Współrzędne geograficzne i rozciągłość obszarów

Południki biegną w kierunku północ–południe i wszystkie mają jednakową długość. Równoleżniki biegną w kierunku wschód–zachód, lecz ich długości są różne. Najdłuższy z nich, równik, ma około 40 tysięcy kilometrów długości.

Południki i równoleżniki przecinają się na globusie pod kątem prostym. Tworzą siatkę geograficzną; przedstawienie tego układu na mapie nazywamy siatką kartograficzną. Na globusach i mapach pokazuje się tylko wybrane linie, choć można wyznaczyć ich nieskończenie wiele.

Równik oddziela półkulę północną od południowej. Półkule wschodnią i zachodnią wyznaczają południki $0^\circ$ oraz $180^\circ$.

Południk zerowy przebiega przez Królewskie Obserwatorium Astronomiczne w Greenwich w Londynie. Został uznany za południk początkowy w 1884 roku.

Szerokość geograficzna określa kąt między płaszczyzną równika a promieniem Ziemi przechodzącym przez punkt na jej powierzchni. Odczytujemy ją z wartości równoleżnika, na którym leży punkt.

Na równiku szerokość wynosi $0^\circ$, a na biegunach osiąga $90^\circ$. Wartości zwiększają się w miarę oddalania od równika: na półkuli północnej w kierunku północnym, na południowej w kierunku południowym.

Oznaczenie N informuje o szerokości północnej, a S o południowej. Taka sama liczba stopni może występować na obu półkulach, dlatego sam zapis wartości bez wskazania strony równika nie wystarcza do rozróżnienia położenia.

Długość geograficzna jest kątem między półpłaszczyzną południka zerowego a półpłaszczyzną południka przechodzącego przez dany punkt. Jej wartość odczytujemy z południków.

Zakres długości sięga od $0^\circ$ do $180^\circ$ zarówno na półkuli wschodniej, jak i zachodniej. Na półkuli wschodniej wartości zwiększają się ku wschodowi, a na zachodniej ku zachodowi. Oznaczenie E dotyczy długości wschodniej, a W - zachodniej.

Współrzędne geograficzne zapisujemy w kolejności: szerokość, następnie długość. Para wartości wskazuje przecięcie równoleżnika z południkiem, dzięki czemu pozwala zlokalizować punkt.

Współrzędne są kątami, więc wyrażamy je w stopniach, minutach i sekundach kątowych. Obowiązują zależności $1^\circ = 60^{\prime}$ oraz $1^{\prime} = 60^{\prime\prime}$. Jednostki te nie oznaczają czasu podróży ani odległości.

Przed odczytem sprawdź odstęp siatki: różnicę wartości sąsiednich równoleżników i sąsiednich południków. Im rzadsze linie, tym częściej trzeba wyznaczać położenie pośrednie w wyobraźni.

Jeśli punkt nie leży na narysowanej linii, oszacuj jego położenie w obrębie odstępu kątowego. Odpowiednią część odstępu dodaj do mniejszej wartości, poruszając się w kierunku wzrostu współrzędnej.

Na mapie Europy z liniami co $5^\circ$ Hamburg leży między równoleżnikami $50^\circ\mathrm{N}$ i $55^\circ\mathrm{N}$. Przybliżony odczyt daje $53^\circ\mathrm{N}$, a południk przechodzący przez miasto ma wartość $10^\circ\mathrm{E}$. Współrzędne wynoszą zatem $53^\circ\mathrm{N},\ 10^\circ\mathrm{E}$.

Odczytywanie współrzędnych zaczyna się od miejsca zaznaczonego na mapie. Trzeba znaleźć przechodzące przez nie linie, ustalić ich wartości i wskazać półkule.

• Sprawdź odstępy między liniami siatki oraz kierunki wzrostu wartości.
• Odszukaj punkt i odczytaj jego szerokość z równoleżnika.
• Odczytaj długość z południka.
• Dopisz oznaczenia półkul i zapisz szerokość przed długością.

Wyszukiwanie punktu przebiega odwrotnie: znasz wartości, a szukasz miejsca. Najpierw odnajdujesz właściwy równoleżnik, następnie południk i ich przecięcie. Gdy potrzebnej linii nie narysowano, wyznaczasz ją między liniami o znanych wartościach.

Na mapie świata punkt leżący na przecięciu równoleżnika $60^\circ\mathrm{N}$ i południka $30^\circ\mathrm{E}$ ma współrzędne $60^\circ\mathrm{N},\ 30^\circ\mathrm{E}$. Oznaczenia wskazują zarazem półkulę północną i wschodnią.

Nawigacja satelitarna umożliwia wyznaczanie współrzędnych punktów na Ziemi. Najpopularniejszym systemem tego typu jest GPS. Odbiornik ustala położenie na podstawie sygnałów wysyłanych przez satelity krążące wokół Ziemi.

Odbiornik GPS może być osobnym urządzeniem turystycznym lub częścią tabletu, smartfona czy smartwatcha. Pozwala ustalić współrzędne aktualnego miejsca oraz odnaleźć cel o znanych współrzędnych.

Systemy nawigacji wykorzystuje się do wyznaczania tras pieszych, rowerowych i samochodowych. Odbiorniki GPS umożliwiają również śledzenie tras wędrówek zagrożonych gatunków zwierząt, na przykład żółwi morskich.

Aplikacje mapowe, takie jak Mapy Google, pozwalają odczytywać współrzędne wybranego punktu. Wpisanie znanej pary współrzędnych umożliwia odnalezienie obiektu na mapie cyfrowej.

Rozciągłość południkowa opisuje zakres północ–południe. Obliczamy ją z szerokości geograficznych punktów wysuniętych najdalej na północ i południe, choć wyznaczamy ją wzdłuż południków.

Rozciągłość równoleżnikowa opisuje zakres zachód–wschód. Korzystamy z długości geograficznych punktów wysuniętych najdalej na zachód i wschód, a rozciągłość wyznaczamy wzdłuż równoleżników. Oba wyniki podajemy w miarach kątowych.

Dla Europy bez wysp skrajnymi punktami są:

• Na północy przylądek Nordkyn: $71^\circ08^{\prime}\mathrm{N}$.
• Na południu przylądek Marroqui: $35^\circ58^{\prime}\mathrm{N}$.
• Na zachodzie przylądek Roca: $9^\circ30^{\prime}\mathrm{W}$.
• Na wschodzie ujście rzeki Bajdaraty: $68^\circ14^{\prime}\mathrm{E}$.

Punkty północny i południowy leżą na tej samej półkuli, dlatego odejmujemy szerokości. Aby odjąć minuty, zamieniamy jeden stopień na sześćdziesiąt minut: $71^\circ08^{\prime} = 70^\circ68^{\prime}$. Otrzymujemy $70^\circ68^{\prime} - 35^\circ58^{\prime} = 35^\circ10^{\prime}$.

Punkty zachodni i wschodni leżą po przeciwnych stronach południka zerowego, dlatego dodajemy długości: $9^\circ30^{\prime} + 68^\circ14^{\prime} = 77^\circ44^{\prime}$. Rozciągłość południkowa Europy wynosi $35^\circ10^{\prime}$, a równoleżnikowa $77^\circ44^{\prime}$.