طول جغرافي

(بالتحويل من خط طول)
Longitude (PSF).png

خطوط الطول عبارة عن أنصاف دوائر وهمية تحيط بالكرة الأرضية، ويبلغ عددها 360 خط طول، كل خط طول يحمل درجة، حيث أنه بمثابة مرجع لمعرفة كل توقيتات العالم، وكل درجة من خط الطول مقسمة إلى 60 دقيقة، وكل دقيقة مقسمة إلى 60 ثانية. خط الطول 80 يكون درجته 80°.

محتويات

الدراسة والاكتشافعدل

  • في 1612م اقترح غاليليو غاليلي أن بالمعرفة الدقيقة بما فيه الكفاية لمدارات أقمار المشتري بحيث يمكن استخدام مواقعها كساعة عالمية، وهذا سيجعل إمكانية تحديد خطوط الطول لابأس بها. ولكن الأسلوب الذي وضعه غاليليو لم يكن عملي للملاحين على متن السفن البحرية.
  • وفي عام 1714م أصدرت الحكومة البريطانية "قانون خط الطول"، حيث عرضت مكافآت مالية كبيرة للشخص الأول الذي يستطيع وضع طريقة عملية لتحديد خطوط الطول من داخل السفن البحرية، لحل مشاكل البحارة في تحديد مواقعهم داخل البحر.
 
وسائل أميريغو فسبوتشي لتحديد خط الطول
  • بمقارنة موقع كل من القمر والمريخ مع مواقعها المتوقعة، كان فسبوتشي قادرة تحديد خطوط الطول.ولكن هذا الأسلوب واجه عدة قيود :
  • أولاً، أنه يتطلب حدوث حدث فلكي معين (اصطفاف القمر والمريخ على نفس السوية بالنسبة للأرض)، وهذا يتطلب المراقبة المستمرة لاستباق هذا الحدث عن طريق وضع تقويم فلكي.
  • ثانيا، يجب معرفة الوقت بشكل دقيق، حيث كان من الصعب التأكد من أراض أجنبية.
  • وأخيراً، هذه الطريقة تتطلب منصة عرض مستقرة، مما يجعل هذه التقنية عديمة الفائدة (على دكة المتداول) لسفينة بحرية. معرفة المسافة القمرية (الملاحة).
 
جون هاريسون حل اكبر قدر من المشكلة في عصره.[1]
  • اخترع الإنكليزي جون هاريسون، (الكرونومتر البحرية)، أداة رئيسية لحل مشكلة الدقة في تحديد خطوط الطول في البحر، وهكذا تم زيادة إمكانية البحارة من قطع مسافات طويلة إلى داخل البحار [1] على الرغم من أن جون هريسون حصل على المكافأة التي وضعتها الحكومة البريطانية لاختراعه (الكرونومتر البحرية) سنة 1773، إلا أن الكرونومتر ظلت مكلفة للغاية وأسلوب المسافة القمرية ظل هو الأسلوب المستخدم لعدة عقود.
  • وأخيراً، تم تنسيق عمل الكرونومتر البحرية وإشارات التلغراف اللاسلكي، الأمر الذي وضع حدا لمشكلة خطوط الطول في القرن العشرين.

خط جرينتشعدل

هو خط طول يقع في منتصف الكرة الأرضية بالضبط وتساوي درجته صفر، ويقع على يمينه 180 خط طول وعلى يساره 180 خط طول، وتسمى خطوط الطول التي على يمينه خط طول شرقا والتي على يساره خط طول غربا. وقد سُمي جرينتش نسبة إلى قرية جرينتش الواقعة جنوبي شرق مدينة لندن في بريطانيا، وقد اختصوا تلك القرية بالذات ليسموا بها خط الطول رقم صفر.

أهمية خطوط الطولعدل

تفيد في تحديد فروق التوقيت بين المدن، أيضا تسهل دراسة الكرة الأرضية.

قياس خطوط الطول مهم على حد سواء لرسم الخرائط والمحيطات وللملاحة أيضا. معظم المستكشفين عانوا على مر التاريخ من مشكلة تحديد خطوط الطول. حيث استغرق العثور على وسيلة لتحديد خطوط الطول عدة قرون.

خطوط العرضعدل

تم احتساب خطوط العرض من خلال مراقبة الرباعي أو الاسطرلاب وارتفاع الشمس أو النجوم حيث تم رسمها بشكل دوائر أفقية.

حساب خطوط الطولعدل

ويعطى خط الطول كمقياس زاوي يتراوح بين 0° على خط الطول الرئيسي + 180 ° شرقا وغربا −180°. الحرف اليوناني λ (لامدا)، [2][3] يستخدم للدلالة على الموقع إذا كان شرق أو غرب خط الطول الرئيسي.

