观察地球仪,我们可以看到一条条纵横交错的线条组成的网,将地球严严实实地罩了起来。这个“网”就是经纬线,其中横的叫纬线,纵的叫经线。它是人们为了确定地球表面上某一地点的地理位置而画上去的人为标志,也称为地理坐标。经纬线,是我们学习地理知识重要的工具。

    经纬线的来历

    人类对经纬线的研究可谓历史久远,经纬线最早出现在人类的地图上,可以追溯到耶稣诞生前300年,那时候古希腊的学者绘制世界地图,第一次计算地球的曲率和周长并把经纬线标示在地图上。

    大约在公元前230年,长期担任古埃及亚历山大图书馆馆长的埃拉托斯提尼,测算出地球的圆周是46250千米,他画了一张有7条经线和6条纬线的世界地图。

    公元120年,希腊的地理兼天文学家托勒密综合前人的研究成果,认为绘制地图应据已知经纬度的定点做根据,提出地图上绘制经纬度线网的概念。为使地球上的经纬线能在平面上描绘出来,他设法把经纬绘成简单的扇形,从而绘制出一幅著名的“托勒密地图”。

     尽管后来的航海家发现“托勒密地图”并不实用,但是托勒密确实为西方的地图学奠定了良好的基础。

    经线和纬线

    经纬线的确定是非常有趣的。首先人们确定了一根假想的轴――地轴(现实生活中地球上可是没有这根轴的哦),地球就是围绕着这根轴在不停的自转,地轴与地球表面会形成两个交点――北极点和南极点。我们把连接南北两极的线称为经线,也叫子午线。

    观察上面的动画,回答下列问题:
    (1)经线成什么形状?
    (2)你可以在地球仪上画出多少条经线?
    (3)不同经线长度有无变化?
    (4)如果你沿着一条经线移动,会是什么方向呢?

    实际上,我们可以在地球仪表面画出无数的经线――只要你的笔够细,经线都是等长的,每一条经线是一个半圆弧,而两条相对经线会组成一个大的经线圈,通过这个经线圈可以像切西瓜那样将地球分成相等的两个半球。

    我们都知道,南极点和北极点是地球上最南和最北的位置,每条经线都连接南北,因此还有人把经线又称为“南北线”,如果某个人沿着同一条经线移动,那么只有两个方向,或者是南方、或者是北方。

    同样的,在地球仪上与经线相垂直的线叫做纬线。纬线是一个完整的圆环(这点与经线不同),因此纬线又称为纬线圈。所有的纬线都相互平行,纬线指示东西方向。纬线圈的大小不等,赤道为最大的纬线圈,从赤道向两极纬线圈逐渐缩小,到南、北两极就缩小为点了。

    想一想:现实生活中我们能够观察到经纬线吗?

    经线和纬线是人们为了在地球上确定位置和方向,在地球仪和地图上画出来的,地面上并没有画着经纬线。不过,你想要看到你所在地方的经线并不难:立一根竹竿在地上,当中午太阳升得最高的时候,竹竿的阴影就是你所在地方的经线。
 

    虽然经纬线只是人们为了便于定位和定量研究而假想的网络。但是在一些比较主要的经纬线交汇点,研究机构会设定标志,以利于定位。这些标志有的在农户家里,有的在山上,等等。这就是一些地表标志。此外在赤道或者零度经线等比较有标志性的经纬线,有些地方会在地上镶嵌出来一段,供研究也供游客欣赏,比如格林尼治或厄瓜多尔的首都基多就有,不过要注意全球性的大圈子是没有的哦。

格林尼治与0度经线
基多赤道纪念碑与赤道线
   经度和纬度的定义
    刚才说了,我们可以在地球仪上画出无数条经线和纬线来,怎么样才能够区别出这些经线和纬线呢?最好的办法是给每一条经线和纬线都起上一个名字(当然,不能够起名为“张三”、“李四”、“王五”,那样的话,一辈子你也起不完,于是科学家借助了数学上的角度这个概念),这就是经度和纬度。用经度表示各条经线的名称,用纬度表示各条纬线的名称。
左图:纬线和纬度。兰色为北纬,红色为南纬
右图:经线和经度。兰色为西经,红色为东经

