什么是本初子午线(为什么东西半球分界线不是本初子午线)

什么是本初子午线(为什么东西半球分界线不是本初子午线)

因为纬线是天然确定的,经线却不是。

地球在东西方向的周长是大体相等的,而在南北方向的周长,则会随着纬度增加而不断缩小。在地理学中,赤道被定义为地球表面的点随地球自转产生轨迹周长最长的一条圆周线,这是条唯一且确定的纬线。

赤道的产生,乃是自然之理,本初子午线(也就是0经线)的产生,则体现着历史的演变和国际影响力的竞争。

为什么东西半球分界线不是本初子午线,南北半球界线却是赤道?

托勒密地图,13世纪抄本版

我们今天所说的经纬线概念,可以追溯至2000年前的希腊化时代。亚历山大里亚的学者埃拉托斯特尼首次提出了经纬线,并测算了地球的周长。公元2世纪,托勒密在其著作《地理学指南》(ὴ Ὑ)中,首次使用一致的子午线绘制了世界地图。

经线垂直于纬线,且周长大体相等,理论上任何一条经线都可以被定为0经线。作为衡量东西的标准,托勒密以非洲西海岸以西的“幸运岛”为基准设定了子午线。一般认为幸运岛就是今天人们所说的加纳利群岛,不过在托勒密的地图中,它的位置更接近于今天的佛得角群岛。

为什么东西半球分界线不是本初子午线,南北半球界线却是赤道?

16世纪制图名家墨卡托绘制的世界地图,这张地图以佛得角群岛作为东西半球的分界线。

托勒密著作的影响力延续千年,一直到16世纪,西方的许多地图都是以托勒密的《地理学指南》作为蓝本的。但还是有很多人希望能找到“天然”的子午线,比如哥伦布就认为,指南针指向了大西洋中北部的某地,那里正是天然子午线的所在。在1493年,西班牙与葡萄牙两国在教皇亚历山大六世的仲裁下,以佛得角以西370里格的经线为基准,划分了东西半球的势力归属,这条著名的“教皇子午线”,也体现了当时人们对经度起点的看法。

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指针标注之处即为耶罗岛,以此为基点设定一条0经线,恰好可以避开西非海岸线,不会穿过很多大陆上的国家,这就避免了一国的东西两部分横跨0经线的尴尬

随着认识的深入,人们逐渐认识到子午线的划分与地磁场无关,但不管怎么说,还是要确定一条经线作为衡量东西的标准。1634年,法国国王路易十三和红衣主教黎塞留决定以加纳利群岛中的耶罗岛作为子午线的基准。加纳利群岛位于西非海岸以西,耶罗岛又位于加纳利群岛的最西方,当时的法国人认为这座岛屿是旧大陆的最西端,恰好与巴黎的经度相差20度,很适合作为经度的基准。(后来,人们发现耶罗岛与巴黎的经度差并不是20度,但还是以巴黎以西20度作为经线的基准)

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巴黎天文台的子午线厅,或卡西尼厅

1666年,法王路易十四下令建造巴黎天文台。1667年的仲夏节(通常在夏至前后),科学院(法国科学院的前身)确定了天文台的具体位置,并以此为基准设定了子午线,也就是所谓“巴黎子午线”或“法兰西子午线”(la Mridienne de France)。此后,在乔万尼.卡西尼和雅克.卡西尼的组织下,法国学者展开了大规模的大地测量,仔细测量了地球的子午线和周长。

*.值得一提的是,来自意大利的卡西尼家族连续四代掌管巴黎天文台,这一百多年来,他们一直领导着法国的天文和大地测量工作。

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哈里森的第一台航海钟

设定子午线的主要目的,是为了确定方位,测算时间。在地球上,经度每相差15度,时间就会相差1小时(360/24)。18世纪初,英国木匠约翰.哈里森发明了体积小巧,走时准确的航海钟。之后,皇家天文学家(英国地位最高的天文学家,大致相当于中国钦天监的领导人)弗拉姆斯蒂德和哈雷开发了精确的月角距导航法,通过航海历和航海钟,海员们能够很容易的确定自己所在的位置。

在法国之后,欧洲各国也陆续开展了大规模的测绘,并以本国的某地(一般是首都)作为子午线的起点。在普鲁士,子午线的基准位于柏林,在丹麦,基准在哥本哈根,在俄国,基准在圣彼得堡的普尔科沃天文台,而在英国,子午线则以伦敦的格林尼治天文台为基准。

1765-1811年间,皇家天文学家内维尔.马斯基林根据格林尼治子午线,编写了49期《航海历书》(The Nautical Almanac)。这部《航海历书》影响力非凡,甚至连法文译本中也保留了以格林尼治作为基准的测算方式,尽管法国的天文历书Connaissance des temps(意为时间之书,这是世界第一部天文年鉴)中的其他表格都以巴黎子午线为基准。

可以想见,随着《航海历书》的流行和大英帝国的发展,越来越多的船只开始以格林尼治子午线作为航海定位的标准。于是英国的子午线,逐渐成为更多人的第一选择。

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艾里确定本初子午线所用的子午仪,子午仪的望远镜只能沿着子午线上下移动,它可以用来测定恒星通过所在地子午线的时间,确定星体的位置

1851年,皇家天文学家乔治.比德尔.艾里以格林尼治天文台的子午仪为基准,设立了新的子午线,也就是后来的“本初子午线”。当时,超过三分之二的船只都已经使用格林尼治子午线作为导航的参考,艾里的子午线也就顺理成章的成为了最通用的子午线。

为了统一世界各地的导航基准和铁路时刻表,1871年的第一届国际地理大会上,通过了一项议案,赞成将格林尼治子午线用于航海图,并提议15年内强制实行。1884年,美国总统切斯特艾伦阿瑟提议举办国际子午线会议,以确定全世界经度和时间计算的基准。26个国家的41个代表齐聚华盛顿,参与了这场决定人类时间和方位的大会。

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格林尼治天文台的本初子午线

在会议上,法国、巴西和多米尼加代表提议本初子午线应当绝对中立,不应割裂任何大洲。法国天文学家皮埃尔.让森提议以白令海峡,或者亚速尔群岛作为中立子午线的基准,也有人提议以吉萨大金字塔作为子午线标准。但最终,会议还是以22票通过的结果选择了格林尼治的子午线作为世界经度计算的标准,并确定了东西各180度的经度计算方式。这条子午线,也因此被称为本初子午线。

十年之内,绝对多数国家都按照会议精神,调整了时间和经度的基准。固执的法国则直到1911年才采纳了本初子午线作为计时标准,在1914年才以本初子午线作为航海标准。直到今天,一些法国地图上还以巴黎作为子午线的基准。为了解决不同计时方法造成的差异,1912年在巴黎成立了国际时间局,1987年,时间局的职责由国际度量衡局和国际地球自转与参考系统服务接管。

从本初子午线的演变中不难看出,经度的起点,经常随着国际局势的变化而改变。在15世纪末,经度的标准取决于当时最强大的两个殖民帝国:西班牙与葡萄牙,在17-18世纪,经度的标准来自于欧陆第一强国:法国,从19世纪末至今,经度的标准又转移到日不落帝国的心脏:英国。而东西半球的划分,相对来说就简单的多了。

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本初子午线所通过的国家

那为什么东西半球的分界线并不在本初子午线呢?原因和法国代表的理由一样——为了中立。以西经20度和东经160度作为东西半球的分界线,可以把界线以东的西欧和非洲划入东半球,避免子午线横穿英国、法国、西班牙和非洲各国,以及一国东西部分属两个半球的尴尬。

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