經度

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World map longlat.svg
地球地圖
經度 (λ)
經度線投射在圖上看似彎曲和垂直的線,但實際上是大圓的一半。
緯度 (φ)
緯度線投射在圖上看似水平的平行線,但實際上是不同半徑的圓。有相同特定緯度的所有位置都在同一個緯線上。
赤道的緯度為0°,將行星平分為南半球北半球。. World map with equator.svg

經度地球上一個地點離一根被稱為本初子午線的南北方向走線以或以西的度數。本初子午線的經度是0°,地球上其它地點的經度是向東到180°或向西到180°。不像緯度赤道作為自然的起點,經度沒有自然的起點,本初子午線是人選出來的。英國的製圖學家使用經過倫敦格林維治天文台子午線作為起點,過去其它國家或人也使用過其它的子午線做起點,比如羅馬哥本哈根耶路撒冷聖彼德堡比薩巴黎費城等。在1884年的國際本初子午線大會上格林維治的子午線被正式定為經度的起點。東經180°即西經180°,約等同於國際換日線,國際換日線的兩邊,日期相差一日。

經度是指通過某地的經線面與本初子午線所成的二面角。在本初子午線以東的經度叫東經,在本初子午線以西的叫西經。東經用「E」表示,西經用「W」表示。

經度的每一度被分為60角分,每一分被分為60秒。一個經度因此一般看上去是這樣的:東經23° 27′ 30"或西經23° 27′ 30"。更精確的經度位置中秒被表示為分的小數,比如:東經23° 27.500′,但也有使用度和它的小數的:東經23.45833°。有時西經被寫做負數:-23.45833°。但偶爾也有人把東經寫為負數,但這相當不常規。

一個經度和一個緯度一起確定地球上一個地點的精確位置。

緯度的每個度的距離大約相當於111km,但經度的每個度的距離從0km到111km不等。它的距離隨緯度的不同而變化,等於111km乘緯度的餘弦。不過這個距離還不是相隔一經度的兩點之間最短的距離,最短的距離是連接這兩點之間的大圓的弧的距離,它比上面所計算出來的距離要小一些。

一個地點的經度一般與它於協調世界時之間的時差相應:每天有24小時,而一個圓圈有360度,因此地球每小時自轉15度。因此假如一個人的地方時比協調世界時早3小時的話,那麼他在東經45度左右。不過由於時區的分劃也有政治因素在裡面,因此一個人所在的時區不一定與上面的計算相符。但通過對地方時的測量一個人可以算得出他所在的地點的經度。為了計算這個數據,他需要一個指示協調世界時的鐘和需要觀察對太陽經過子午圈的時間。由於地球在一個橢圓軌道上繞太陽旋轉,這個計算和觀察比上面敘述的還要複雜些。

測量[編輯]

測量經度對製圖和對導航來說都很重要。17世紀和18世紀最重要的發明之一是發明精確的測量經度的方法。在製圖方面第一個取得重大成果的是喬凡尼·多美尼科·卡西尼,他從1681年開始使用伽利略·伽利萊提出的觀測木星衛星的方法來確定經度。在海上沒有專業天文學家在旁的情況下這個觀測就更困難了。約翰·哈里森發明的在船上依然精確走的鐘終於使得人們也可以在船上精確地測量經度了。

赤經和赤緯[編輯]

為了確定天體在天球上的位置天文學家引入了一個與經度和緯度類似的系統:赤經赤緯。這個系統的天極位於地球的地理極延長與天球相交處,赤經的起點在春分點

其它天體上的經度[編輯]

行星的坐標系統一般是以它們的自轉軸來確定的,它們的經度的起點各不相同。一般來說有固定的、可觀察到的固體表面的行星的經度的起點是某個表面特徵,比如一個環形山北極是自轉指向太陽系北半面的極。火星的本初子午線比如是經過一個叫做Airy-0的環形山的子午線。由於行星自轉軸的歲差運動它的本初子午線和它的極不斷地變化。巨行星沒有固定的表面,因此它們的磁場被用來定義坐標系統。太陽的磁場非常多變,因此它的磁場也無法用來做坐標系統了,它的表面的坐標系統是按照一個抽象的赤道上的點來確定的。

除地球、月球和太陽外其它行星的經度按它們的自轉方向不同而不同。假如行星按順時針方向自轉則它們的經度從0度朝西算到360度,假如行星按逆時針方向自轉則其經度從0度向東算到360度。出於傳統地球、月球和太陽上既有東經又有西經。

在精確地計算經度的時候地球和火星上被設想為一個橢圓體,因為它們的赤道半徑比極半徑略大些。比較小的天體如木衛一土衛一由於它們的形狀更加不規則而被設想為三軸橢圓體。這樣的天體的經度的計算更複雜。簡單的計算程序一般使用球體。

參看[編輯]