    在地球仪上,最长的纬线圈——赤道,叫做0°纬线。从赤道向北度量的纬度叫北纬;向南的叫南纬。南、北纬各有90°,北极是北纬90°,南极是南纬90°。

    相对于纬度,经度的规定就比较费事了,哪里才是0度经线呢?所有的经度长度相等,都可以把地球等分,因此,以前的0度经线规定非常混乱,造成了很多不必要的麻烦。

    在1884年在美国华盛顿召开的国际子午线会议上,经过投票,各国学者们最终确定了经线0度的位置,把通过英国格林尼治天文台原址的那条经线,叫做0°经线,也叫本初子午线。从0°经线向东叫东经;向西叫西经。由于地球是个球体,所以东、西经各有180°。东经180°和西经180°是在同一条经线上,那就是180°经线。

    利用经线和纬线可以把地球划分成几个不同的半球。象切西瓜一样,把地球沿赤道切开,赤道以北的半球,叫北半球;赤道以南的半球叫南半球。如沿西经20°和东经160°经线把地球切开,由西经20°向东到东经160°的半球叫东半球;以西的半球叫西半球。
   考考你:为什么东、西半球不以本初子午线和180度经线为分界线?

 

    因为东西经的分界是0度和180度经线,0度经线经过陆地穿过很多国家,这样会把同一国家划分在不同半球,在国际上通用起来很不方便。因此,应该把分界线放到海洋上,尽量少的经过同一国家。因此选择0度经线西侧20°W和160°E作为东、西半球的分界。
    经纬网

    经线和纬线互相垂直、互相交织,就构成了经纬网。我们在阅读地图的时候,就可以借助经纬网来辨别方向,也可以判断出地球上任何一点的经纬度位置,这很像人们在影剧院找座位一样。

    习题精选

    1.东半球的范围是(  )
        A.0°经线以东至180°经线之间的半球         B.20°E至160°W之间的半球
        C.20°W至160°E之间的半球             D.20°W往东至160°E之间的半球
    2.甲、乙两地同在30°N纬线上,甲地的经度是20°E,乙地的经度是20°W,则甲地在乙地的(  )
        A.正南   B.正北
        C.正东   D.正西
    3.某地以东是西半球,以西是东半球,以北是中纬度,以南是高纬度,该地的地理位置是(  )
        A.西经20°,北纬30°的交点
        B.东经160°,南纬60°的交点
        C.经度0°和南纬30°的交点
    4.下面关于纬线特点的叙述,正确的是 (  )
        A.纬线的长度都相等   B.所有的纬线都呈半圆形
        C.纬线指示东西方向   D.所有的纬线都是个圆圈
    5.一个人要想在最短时间内跨越所有的经线,他应选择的地点是(  )
        A.0°纬线上   B.0°经线上         C.北纬90°    D.南极点
    6.某地点位于东、西、南、北半球的分界线上,此地的经纬度可能是(  )
        A.纬度0°,经度180°  B.纬度0°,西经20°
        C.纬度0°,东经20°   D.纬度0°,东经160°
    7.下列地点中,既位于北半球、又位于东半球的地点是(  )
        A.40°N、16°W    B.30°N、161°E
        C.20°S、120°E    D.80°N、159°E
    8.关于经线的叙述,正确的有(  )
        A.两条正相对的经线可组成一个经线圈。         B.全球可划出360条经线。
        C.经线都指示南北方向。                D.所有经线都相互平行,永不相交。
    9. 0°纬线和180°经线的交点在地球上有(  )
        A.1个   B.2个   C.3个    D.4个
    10.某地位于40°W,与它组成经线圈的经线是(  )
        A.40°E   B.140°E   C.60°E   D.140°W
    11.某地的东面是西半球,西面是东半球,南面是南半球,北面是北半球。该地的经纬度是:
        A.经度0°,纬度0°    B.东经160°,纬度0°
        C.西经20°,纬度0°   D.西经160°,纬度0°
    12.有关经线和纬线的叙述,正确的是(  )
        A.经线指示南北方向,纬线指示东西方向
        B.每一条经线长度相等,每条纬线长度也相等
        C.由某地沿着同一条经线前进,最后还回到这条经线
        D.在地球仪上,每一条纬线都是一个圆圈

