Zeměpisná délka

Rozbalit box

Obsah boxu

Zeměpisná délka je jedna ze dvou zeměpisných souřadnic, která určuje polohu bodu na povrchu Země východně nebo západně od referenční čáry zvané Nultý poledník. Značí se řeckým písmenem lambda (λ). Společně se zeměpisnou šířkou (φ) tvoří základní geografický souřadnicový systém, který umožňuje jednoznačně definovat jakékoliv místo na planetě.

Zeměpisná délka se měří v úhlových stupních (°), minutách (′) a vteřinách (″) a nabývá hodnot od 0° na nultém poledníku do 180° východně (východní délka, značená V nebo E) a 180° západně (západní délka, značená Z nebo W). Poledník 180° V i 180° Z je totožný a tvoří základ pro mezinárodní datovou hranici. Na rozdíl od zeměpisné šířky, která má přirozený výchozí bod v rovníku, je volba nultého poledníku historickou konvencí.

📜 Historie

Určení zeměpisné délky, zejména na moři, bylo po staletí jedním z největších vědeckých a technických problémů. Zatímco zeměpisnou šířku bylo možné relativně snadno určit měřením výšky Slunce v poledne nebo polohy Polárky nad obzorem, pro určení délky neexistovala jednoduchá metoda.

🏛️ Problém zeměpisné délky

Problém spočíval v potřebě znát přesný čas na dvou místech současně: v místě pozorovatele (místní čas) a na referenčním místě (např. v domovském přístavu). Místní čas lze určit pozorováním Slunce (nejvyšší poloha na obloze = pravé poledne), ale udržet přesný čas referenčního místa na lodi zmítané vlnami a vystavené změnám teploty a vlhkosti bylo s tehdejšími hodinami nemožné. Chyby v určení délky vedly k mnoha námořním katastrofám, kdy lodě ztroskotaly na pobřeží, o kterém se domnívaly, že je ještě stovky mil daleko.

💰 Britský zákon o zeměpisné délce

Po katastrofální ztrátě čtyř válečných lodí u ostrovů Scilly v roce 1707, při které zahynulo téměř 2000 námořníků, britská vláda v roce 1714 vypsala prostřednictvím zákona Longitude Act obrovskou odměnu (až 20 000 liber, což odpovídá dnešním milionům dolarů) pro kohokoli, kdo by vyvinul praktickou metodu pro určení zeměpisné délky na moři s přesností na půl stupně.

🔧 Harrisonův chronometr

Řešení nakonec přinesl anglický hodinář a tesař John Harrison. Po desetiletích práce zkonstruoval sérii stále dokonalejších a přesnějších hodin, známých jako chronometry. Jeho čtvrtý model, H4, byl v podstatě velký kapesní hodinky, který během zkušební plavby do Jamajky v roce 1761 prokázal neuvěřitelnou přesnost. Ztratil pouhých 5,1 sekundy za 81 dní na moři, což umožnilo vypočítat zeměpisnou délku s chybou menší než 2 kilometry. Harrisonovo řešení bylo tak revoluční, že změnilo námořní navigaci navždy.

🌐 Mezinárodní dohoda o nultém poledníku

Až do konce 19. století používaly různé země své vlastní nulté poledníky, což vedlo ke zmatkům v kartografii a mezinárodní komunikaci. Nejčastěji procházely hlavními městy jako Paříž, Řím nebo Petrohrad. V roce 1884 se ve Washington, D.C. konala Mezinárodní poledníková konference, na které byla drtivou většinou hlasů přijata dohoda, že za mezinárodní standard bude považován poledník procházející Královskou observatoří v Greenwichi v Londýně. Důvodem byla skutečnost, že v té době již více než 70 % světové lodní dopravy používalo mapy založené právě na greenwichském poledníku.

⚙️ Princip a definice

Zeměpisná délka je úhel mezi rovinou místního poledníku (procházejícího daným bodem a zemskými póly) a rovinou základního, nultého poledníku.

Poledníky: Jsou to pomyslné půlkružnice na povrchu Země, které spojují severní a jižní pól. Všechny poledníky jsou stejně dlouhé.
Nultý poledník: Je to poledník, od kterého se zeměpisná délka počítá (0°). Prochází observatoří v Greenwichi.
Východní a západní délka: Místa ležící na východ od Greenwiche mají východní délku (0° až 180° V), místa na západ mají západní délku (0° až 180° Z).
Vztah k času: Protože se Země otočí o 360° za 24 hodin, připadá na jednu hodinu otočení o 15° zeměpisné délky (360 / 24 = 15). Tento vztah je základem pro systém časových pásem a byl klíčový pro chronometrickou metodu měření délky. Rozdíl jedné hodiny mezi místním časem a Greenwichským středním časem (GMT) odpovídá 15° zeměpisné délky.

