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经度和纬度

地球上有众多的经线和纬线,需要给每一条经线和纬线命名,以示互相区别。很简单的命名方式是编号。事实上,只有极少数的经线和纬线具有专名。除本初子午线、赤道、南北回归线和南北极圈外,其余所有的经线和纬线,都是采用编号的方式命名;而这种“编号”是按一个特定的角度大小为序,故称经度和纬度。按通俗意义说,本初子午线(0°经线)就是头号经线(它的西名primemeridiam也含有这个意思);北纬30°线,就是赤道以北第30号那条纬线余类推。 §102—1经度和纬度 在立体几何上,纬度是一种线面角,即直线同平面的交角。其中的面指赤道面,线指本地的法线。本地法线同赤道面的交角,就是所在地的纬度。纬度在本地经线上度量,赤道面是起始面,所在地是终止点。由于赤道把地球分成南北两半球,纬度向南北两个方向度量:赤道以北叫北纬(以字母N表示);赤道以南叫南纬(以字母S表示)。南、北纬各从0°—90°。人们通常以南、北纬30°和60°为界,把纬度分成低纬、中纬和高纬三段。但这种划分是相对的,没有严格的地理意义。综合上述纬度的南北方向和角度大小的两个方面,我们可以说,一地的纬度,就是这个地点相对于赤道面的南北方向和角距离,体现这一量度的是从赤道到所在地的一段经线(图l—4)。 图l—4纬度和经度 纬度是线面角,即本地法线同赤道平面的交角;经度是两面角, 即本地子午面与本初子午面的夹角。 值得指出的是,如果把地球当作一个正球体,那么,本地法线同时又是该地的地球半径,纬度既是地面上经线的弧段,又是地球的球心角。实际上,地球是一个两极稍扁的扁球体,地面法线与地球半径并不重合。地理上所强调的是地面法线和经线弧的度数,而不是地球半径和它的球心角(详见§602—3)。 经度是一种两面角:一个是本地子午线平面,另一个是本初子午线平面。两个平面的夹角,即为本地经度。经度通常在赤道上度量(也可以在所在地的纬线上度量),起始面是本初子午面,终止面是本地子午面。在赤道上度量经度是更为方便的,因为赤道是纬线中的唯一大圆,它使经度的度量不但有全球共同的起始面,而且有全球共同的起始点。这个点就是赤道与本初子
午线的交点,即地理坐标系的原点。经度自原点起向东西两个方向度量:本初子午线以东叫东经(以字母E表示),本初子午线以西叫西经(以字母W表示),东西经各从0°—180°。综合上述经度的东西方向和角度的大小,我们可以说,一地的经度,就是这个地点所在的子午面,相对于本初子午面的东西方向和角距离,体现这一量度的是这两个平面在赤道上截取的一段弧(图1—4)。 经线都是大圆,所以,纬度的间隔大体上相同,每1°约为1llKm。同一经度的两地,根据它们的纬度差,就能估算它们之间的距离。纬线除赤道外,其余都是大小不等的小圆,因此,经度的间隔随纬度增高而减小(图l-5)。具体地说,它与纬度的余弦成反比。例如,在南北纬60°,经度的间隔是赤道的一半(参见附录表一)。 图1-5经线的间隔随纬度增大而减小 §102—2地理坐标 一地的纬度,表示该地相对于赤道的南北位置;一地的经度,则表示该地的子午面相对于本初子午面的东西位置。二者相结合,标志一个地点在地面上的特定位置,被叫做这个地点的地理坐标。度量全球各地的地理坐标,需要一个统一的制度,叫做地理坐标系。按照这样的制度,地面上同一个特定地点的地理坐标相联系的有三个大圆,它们就是赤道、本初子午线和本地子午线。赤道是纬度度量的自然起点所在,是地理坐标系的横轴;本初子午线是经度度量的人为起始所在,是地理坐标系的纵轴;二者的交点即为坐标系的原点。它们是坐标系的框架,都是一成不变的。本地子午线则随地点的不同,可以在本初子午线的东西两侧变动,而点在本地子午线上的具体位置,则随地点的不同可以在赤道的南北两侧变动。通过这二种变动,同一坐标系可以用来表示地面上任何一个地点的地理位置。 地理上有一个约定俗成的规矩:在读取和书写地理坐标时,总是纬度在先,经度在后;数字在先,符号在后。例如,北京的地理坐标是:40°N,116°E。它表示,北京的地理位置在北纬40°的那条纬线与东经116°的那条经线的交会处。 用地理坐标系的纬度和经度来表示特定地点的地理位置,是一种科学的方法。它不但表示一个地点的位置,而且还表示各个地点之间的方向和距离。在大海上航行的船只和在天空中飞行的飞机,通过纬度和经度的测定,就可以确定它们在海上和空中的位置及航行的方向。 图l—6在墨卡托投影图上的经线和纬线。经线互相平行,纬线的间隔由赤道向两极增大,以致格陵兰岛比南美洲还大。如果把地面比作一座剧场,那么,北京便坐落在赤道以北第40排(40°N)和本初子午线以东116座(116°E) 复习与思考 ●什么是纬线和经线?什么是纬度和经度?它们有何区别与联系?为什么纬线是整圆,而经线是半圆? ●为什么南北方向是有限方向,而东西方向是无限方向?怎样理解地面上两点间的东西方向既是理论上的“亦东亦西”,又是实际上的“非东即西”?

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