纬度和经度(纬度和经度哪个是横的哪个是竖的)

admin 5 2021-10-10 22:08:40

为什么说测量经度很重要,测量经度为什么难。

故事发生在工业革命之前的英国,当时,欧洲已经开拓了前往美洲的新航路,所以当时对航海的需求非常大,即使只算英国一家,每年就有数百艘船在大西洋上航行。不过由于当时还没有定位的技术,所以船员们都是凭各种经验来推断,船到底航行到了什么地方的,没有哪个人能够精确测量出自己的准确位置。纬度的测量比较简单,人们可以通过北极星确定,但是想弄清楚自己在哪个经度,那就非常难了。你可能觉得这没什么大不了的,但这对于远洋航行来说就非常危险了。

比如在1707年的时候,英国就发生了一起重大的海难事故。一队英国海军舰队航向英吉利海峡时,因为经度算错,搞错了自己的位置,最后,有四艘战舰撞上了岛礁,沉没了,一千六百多名水手遇难。这样一次“世纪大海难”,让英国政府开始意识到确定经度的重要性。

英国国会立刻通过了一个《经度法案》,还在国会成立了一个“经度委员会”,并且为此悬赏两万英镑,希望可以找出一套能够精准定位经度的方法。我们今天看到这两万英镑,可能觉得也不算是很大的一笔钱,可是按照购买力来计算,这差不多相当于今天的几百万美金了。在这样重赏之下,英国的许多科学家和工程师都投入到了相关的研究中,但就像我们刚刚提到的那样,最终获得了这笔奖金的人却是一位钟表匠。

这就奇怪了,测量经度到底有多难呢,那么多科学家和工程师都测不出来?你可能马上想到了,经度不是就跟时差有关系吗?因为地球24小时自转一圈,一圈也就是360度,也就是说,地球正好每小时转过15度角。只要知道两个地方的时间差,那就可以算出两地之间的经度差了。比如说,我们知道北京时间的上午10点,正好是伦敦时间的凌晨2点,时间差8小时,这就说明北京的经度在伦敦以东大约8乘以15度。的确,这个方法看起来特别简单,但要采用这样的方法,有一个前提就是必须要有很准确的时钟。

纬度和经度(纬度和经度哪个是横的哪个是竖的)

为什么必须很准确呢?一个钟,每天差个几分钟,难道就不能给出一个大致的定位吗?没错,的确就不可以。在当时的欧洲,普遍使用的钟表是摆钟,就是有个摆锤,来回摆动的那种钟表。而一台普通的摆钟,就算是放在平地上,每天也会出现几分钟的误差,更别说是放在颠簸的船里了。我们可以这样来估算一下,考虑到误差的累积,一个钟表要是每天差个五分钟,在海上航行不到两星期,就能差一个小时。这种错误能有多严重呢,如果计时错了一个小时,那么经度定位就能错一个时区,这就相当于定位从北京错到东京,从伦敦错到巴黎。这么大的误差,在远洋航行里显然是没法实际应用的。

在一次远洋航行中,如果要测定一个地方的经度,准确到1度的范围,这相当于要在整个航行的过程中,时间的测量要准确到四分钟以内。而一次长途航行至少就是两、三个月的时间,算下来,这个钟表必须准确到,一天最多只能差大约两、三秒钟的时间。今天,我们随便拿出一块电子表,都能达到这样的精确度,但在当时的欧洲,还没有出现这样精确的计时工具。在当时英国人的观念里,世界上最精确的钟表莫过于格林尼治天文台的那台巨大的摆钟了,那个时钟的钟摆长达4米,每天的误差不超过两秒。要知道,天文台里的摆钟是放在没有任何风浪颠簸的平地上,而且每天还有许多专业人士精心打理维护,每天进行调校,所以钟表就算每天有一些误差,这个误差也不会不断累积。

然而,即使是这样的一个庞然大物,也才刚刚达到航海钟的一个最最基本的要求。所以,当时的科学家们,包括牛顿和哈雷这样顶级的科学家,都普遍不看好用钟表法来进行经度的测算。

如果不采用钟表来计时,还有没有其它的工具可以为我们指示准确的时间呢?科学家们想到了我们头顶的星空。这就是和钟表法针锋相对的另一大门派,这种方案主要考虑通过观测天体的运动,尤其是月亮的运动来对经度进行计算。这种流派的学名叫“月距法”,月亮的月,距离的距。

怎么测量的呢?我们知道,月亮在天空中的位置其实一直都在改变。在16世纪的时候,有一位德国天文学家进行了准确的测量,他发现,月球每个小时在天空中走过的距离,大概和月亮本身的直径相等,“速度”非常稳定。这个发现为测量经度提供了另一种方法,那就是:只要在两个不同的地方分别观测月球的运动,然后记下月亮出现在某个位置上的时间,通过一系列的换算,就能得到这两个不同的地点之间的经度差。

不过,要测量和记录月亮在空中的位置可不是一件简单的事。首先,地球、太阳、月亮三者的运动要18年的时间才会完成一次循环,所以,我们必须至少有18年的观测数据才行。其次,要描述月亮的运动,我们得能确定月亮的位置,怎么确定呢?要根据月亮和其他恒星的距离来确定。但是星空里那些恒星的位置并不是一成不变的,在地球上的不同位置,看到的星空会有一定的差异。所以,这就需要一个完善的星表,准确记录下各个恒星的位置以及月球的运动情况。

纬度和经度(纬度和经度哪个是横的哪个是竖的)

虽然月距法这么麻烦,但在当时,因为钟表法的精确度还差得很远,所以科学家们达成了一种共识,觉得只有依靠精确的天文学观测,才能最终解决经度定位的问题。所以,英国国会设立的“经度委员会”还是以天文学家们为主,这些天文学家主导了经度测量这个问题的话语权。

  • 随机文章

  • 热门文章

  • 热评文章

上一篇:荫的意思(荫的意思和含义)
下一篇:紧蹙_紧蹙着眉头
相关文章

 发表评论

暂时没有评论,来抢沙发吧~

返回顶部小火箭