🧭 Metody měření

Metody určování zeměpisné délky se v průběhu historie dramaticky vyvíjely.

🕰️ Chronometrická metoda

Tato metoda, zdokonalená Johnem Harrisonem, se stala standardem v 18. a 19. století. Princip je následující:

Na lodi je vezen velmi přesný chronometr, který ukazuje čas na nultém poledníku (např. GMT).
V okamžiku, kdy je na místě pozorovatele Slunce nejvýše na obloze (místní pravé poledne), zaznamená se čas na chronometru.
Rozdíl mezi 12:00 (místní poledne) a časem na chronometru se přepočítá na stupně. Každá hodina rozdílu odpovídá 15° zeměpisné délky. Pokud chronometr ukazuje například 14:00, je pozorovatel 2 hodiny (30°) západně od Greenwiche.

🔭 Astronomické metody

Před érou spolehlivých chronometrů se námořníci pokoušeli využívat nebeské jevy, které jsou viditelné ve stejný okamžik z různých míst na Zemi. Mezi tyto metody patřilo:

Metoda měsíčních vzdáleností: Měření úhlové vzdálenosti mezi Měsícem a určitými hvězdami. Protože se Měsíc po obloze pohybuje relativně rychle, jeho poloha mohla sloužit jako "nebeské hodiny". Metoda však byla výpočetně velmi náročná a vyžadovala přesné tabulky a měření.
Zákryty a zatmění: Pozorování zatmění Jupiterových měsíců, které navrhl již Galileo Galilei. Tato metoda byla použitelná na pevnině pro přesné mapování, ale na houpající se lodi byla prakticky neproveditelná.

🛰️ Moderní metody (GPS)

V současnosti je určení zeměpisné délky (i šířky a nadmořské výšky) triviální záležitostí díky globálním navigačním satelitním systémům (GNSS).

GPS: Přijímač na Zemi zachytává signály z několika satelitů. Z přesného času, kdy byl signál odeslán a kdy byl přijat, dokáže systém vypočítat vzdálenost k jednotlivým satelitům. Zná-li vzdálenosti k alespoň čtyřem satelitům, dokáže s vysokou přesností určit svou polohu ve třech rozměrech, včetně zeměpisné délky.
Další systémy: Podobně fungují i další systémy jako ruský GLONASS, evropský Galileo nebo čínský BeiDou.

🌍 Význam a využití

Zeměpisná délka je fundamentální koncept s širokým využitím:

Navigace: Umožňuje lodím, letadlům i pozemním dopravním prostředkům určit svou přesnou polohu a bezpečně se pohybovat.
Kartografie: Je základem pro tvorbu všech přesných map.
Časová pásma: Svět je rozdělen do 24 hlavních časových pásem, která jsou teoreticky široká 15° zeměpisné délky.
Geoinformatika: V geografických informačních systémech (GIS) se zeměpisné souřadnice používají k analýze prostorových dat.
Vojsko a záchranné složky: Pro koordinaci operací, zaměřování cílů a záchranné mise.

💡 Zajímavosti

Na severním a jižním pólu se všechny poledníky sbíhají, a proto zde pojem zeměpisné délky ztrácí smysl. Jakýkoliv pohyb z pólu je pohybem na jih (ze severního pólu) nebo na sever (z jižního pólu).
Mezinárodní datová hranice, která probíhá přibližně podél 180. poledníku, je místem, kde se mění kalendářní datum. Při jejím překročení směrem na západ se posunete o den dopředu, směrem na východ o den zpět.
Jeden stupeň zeměpisné délky na rovníku odpovídá vzdálenosti přibližně 111,32 kilometru. Směrem k pólům se tato vzdálenost zmenšuje a na pólech je nulová.

🧑‍🏫 Pro laiky

Představte si Zemi jako pomeranč. Když ho oloupete, uvidíte dílky (měsíčky), které se všechny setkávají nahoře a dole. Čáry mezi těmito dílky jsou jako poledníky.

Zeměpisná délka vám říká, na kterém "dílku pomeranče" se nacházíte.
Aby se všichni shodli, odkud začít počítat, domluvili se, že čára procházející observatoří v Greenwichi v Anglii bude nultá. To je Nultý poledník.
Pokud jste napravo (na východ) od Greenwiche, máte východní délku. Pokud jste nalevo (na západ), máte západní délku.
Na rozdíl od toho zeměpisná šířka je jako kdybyste pomeranč nakrájeli na kolečka. Říká vám, jak daleko jste od "pasu" pomeranče (rovníku) směrem nahoru nebo dolů.

Kombinací těchto dvou údajů – na kterém jste "dílku" (délka) a na jakém "kolečku" (šířka) – můžete přesně určit jakékoliv místo na povrchu.

Šablona:Aktualizováno