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地球概论
地球概论第一章 地理坐标与天球坐标第一节 地理坐标101 经线和纬线§101—1 地球上的经线和纬线 大地是一个球体，称为地球。作为太阳系九大行星成员之一，地球环绕
中心天体太阳运动，同时绕轴自转。地球的东。旋转方向通常是按时针的方 向来表述的。然而，在这样做的时候，观测者必须明确，他是立足在哪个半 球来观测地球自转的。在北极上空看起来，地球是以逆时针方向自转的；而 在南极上空看起来，则是顺时针方向自转（图 l—3）。这样的方向叫做向东， 与此相反的方向便是向西。图 1—3 地球自转方向——向东。在北半球看，呈逆时针方向； 在南半球看，则为顺时针方向 地球是一个球体。在球面上，两点间的最短距离，是通过它们的大圆弧
线。因此，求地面上两点之间的最短距离，首先是它的角距离，然后把角距
离换算为线距离。在这种情形下，为度量地面上两点之间的线距离，要求所 采用的长度单位同角度单位之间，最好有一种简单的换算关系。这样的长度 单位，在近代自然科学精确测定地球的形状和大小之后，相继出现了。
　　在远洋航行中，航海乡们常用球面三角法推算两点间的角距离。为了由 角距离换算为直线距离的方便，人们创造了一种新型的长度单位——海里（n mile）。是经线 1 分的弧长。这样，地面上两地间距离的弧分值，等于其长 度的海里数。采用这样的单位，经线的全长为 60 海里 ×180＝ 10 800 海里； 赤道周长为 60 海里 ×360＝21600 海里。
公里（Km）本来也是这样的长度单位。按照法国人原来的设想，地球全 周分 400°，每度分成 100′，每分的弧长就是 1Km（＝0. 621n mile）。因 此，地球的周长，论角度是 400°或 40 000′，论线距离是 40 O00Km。每③ 天体在周日视运动中，当它超过观测者子午圈的瞬间，叫中天。天体在一日内有二次中天，其中离天顶
较近的一次叫上中天，这时，它的地平高度最大；离天顶较远的一次叫下中天。度折合 100Km，1Km 折合 1′，是周长的 1/40 000。这个办法也是十分完美的。 后来，分全周为 400°的制度没能流传下来，作为长度单位的公里，却在全
世界通行。这才形成经线 1°为 40,000 ＝ 的情况。这是一个有用且
360?
容易记住的数字。
　　我国的华里也属于同样的情形。1 华里是指经线 1°之长的 1/200，即地 球周长的 1/80000。
　　总之，所有这些单位的定义，都把长度单位与角度单位直接联系起来， 因为地球是一个球体，地面上两点间的距离首先是角距离。102 经度和纬度　　地球上有众多的经线和纬线，需要给每一条经线和纬线命名，以示互相 区别。最简单的命名方式是编号。事实上，只有极少数的经线和纬线具有专 名。除本初子午线、赤道、南北回归线和南北极圈外，其余所有的经线和纬 线，都是采用编号的方式命名；而这种“编号”是按一个特定的角度大小为 序，故称经度和纬度。按通俗意义说，本初子午线（0°经线）就是头号经线
（它的西名 prime meridiam 也含有这个意思）；北纬 30°线，就是赤道以
北第 30 号那条纬线??余类推。
§102—1 经度和纬度 在立体几何上，纬度是一种线面角，即直线同平面的交角。其中的面指
赤道面，线指本地的法线。本地法线同赤道面的交角，就是所在地的纬度。
纬度在本地经线上度量，赤道面是起始面，所在地是终止点。由于赤道把地 球分成南北两半球，纬度向南北两个方向度量：赤道以北叫北纬（以字母 N 表示）；赤道以南叫南纬（以字母 S 表示）。南、北纬各从 0°—90°。人 们通常以南、北纬 30°和 60°为界，把纬度分成低纬、中纬和高纬三段。但 这种划分是相对的，没有严格的地理意义。综合上述纬度的南北方向和角度 大小的两个方面，我们可以说，一地的纬度，就是这个地点相对于赤道面的 南北方向和角距离，体现这一量度的是从赤道到所在地的一段经线（图 l—
4）。图 l—4 纬度和经度 纬度是线面角，即本地法线同赤道平面的交角；经度是两面角， 即本地子午面与本初子午面的夹角。 值得指出的是，如果把地球当作一个正球体，那么，本地法线同时又是
该地的地球半径，纬度既是地面上经线的弧段，又是地球的球心角。实际上， 地球是一个两极稍扁的扁球体，地面法线与地球半径并不重合。地理上所强 调的是地面法线和经线弧的度数，而不是地球半径和它的球心角（详见§602
—3）。 经度是