كل درجة من خط الطول شبه مقسمة إلى 60 دقيقة، وينقسم كل منها إلى 60 ثانية. ويتم كتابة خط طول بهذه الطريقة 30 23° 27′ هي المحدد الثواني مع كسر عشري. يستخدم تمثيل بديل درجة ودقيقة، حيث عن أجزاء لمدة دقيقة بالتدوين العشري مع جزء صغير، وبالتالي: كما يمكن التعبير عن 27.500′ 23° ككسر عشري: 23.45833 درجة شرقا لإجراء العمليات الحسابية، قد يتم تحويل قياس الزوايا بالتقدير الدائري، حتى أنه يمكن التعبير عن خط الطول بدلالة الرمز (باي) (π (pi، حيث كل واحد باي يساوي 180°. لإجراء العمليات الحسابية، يتم استبدال الشرق والغرب بعلامة سالبة في نصف الكرة الغربي وعلامة إيجابية في النصف الشرقي. حيث يمكن الجمع بين خط طول محدد وخط عرض محددة (عادة ما تكون خطوط العرض إيجابية في نصف الكرة الشمالي) تعطي موقعا دقيقا على سطح الأرض وهذا يتم باستخدام نظام الاحداثيات الديكارتي (جملة ديكارت) وقد يحدد خط الطول عند نقطة معينة بحساب الفارق الزمني بين الموقع المراد حساب خط الطول عنده و "التوقيت العالمي" (UTC). إن هناك24 ساعة في يوم و 360 درجة في حلقة مفرغة، تتحرك الشمس بالنسبة للارض بمعدل 15 درجة كل ساعة (360 درجة/24 ساعة = 15 درجة للساعة الواحدة). إذا كان هناك شخص ما في المنطقة الزمنية (UTC) -3) ثلاث ساعات قبل التوقيت العالمي) فان هذا الشخص موجود قرب خط طول 45° (3 ساعات × 15 ° كل ساعة = 45 °). واستخدمت الكلمة قرب نظراً لأن هذه النقطة قد لا تكون في وسط المنطقة الزمنية؛ كما يتم تعريف المناطق الزمنية سياسيا، حتى تلك المراكز والحدود، وهذا يؤدي في كثير من الأحيان ألا تكون خطوط الطول من مضاعفات 15°. فهاذا يفرض وجود الكرونومتر لحساب خط الطول في موقع معين حيث يعين التوقيت الدولي UTC وتحديد التوقيت المحلي عن طريق المراقبة الفلكية أو الطاقة الشمسية.

  • وترد تفاصيل أكثر تعقيداً مما هو موضح هنا في المقالات التالية:
  1. مقالة عن التوقيت العالمي
  2. مقالة عن معادلة الوقت

خواص خطوط الطولعدل

باستخدام خطوط الطول، استطاع العلماء حساب الزمن في مدينة معينة بمعرفة زمن مدينة أخرى، وكذلك خط طولها وذلك باستخدام الخواص التالية لخطوط الطول استطاعوا حساب:

  1. المدن التي على خط طول واحد لها نفس التوقيت تقريبا، فمثلا الساعة في مدينة القاهرة 5:00 ص وهي على خط طول 30° شرقا (شرق جرينتش) فإن الساعة ستكون في الخرطوم 5:00 ص، ويرجع ذلك أن خط الطول الذي يمر بالقاهرة هو نفس خط الطول الذي يمر بالخرطوم.
  2. عند دوران الأرض حول نفسها فإنها تأخذ 4 دقائق بين كل خط طول والآخر أي أن فرق الزمن بين كل خط طول والآخر 4 دقائق، وكذلك أيضا فإنها تشرق على 15 خط طول في الساعة.
  3. الأرض تدور من الغرب إلى الشرق حول نفسها. ويعني ذلك أن المدن التي تقع شرق خط جرينتش تشرق عليها الشمس قبل التي تقع غربه.

كيفية حساب فرق التوقيتعدل

     
110.574 km 111.320 km
15° 110.649 km 107.551 km
30° 110.852 km 96.486 km
45° 111.132 km 78.847 km
60° 111.412 km 55.800 km
75° 111.618 km 28.902 km
90° 111.694 km 0.000 km

مثال : إذا كانت الساعة في مدينة جرينتش الآن 7:30 مساء فكم تكون الساعة في مدينة القاهرة الواقعة على خط الطول 30° شرقا

اولا يحسب فرق الخطوط وهو طرح خطي الطول من بعضهما

الفرق بين خطي الطول = 30 – 0 = 30° خط طول

ثم يحسب فرق زمن دوران الأرض حول نفسها بين المدينتين بضرب خط طول القاهرة 30 في 4 حيث 4 فرق الزمن بين إشراق الشمس بين خط الطول

فرق الزمن = 30 × 4 = 120 دقيقة

الفرق بالساعات =   = ساعتين

ثم يضاف الزمن الموجود في مدينة غرينتش (المدينة المعروف توقيتها) إلى فرق الزمن إذا اتجهنا شرقا ويطرح إذا اتجهنا غربا وبما أن القاهرة شرقا فإننا نضيفه

الزمن في القاهرة = 2 + 7.30 = 9.30 إذاً الساعة في القاهرة "بتوقيت جرينتش" ستكون 9:30

  • كوس φ يقلل من 1 عند خط الاستواء إلى الصفر في القطبين، حيث يقلل طول درجة من خط الطول وبالمثل. وهذا يتناقض مع زيادة طول درجة من خط الاستواء إلى القطب صغيرة (1%). ويبين الجدول سواء بالنسبة لمجسم اهليلجي WGS84 مع = 6,378,137.0 m و b = 6,356,752.3142 م. علما بأن المسافة بين نقطتين 1 درجة عن بعضها البعض في نفس دائرة خط العرض، يقاس على طول هذه الدائرة من خط العرض، أكثر قليلاً من (الجيوديسية) أقصر مسافة بين تلك النقاط؛ والفرق أقل من 0.6 متر.

المراجععدل

  1. ^ أ ب "Longitude clock comes alive". BBC. March 11, 2002.
  2. ^ Coordinate Conversion
  3. ^ "λ = Longitude east of Greenwich (for longitude west of Greenwich, use a minus sign)."
    John P. Snyder, Map Projections, A Working Manual, الماسح الجيولوجي الأمريكي Professional Paper 1395, page ix

انظر أيضاًعدل