哥伦布时代怎么确定经度

[怎么确定人生的目标]目标助你人生成功达成既定的目标叫成功。大部分人没有明确的目标，或者认为目标是幻想，没有实际意义，脑袋有病。有了目标，内心的力量才会找到方向；茫无目标的漂荡终归会迷路，而你...+阅读

哥伦布时代怎么确定经度

关于最早的测量：在中世纪的航海地图上，并没有经纬线，有的只是一些从中心有序地向外辐射的互相交叉的直线方向线。此线也称罗盘线，希腊神话里的各路风神被精心描绘在这些线上，作为方向的记号。所以，哥伦布探险队中的西班牙水手想到方向的时候，并不是罗盘方位上的多少度，而是风（losvientos）。而葡萄牙水手则称他们的罗盘盘面为风的玫瑰（rosedosventor）。水手们根据太阳的位置估计风向，再与“风玫瑰”对比找出航向。玫瑰线，即指引方向的线。世界上第一个明确提出经纬度理论的人是古希腊学者托勒密。最早的本初子午线则出现在15世纪出版的托勒密的世界地图上，定在了当时人们心中的世界起点，即现大西洋中非洲西北海岸附近的加那利群岛。假如你想当一名水手，你就得上一所专业学校，花几年时间学习怎样作这些必要的计算，然后，再经过二三十年的磨练，当你谙熟所有的工具、表格和海图，能够驾驭船员纵横四海之后，你也许会被船主聘为船长。

当然，你如果无这样的雄心壮志，你就无需去学这些复杂繁琐的算术，所以，对这一章的简短，请勿介意，我只是谈了一些概况而已。因为航海学几乎完全是一种计算性的科学，所以，直至欧洲人重新发现了三角学，航海理论才有了巨大的突破。尽管古希腊人曾给这门科学奠定了坚实的基础，但是在托勒密（古埃及亚历山大城的著名地理学家）逝世之后，三角学就被视为一门精密而复杂、又过分奢侈的学问，这门不易掌握的科学被人们抛到了一边，渐渐地遗忘了。然而，印度人和后来北非和西班牙的阿拉伯人并无这样的顾虑，这份没人要的古希腊遗产被他们正大光明地保存了下来，并继续加以发扬光大。“zenith”和“nadir ”这两个阿拉伯语中的专业术语就充分说明，当欧洲学校再次把三角学排进学生的课程表时（大约在13世纪），它已不再是基督教的遗产，而变成了伊斯兰人的财宝。

但此后的300 年里，欧洲人急起直追，迎头赶超，后来居上。虽然他们这时再次懂得了怎样计算角度，如何解决三角形问题，但发觉自己又面临了另一个难题———如何寻找到一个远离地球的固定点，能取代教堂的尖顶来充当参照物。这个崇高的荣誉戴在了北极星的头上，北极星变成了最值得信赖的航海参照物。因为北极星距离人类那么遥远，所以，它看上去好像就是静止不动的；另外，它很容易辨认出来，一旦迷失了方位，纵然是最笨的捕虾者也能找出北极星的方位来。只要沿着北斗七星最右边两颗星的直线方向去寻找，北极星就会进入人的视野。当然，太阳也是一个不变的参照物，可科学还没有把太阳的运行轨迹测算出来，因此，只有最博学的航海者才有能力助于太阳。

在人们被迫接受了“地球是扁平的”这一理论的那个年代，很必然，全部的算术都无可奈何地同客观真实相背离。（早期地球仪的制作过程是这样的：先印刷出狭长的三角形图块，然后将这些图块剪下来，粘贴在木球上。德国最有名的地球仪制作者，是纽伦堡学者琼汉恩斯·肖纳。他在16世纪早期制作的两个地球仪保存至今。以下所展示的三角形图块，是1540年从乔治·哈特曼制作的地球仪上复制下来的样品。）到16世纪初，终于结束了这种尴尬局面，圆球理论取代了圆盘理论。地理学家也终于得以主持真理，让地理以本来面目示人。首先，地理学家用一个平面（这个平面同连接南北极的中轴线垂直）把地球平均划分成南北两部分，分界线就叫赤道，赤道至南北两极的距离一样长。

