Меридиан в географии и астрономии¶

Меридиан — это линия сечения поверхности Земли плоскостью, проходящей через ось вращения планеты и заданную точку на её поверхности; в более широком смысле — воображаемая линия на поверхности любой сферической планеты или небесного тела, соединяющая полюса. В системе географических координат меридианы вместе с параллелями образуют градусную сетку, служащую для определения положения точек. В астрономии термин применяется к небесной сфере, где меридиан наблюдателя проходит через зенит, полюс мира и точки юга и севера.

¶Происхождение термина

Слово восходит к латинскому meridianus — «полуденный», от meridies — «полдень». Название связано с тем, что в полдень по местному времени тень от вертикального предмета ложится точно вдоль полуденной линии, то есть вдоль направления меридиана в данной точке. В русский язык термин пришёл через европейские языки, закрепившись в навигационной и картографической практике в эпоху петровских реформ и развития флота.

¶Географические меридианы

Меридиан представляет собой половину большого круга на поверхности Земли, ограниченную Северным и Южным полюсами. Все меридианы имеют одинаковую длину — около 20 004 км от полюса до полюса, что отличает их от параллелей, длина которых убывает от экватора к полюсам. На глобусе меридианы сходятся в точках полюсов, а на картах, построенных в цилиндрических проекциях, изображаются вертикальными прямыми.

Каждый меридиан имеет собственное значение долготы — угла между плоскостью данного меридиана и плоскостью начального меридиана. Долгота измеряется от 0° до 180° к востоку и к западу.

¶Начальный меридиан

За начальный (нулевой) меридиан в международной практике с 1884 года принят Гринвичский, проходящий через обсерваторию в Гринвиче близ Лондона. Решение было закреплено на Международной меридианной конференции в Вашингтоне. До этого разные страны использовали собственные нулевые меридианы: во Франции — Парижский, в России — Пулковский, проходящий через Пулковскую обсерваторию под Санкт-Петербургом, в Великобритании — Гринвичский. Пулковский меридиан использовался в Российской империи и в первые годы советской власти, в частности в астрономических и геодезических расчётах.

¶Градусная сетка и координаты

Меридианы и параллели образуют градусную сетку. Широта точки отсчитывается от экватора вдоль меридиана, долгота — от начального меридиана вдоль параллели. Совокупность этих двух величин однозначно задаёт положение объекта на поверхности. Длина дуги одного градуса меридиана составляет примерно 111 км, однако из-за полярного сжатия Земли она незначительно меняется: у экватора около 110,6 км, у полюсов около 111,7 км.

¶Применение в навигации и геодезии

Меридианы лежат в основе морской и воздушной навигации. Курс судна или летательного аппарата измеряется относительно направления меридиана в данной точке — именно от него отсчитывается истинный курс. Определение долготы места исторически было сложнейшей задачей мореплавания: широту моряки умели находить по высоте светил, а для долготы требовались точные хронометры, позволявшие сопоставить местное время с временем начального меридиана. Эта проблема стимулировала развитие часового дела и астрономии.

В геодезии и картографии меридианы используются при построении проекций. Поскольку поверхность Земли нельзя развернуть на плоскость без искажений, в разных проекциях меридианы изображаются по-разному: прямыми линиями, дугами или кривыми. В топографии применяется зональная система координат, где поверхность делится на зоны, ограниченные меридианами, что позволяет минимизировать искажения.

¶Меридиан в астрономии

На небесной сфере меридиан — большой круг, проходящий через полюс мира, зенит и надир наблюдателя. Его пересечение с горизонтом даёт полуденную линию, указывающую направления на юг и север. Прохождение светила через небесный меридиан называется кульминацией; верхняя кульминация соответствует наибольшей высоте светила над горизонтом. Наблюдения кульминаций Солнца позволяют определять полдень, а звёзд — устанавливать точное время и координаты.

¶Магнитный меридиан

Магнитным меридианом называют проекцию силовой линии магнитного поля Земли на её поверхность. Магнитные меридианы не совпадают с географическими, поскольку магнитные полюса не совпадают с географическими. Угол между направлениями географического и магнитного меридианов в данной точке называется магнитным склонением; его значение важно для навигации и учитывается при работе с компасом.

¶Меридианы на других небесных телах

Понятие меридиана применяется и к другим планетам и спутникам. Для Луны, Марса и иных тел вводятся собственные системы координат с начальными меридианами, выбираемыми по условленным ориентирам — например, по характерным деталям рельефа. Так, для Луны нулевой меридиан проходит через центр видимого диска в среднем положении, что связано с особенностями вращения спутника вокруг Земли.

¶Значение и использование

Меридианы служат основой для систем поясного времени: часовые пояса в первом приближении ограничены меридианами, отстоящими друг от друга на 15° долготы. Они применяются в картографии, геодезии, навигации, астрономии и в повседневной практике — от настройки GPS-приёмников до разметки часовых зон. Термин вошёл и в переносный оборот: «меридиан» иногда употребляется как метафора рубежа, границы или наивысшей точки чего-либо.

Источники: Большая российская энциклопедия; Большая советская энциклопедия; учебные пособия по картографии и геодезии; материалы по истории навигации и астрономии.