Współrzędne geograficzne i rozciągłość obszarów

Południki biegną w kierunku północ–południe, a równoleżniki w kierunku wschód–zachód. Przecinają się pod kątem prostym i tworzą siatkę geograficzną. Istnieje nieskończenie wiele takich linii, ale na globusach i mapach przedstawia się tylko wybrane.

Wszystkie południki mają jednakową długość. Równoleżniki mają różne długości; najdłuższy z nich, równik, liczy około 40 tysięcy kilometrów i oddziela półkulę północną od południowej.

Półkulę wschodnią i zachodnią wyznaczają południk zerowy oraz południk $180^\circ$. Południk zerowy przebiega przez Królewskie Obserwatorium Astronomiczne w Greenwich w Londynie; uznano go za południk początkowy w 1884 roku.

Szerokość geograficzna opisuje położenie względem równika. Jest kątem między płaszczyzną równika a promieniem Ziemi przechodzącym przez dany punkt na powierzchni. Na mapie odpowiada jej wartość równoleżnika.

Długość geograficzna opisuje położenie względem południka zerowego. Jest kątem między półpłaszczyzną tego południka a półpłaszczyzną południka przechodzącego przez dany punkt. Na mapie odczytuje się ją z południka.

Zakres szerokości wynosi od $0^\circ$ na równiku do $90^\circ$ na biegunach. Zakres długości wynosi od $0^\circ$ do $180^\circ$, zarówno na półkuli wschodniej, jak i zachodniej.

Wartości szerokości rosną przy oddalaniu się od równika: na półkuli północnej ku północy, a na południowej ku południu. Wartości długości rosną od południka zerowego ku wschodowi na półkuli wschodniej i ku zachodowi na zachodniej.

Litery przy wartościach wskazują rodzaj współrzędnej i półkulę:

• N - szerokość północna, od angielskiego north.
• S - szerokość południowa, od angielskiego south.
• E - długość wschodnia, od angielskiego east.
• W - długość zachodnia, od angielskiego west.

Najpierw zapisuje się szerokość, a następnie długość. Przykładowo Kraków ma współrzędne $50^\circ\mathrm{N},\ 20^\circ\mathrm{E}$: leży na równoleżniku o wartości $50^\circ$ na półkuli północnej i południku o wartości $20^\circ$ na półkuli wschodniej.

Współrzędne podaje się w stopniach, minutach i sekundach kątowych. Mniejsze jednostki pozwalają dokładniej opisać położenie niż same pełne stopnie.

Część stopnia przelicza się na odpowiednią część 60 minut. Połowa stopnia odpowiada zatem $30'$, a nie $50'$.

Współrzędne Sydney wynoszą $33^\circ52'\mathrm{S},\ 151^\circ12'\mathrm{E}$. Kąt między płaszczyzną równika a promieniem Ziemi przechodzącym przez miasto ma wartość $33^\circ52'$. Kąt między półpłaszczyznami południka zerowego i południka Sydney wynosi $151^\circ12'$.

Przed odczytem sprawdź rozstaw siatki kartograficznej, czyli różnicę wartości sąsiednich narysowanych linii. Oddzielnie sprawdź opisy równoleżników i południków oraz kierunki wzrostu ich wartości; pozwala to ustalić przedstawione półkule.

Po odnalezieniu obiektu wyznacz równoleżnik i południk przechodzące przez jego położenie. Gdy odpowiednia linia jest narysowana, odczytaj jej wartość z opisu. Gdy jej brakuje, określ położenie punktu między dwiema sąsiednimi liniami.

Szacowanie polega na porównaniu części odstępu zajmowanej przez punkt z różnicą wartości linii. Przez punkt należy poprowadzić w wyobraźni brakującą linię, a następnie ustalić jej przybliżoną wartość.

Dokładność odczytu musi odpowiadać poleceniu. Jeśli wymagane są pełne stopnie, podaj przybliżenie do jednego stopnia; jeśli określasz część stopnia, możesz zapisać ją w minutach. Do obu wartości dołącz właściwe oznaczenia półkul.

Aby odnaleźć obiekt ze znanych współrzędnych, najpierw odszukaj równoleżnik o podanej szerokości, potem południk o podanej długości. Szukane miejsce leży na ich przecięciu. Linię, której nie narysowano, wyznacz między liniami o znanych wartościach, uwzględniając oznaczenie półkuli.

GPS jest systemem nawigacji satelitarnej. Odbiornik określa współrzędne na podstawie sygnałów z satelitów krążących wokół Ziemi. Może być osobnym urządzeniem albo częścią tabletu, smartfona lub smartwatcha.

Aplikacje mapowe umożliwiają odczyt współrzędnych wybranego punktu oraz wyszukiwanie obiektów przez wpisanie ich współrzędnych.

Nawigacja pomaga wyznaczać trasy piesze, rowerowe i samochodowe. Odbiorniki GPS wykorzystuje się także do śledzenia wędrówek zwierząt zagrożonych wyginięciem, np. żółwi morskich.

Do obliczenia rozciągłości potrzebne są skrajne punkty obszaru: wysunięte najdalej na północ, południe, wschód i zachód. Rozciągłości wyraża się w miarach kątowych, ponieważ wynikają z porównania współrzędnych.

Rozciągłość południkowa określa zakres obszaru w kierunku północ–południe. Wyznacza się ją wzdłuż południków na podstawie równoleżników przechodzących przez skrajny punkt północny i południowy. Do obliczenia wykorzystuje się ich szerokości geograficzne.

Rozciągłość równoleżnikowa określa zakres w kierunku wschód–zachód. Wyznacza się ją wzdłuż równoleżników na podstawie południków przechodzących przez skrajny punkt zachodni i wschodni. Do obliczenia wykorzystuje się ich długości geograficzne.

Dla punktów na tej samej półkuli od większej wartości odpowiedniej współrzędnej odejmij mniejszą. Dla punktów na przeciwnych półkulach dodaj wartości: szerokości północną i południową albo długości wschodnią i zachodnią.

Przed obliczeniem wybierz właściwy rodzaj współrzędnej. Północny i południowy kraniec Europy bez wysp, przylądki Nordkyn i Marroqui, leżą na półkuli północnej, więc do rozciągłości południkowej potrzebne jest odejmowanie szerokości. Zachodni kraniec, przylądek Roca, i wschodni kraniec, ujście Bajdaraty, leżą na półkulach zachodniej i wschodniej, więc długości należy dodać.

Przy odejmowaniu minut może być konieczne zamienienie jednego stopnia na $60'$. Zmniejsz wtedy liczbę stopni o jeden i zwiększ liczbę minut o 60; wartość kąta pozostaje taka sama.

Przy dodawaniu minut każde pełne $60'$ zamień na jeden stopień. Wynik rozciągłości zapisuj bez liter oznaczających półkule: opisuje on zakres obszaru, a nie położenie pojedynczego punktu.