzione geografici che identificano come est o ovest si trovano sulla Terra. I punti sono misurati in gradi e simboleggiati dalla lettera greca λ (Scritta come lambda). Inoltre, ci sono linee speciali che attraversano il Polo Nord fino ai punti di collegamento del Polo Sud sulle stesse longitudini. Queste linee sono chiamate meridiani. Il meridiano più speciale è denominato Primo Meridiano. Questa particolare longitudine attraversa Greenwich in Inghilterra. Tiene la posizione di zero gradi (0 °) di longitudine. Al fine di stabilire la longitudine di altri luoghi sulla Terra, i luoghi sono misurati dall'angolo est o ovest in relazione al primo meridiano. Inizia da 0 ° sul lato est a +180 e ad ovest, laterale l'angolo sale a -180. La posizione di un luogo a nord oa sud del Primo Meridiano è misurata in base alla latitudine. Questo può essere descritto come l'angolo tra la longitudine locale e l'equatore.
È importante notare che la Terra non è una sfera perfetta. Se fosse una sfera perfetta, la longitudine in un luogo particolare sarebbe uguale all'angolo tra il piano verticale nord-sud attraverso quel luogo e il piano del meridiano Prime / Greenwich. È positivo che la Terra non sia uniforme, la presenza di montagne e altre irregolarità sulla superficie terrestre consentano di spostare il piano verticale a una distanza dall'asse. Quando avviene un'intersezione tra un piano nord-sud e il meridiano di Greenwich / primo, viene creato un angolo e questo angolo forma la precisa longitudine astronomica. Le longitudini che sono identificate dalle mappe sono formate dall'angolo tra il meridiano che passa attraverso Greenwich e un piano che passa perpendicolarmente attraverso la curvatura scelta come livello del mare della Terra. Questa misura non è molto precisa poiché l'aereo di Greenwich non attraversa l'attuale livello del mare.
Origine e scoperta
La storia della longitudine è stata sostenuta da grandi menti nei campi dell'astronomia, della creazione di mappe e della navigazione nel corso di molti secoli. Questa informazione era ed è ancora importante. Ad esempio, nel plotter marino sicuro, era molto necessario un mezzo per definire la longitudine e la latitudine. Il processo per trovare misure precise ha richiesto secoli e il contributo di grandi studiosi. Le prime opere registrate sulla ricerca sulla longitudine furono nel III secolo aEV da Erastostene. Le sue opere furono successivamente costruite da un Ipparco nel II secolo aEV. L'undicesimo secolo rivelò una grande mente col nome di Al-Burini che scoprì che la terra ruotava sul suo asse, una scoperta che costituisce la base per la credenza moderna di come la longitudine e la latitudine siano collegate.
Soluzioni iniziali
Nella ricerca della grandezza, le nazioni dovevano investire nel commercio, negli insediamenti e negli avamposti all'estero. Per questo motivo, la necessità di identificare la posizione delle loro navi nel mare usando la sua longitudine era di grande importanza. Nazioni come Francia, Spagna e Paesi Bassi hanno offerto grandi premi per la soluzione del problema della longitudine.
Una delle prime soluzioni al problema della longitudine era basata su intervalli di tempo. Il metodo prevedeva che i marinai determinassero l'ora locale utilizzando il sole come punto di riferimento rispetto all'ora locale. Questo metodo ha risolto la sfida degli orologi meccanici non funzionanti in mare a causa dell'umidità e dei movimenti in mare.
Il britannico Carlo II diede il via al Royal Observatory nel 1675 per scoprire la longitudine dei posti per aiutare i navigatori. È stato scoperto un metodo chiamato The Lunar Distance Method, in cui è stata registrata un'accurata posizione delle stelle, quindi il movimento della luna in relazione alle stelle potrebbe essere utilizzato per calcolare il tempo a Greenwich. La sfida in questo metodo era predire i moti della luna e la mancanza di strumenti accurati per l'osservazione.
The 1714 Longitude Act
L'anno del 1714 fu un grande anno per la ricerca sulla longitudine. Il governo britannico ha offerto un premio di £ 20.000 per una soluzione alla questione della longitudine con una prossimità di mezzo grado, che equivale a 2 minuti. Come motivazione, sono state create due soluzioni allo stesso tempo. Un produttore di orologi con il nome di John Harrison ha fatto il primo contributo rilevante attraverso la sua creazione del Marine Timekeeper H4. Questo strumento è stato in seguito ribattezzato Cronometro Marino. Gli altri contributori includono John Hadley e l'astronomo tedesco Tobias Mayer, che ha perfezionato i precedenti cataloghi astronomici e gli strumenti da utilizzare nel metodo della distanza lunare. L'Astronomo Royal Nevil Maskelyne ha dato notevoli contributi attraverso i suoi sforzi sul Nautica Almanacco e il Consiglio di Longitudine. Il Royal Observatory rimane un punto di prova per studiosi marini e osservatori astronomici. Questi sforzi hanno contribuito molto al fatto che Greenwich diventasse il Primo Meridiano di riferimento.