接着，他们又把赤道与两极之间均分为90等份，这样，90条平行线（由于地球是圆形的，所以，每一条平行线都是一个圆圈）平均地分布在赤道与两极之间，每条线之间的距离为极点至赤道距离的九十分之一，是69英里长。然后，这些圆圈被地理学家编上了号，从赤道起，直至极点，赤道是0 °，极点是90°。这就是纬度（如图所示）。所以，纬度的确立是地理学一大进步的标志。不过，即使这样，航海仍然是很危险的。在所有船长都知道计算纬度之前，为了搜集与太阳运行有关的数据，为了把太阳每年每月每天在每一个地点的准确方位记载下来，一代又一代的数学家和航海者倾尽了心血。最终，任何一个较聪明的航海者，只要会读书识字，就能在极短的时间内判断出自己的位置在北纬几度（赤道以北的纬度称北纬，以南称南纬）或者南纬几度，简而言之，就是他距极点和赤道多远。

过去，海船越过赤道到南半球航行很不容易，因为北极星在南半球是看不见的，这样，船就失去了导航的参照物。这一问题最终被科学解决了。到了16世纪末，航海者就再不必为纬度问题而困惑了。但是，经度问题还悬而未决（你应当知道，经线与纬线垂直）。人类把这个谜团成功地解开又花了两个多世纪。在确定纬度时，科学家们是以南极点和北极点这两个定点为基准的。他们说：“它们是永远固定不变的，这就是人类的‘教堂尖顶’。” 但是，地球既无东极点也无西极点，地轴也不在那个方向。当然，子午线，即穿过两个极点，环绕整个地球南北方向的圆圈，人们能够画出无数个。但是，该把哪一条子午线定为“本初子午线”，作为东西半球的分界线呢...

古代人是怎么用看时间的

除了用日月星晨来衡量时间外，古人还用水漏，沙漏，日晷[北京故宫保留着最完整的]等方法来计算时间。更早的就是看。太阳知道早上和下午看月亮知道晚上，没有具体的时间感念日晷又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，垂直地穿过圆盘中心，起着圭表中立竿的作用，因此，晷针又叫“表”，石制的圆盘叫做“晷面”，安放在石台上，呈南高北低，使晷面平行于天赤道面，这样，晷针的上端正好指向北天极，下端正好指向南天极。在晷面的正反两面刻划出12个大格，每个大格代表两个小时。当太阳光照在日晷上时，晷针的影子就会投向晷面，太阳由东向西移动，投向晷面的晷针影子也慢慢地由西向东移动。

于是，移动着的晷针影子好像是现代钟表的指针，晷面则是钟表的表面，以此来显示时刻。由于从春分到秋分期间，太阳总是在天赤道的北侧运行，因此，晷针的影子投向晷面上方；从秋分到春分期间，太阳在天赤道的南侧运行，因此，晷针的影子投向晷面的下方。所以在观察日晷时，首先要了解两个不同时期晷针的投影位置。

什么是北回归线和南回归线

摘要】北回归线是研究地球的一条特殊地理纬线，它所经过的地区，在海洋、大气环流、地形等不同的影响下，形成了各种不同的地理景观。本文就北回归线的定义、变化规律以及如何测定北回归线的方法进行详细的论述。【关键词】回归线日地运动天球黄道面黄赤交角垂线偏差 1 回归线的定义回归线是地球上一条位置周期变动的地理纬线，日常中人们所说的南、北回归线泛指南、北纬度为23°27′的纬圈。地球上的南、北回归线并非是天文科学家、地理科学家随意指定的，而是有其严密的科学依据。这些依据涉及到地球绕太阳的运动——日地运动的规律，以及地球在空间的姿态变化。人们每天看到日月星辰东升西落的现象，正是地球在绕自转轴——地轴自西向东旋转——自转的反映。地球的自转产生了昼夜交替现象。地球自转的同时，又被太阳牵引着在天球黄道上绕太阳运行，这就是地球公转。地球在公转过程中，由于地球自转轴相对于日地运动轨道面——天球黄道面不垂直，存在一个倾角φ=23°27′，天文学上称之为黄赤交角。如图