参考答案

1.D 2.C 3.B 4.C、D 5.C、D 6.B、D 7.A、D 8.A、C 9.A 10.B 11.B 12.A、D

   知识拓展  

  现在,谁都知道地理经度是以通过英国格林尼治天文台原址的本初子午线起算的。在这个意义上说,格林尼治天文台可看作是世界的起点。为了确定这个起点,人类着实费了一番周折。
  各行其是
  一个地方的经度值与起算点有关,起算点不同,同一个地方的经度值也不同。通过起算点的经度线,称为“本初子午线”。
  要画出一张世界地图来,首先必须确定本初子午线的位置,这样,世界各地的地理位置才能相应确定下来。因此,具有国际性的本初子午线如何确定,必须为世界各国所确认。否则的话,大家都有自己的本初子午线,结果便会带来很大的混乱和麻烦。
  最早,喜帕恰斯用他进行观测的地点爱琴海上的罗德岛,作为经度起算点。而托勒密则用幸运岛为起算点,幸运岛即现今的加纳利群岛,位于大西洋中非洲西北海岸附近。当时认为这就是世界的西部边缘,对于把地球当作扁平的一块大地的人们说来,这里就是世界的起点。
  到中世纪时,各国更是我行我素,通常都各自选择其首都或主要的天文台作为本初子午线通过的地方。而航海家们则又另搞一套,他们通常采用某一航线的出发点作为起算点,因而就有“好望角东26°32'”这一类的表示法。从今天的观点来看这当然是可笑的。
  直到十八世纪初,大部分海图的原点仍取决于绘制出版这张图的国家所定的原点。在法国,甚至在同一张地图上还会出现多种距离的比例尺,真是混乱不堪。
  最初的尝试
  由本初子午线不统一所造成的混乱,很早就引起了人们的重视,也屡次有人试图解决这个棘手的问题。
  1634年4月,红衣主教里舍利厄在巴黎召开了一次国际性会议,邀请当时欧洲最杰出的数学家和天文学家参加,目的在于确定一条为世界各国所认可的本初子午线。会议结果选中了托勒密所定的幸运岛,更严格地说来,就是加纳利群岛最西边的耶鲁岛。后人把这个起算点称为“里舍利厄本初子午线”。
  实际上,这次会议的召开,有一半原因是出于政治动机。因为本初子午线的划定,实际上是势力范围的重新划分。法国国王路易十三,在1634年7月的一道命令中就提到:“法国军舰不应该攻击任何位于本初子午线以东以及北回归线以北的西班牙和葡萄牙舰只。”意思是说,那个地区是西班牙和葡萄牙的势力范围。
  一笔交易
  1767年,根据格林尼治天文台提供的观测数据绘制的英国航海历出版了。这时,英国已取代西班牙和荷兰等国,成为头号海上强国。她出版的航海历自然也广为流传,并为其他国家所仿效。这意味着格林尼治已开始成为许多海图和地图的本初子午线。
  1850年,美国政府决定在航海中,要采用格林尼治子午线作为本初子午线。1853年,俄国海军大臣宣布,不再使用专门为俄国制订的航海历,而代之以格林尼治为本初子午线的航海历。这些决定为后来的决定打下了一个基础。
  从1870年起,各国的地理学家以及有关学科的科学家们,开始全力为全世界的经度测定寻找一个公认的国际起算点。然而,意见并不是一下子就能取得统一的。甚至当著名的铁路工程师弗莱明提出,对世界各国来说应该有一个公共的本初子午线时,像皮阿齐这样的著名天文学家居然反问道:“如果一定需要这样一个公共的原点,那为什么不选取埃及的大金字塔呢?”连科学家的认识尚且如此,其他人的观点可想而知了。
  1883年,在罗马召开的第七届国际大地测量会议考虑到,当时90%的航海家已根据格林尼治来计算经度,因而建议各国政府应采用格林尼治子午线作为本初子午线。会议还提出,当全世界这样做的时候,英国应该将英制改用米制。拿格林尼治作本初子午线,来交换英国改用米制,这里面似乎还有一笔“交易”呢!
  投票决定
  问题直到1884年才得以最后解决。那年的10月1日,在美国的发起下在华盛顿召开了国际子午会议。10月23日,大会以22票赞成,1票(多米尼加)反对,2票(法国、巴西)弃权,通过一项决议,向全世界各国政府正式建议,采用经过格林尼治天文台子午仪中心的子午线,作为计算经度起点的本初子午线。
  这次大会的决议还详细规定,经度从本初子午线起,向东西两边计算,从0°到180°,向东为正,向西为负。这一建议后来为世界各国所采纳,而且,也正是今天我们用来计算经度的基本原则。
  1953年,格林尼治天文台迁移到东经0°20′25″的地方,但全球经度仍然以格林尼治天文台的原址为零点来计算。现在在那里有一间专门的房间,里面妥善保存着一台子午仪。它的基座上刻着一条垂直线,那就是本初子午线。许多旅游者都要站在这间房间的门口摄影留念,日后他们会向人们夸耀道:瞧,我的两条腿分别站在东西两半球上!