Calcoli di longitudine
La longitudine è indicata da una misurazione angolare che inizia da 0 ° a + 180 ° verso est e -180 ° verso ovest. Lambda (λ) è stata utilizzata per indicare la posizione dei luoghi a est oa ovest del Primo Meridiano. Ogni grado di longitudine è separato da 60 minuti e un minuto è a sua volta diviso in 60 secondi. Per precisione, i secondi vengono catturati con punti decimali come tali 23 ° 27.5 'E. Questa posizione può anche essere scritta come frazione decimale come tale 23.45833 ° E. La parte angolare può anche essere trasportata come radianti da utilizzare nei calcoli come una frazione firmata di π (pi) o una frazione non firmata di 2 π. Durante i calcoli, il suffisso ovest / est viene lasciato cadere per essere sostituito dal simbolo negativo (-) ad ovest del meridiano principale mentre il segno positivo (+) viene utilizzato per indicare i luoghi ad est del meridiano principale. Un'intersezione di una specifica longitudine e una specifica latitudine viene quindi utilizzata per calcolare la posizione di un luogo sulla Terra.
Per determinare la longitudine di un luogo, viene calcolata la differenza di tempo tra quel luogo e il tempo coordinato universale (UTC). Velocità del movimento del sole attraverso il cielo = il numero di gradi in un cerchio / numero di ore in un giorno = 360 ° ÷ 24 ore = 15 ° all'ora. Pertanto, per una persona con 4 ore di anticipo rispetto all'ora UTC, tale persona è vicina a 60 ° di longitudine (4 ore × 15 ° all'ora = 60 °). Per essere precisi su questo calcolo, è necessario avere un cronometro fissato all'UTC e anche essere in grado di determinare l'ora locale di un luogo usando l'osservazione astronomica o mezzi solari.
Singolarità e discontinuità della longitudine
In matematica la singolarità può essere definita come un punto in cui un'entità matematica non può essere definita o non si comporta in un particolare modo normalizzato di tali entità, mentre la discontinuità è definita come la mancanza di continuazione di una funzione in un punto nel suo campo. Durante i calcoli è importante sapere che la longitudine è singolare ai poli, quindi i calcoli potrebbero non essere molto accurati in tali punti. Il punto ± 180 ° Meridian rappresenta una forma di discontinuità che deve essere gestita con cura. Per prevedere ed evitare errori nei calcoli, la longitudine e la latitudine potrebbero essere sostituite dalla rappresentazione della posizione orizzontale durante i calcoli.
Influenza delle placche tettoniche su Latitude
Le placche tettoniche si muovono costantemente a una velocità di 50-100 mm all'anno. Ciò significa che diversi luoghi sulla Terra si muovono sempre in relazione l'uno con l'altro. Questi movimenti aumentano le distanze longitudinali tra due punti in qualsiasi luogo particolare. Ad esempio, la differenza tra l'Uganda sul piatto africano e l'Ecuador sulla lastra sudamericana aumenta di circa 0, 0014 secondi d'arco all'anno. Per ridurre la variazione di longitudine o latitudine tra il posto sulla stessa piastra, è possibile utilizzare un fotogramma di riferimento dove i punti / le coordinate sono fissati su una piastra singolare come NAD83 per il Nord America.
Lunghezza di un grado di longitudine
La lunghezza in miglia o qualsiasi altra misura di un grado tra le longitudini dipende unicamente dal raggio del cerchio di latitudine. Poiché i gradi di latitudine sono paralleli, scoprirai che la distanza tra ogni grado di latitudine rimarrà quasi costante. D'altra parte, poiché i gradi di longitudini sono più distanti l'uno dall'altro vicino all'equatore e più vicini ai poli, la distanza tra due punti longitudinali varia notevolmente. Il grado approssimativo di latitudine è di 69 miglia a parte, ma questa cifra varia su un intervallo da 68.703 miglia vicino all'equatore a circa 69.407 vicino ai poli. Un grado della longitudine è stato registrato per essere il più alto all'equatore a 69, 172 miglia all'equatore. Questa figura si riduce gradualmente a 0 ai poli mentre le longitudini si fondono in una.