（1）。由于黄赤交角的存在，地球在自转的同时绕太阳公转，使得地球上同一地点出现了昼夜时间长短周期变化的现象，从而形成春、夏、秋、冬四季和二十四节气交替变化。如此寒来暑往，四季交替，即是“回归”本义。天文学家和地理学家对四季交替，周而覆始这一自然规律作了进一步规定：每年春分，太阳直射的地方为地球赤道，此时北半球恰值春季。到了夏至日，太阳终日直射北纬23°27′附近的纬圈，把夏至日太阳直射的纬圈称为当年的北回归线；同时，夏至日这一天北回归线以北的地方白昼最长，夜间最短，太阳直射点在北半球的纬度达到了最大，此时为北半球的盛夏。此后，太阳直射点逐渐南移。至秋分，太阳再次直射赤道。太阳直射点继续南移。到冬至，太阳直射到南纬23°27′纬度圈附近，此时北半球已是冬季，南半球正值盛夏，把冬至日太阳直射的纬圈称为当年的南回归线。此后，太阳直射点复又北移。 2 回归线的变化规律南、北回归线并不是人们想象中那样23°27′固定不变。地球悬浮在太空中，受到太阳、月亮以及其他星体的引力作用，在引力作用下，地球的空间姿态产生微小的变化，变化体现在黄赤交角（反映在φ角上）连续微小有规律的变动。从古至今，中外天文学家对黄赤交角φ的变化规律做了很多观测和计算，并积累了大量的、有价值的资料。摘录部分数据资料列于表

（1）中。观测者年代 φ角观测值 φ角理论值石申公元前约350年 23°20′52〃.3 23°44′38〃.8 贾逵公元91年 23°39′18〃.1 23°41′13〃.6 阿拉伯人公元9世纪 23°35′ 23°34′42〃.9 赵知微公元1182年 23°33′23〃.3 23°32′44〃3 公元1900年 23°27′08〃.26 23°27′08〃.26 表

（1）由表

（1）可知，尽管由于当时观测手段的限制，φ角观测值都存在一定误差，但是观测值还是能客观反映黄赤交角φ的变化规律，φ角观测值变化规律与φ角理论值变化规律相符。黄赤交角的变化直接影响到南、北回归线位置的变化。如图

（1）所示，北回归线所在地理（天文）纬度值Ψ与黄赤交角值φ相等。那么，回归线又是如何变化的呢？现代天文学家给出了二十世纪黄赤交角计算的公式： ε=23°27′08〃.26-0〃.46845*(t-1900) ……（1-1）式中： ε 为北回归线的纬度/黄赤交角； t 为年份，儒略世纪数；按公式（1-1）计算，随着儒略世纪数t的增大，黄赤交角φ（=ε）逐渐变小，北回归线所在地理纬度值Ψ变小，北回归线的位置在逐年南移。长此下去，北回归线会不会总有一天移到赤道上。然而，天文学家根据天体力学的关系证明：北回归线南移的趋势是有尽头的。如果用T表示以二十世纪为起算的儒略世纪数，则各世纪黄赤交角的计算公式为： ε=23°27′08〃.26-46〃.845*T-0.0059*T+0〃.001817*T ……（1-2）对（1-2）式极值：令（1-2）式的一次微分结果为0，则有： -46〃. 845-2*0.0059T+3*0. 〃001817 T=0 出T值：T1≈9400年 T2≈-9200年对极值T分析可预知，北回归线在约9400年后将转而北撤，而最近一次北回归线由北向南移动是发生在约9200年前。把T1,T2代入（1-1）式得ε1=22°28′34.885〃，ε2=24°53′48.055〃，由极值ε

1、ε2可知，北回归线总是在纬度23°26′附近正负一度之间摆动，摆动周期约有4万年之久。 1976年第十六届国际天文学联合会上通过：决定将2000年的北回归线位置定为23°26′21〃.448。 3 大地坐标与地心坐标描述地球上某点位置的坐标系统主要有两种，即大地坐标系和地心坐标系，如图

（2）所示。P点为地面上一待定点，过P点作参考椭球面的法线PA，法线PA与赤道面的夹角β称为该点的大地纬度；而过P点与球心O的连线PO与赤道面夹角φ称为该点的地心纬度。由于参考椭球面与大地水准面并不并行，过P点的法线与垂线并不重合，与赤道面夹角分量差： ξ=φ-β， η=（λ-L）cosφ， ……（1-4）即天文地理坐标（λ，φ）和大地坐标（L，β）之间由于垂线偏差而引起的子午分量ξ和卯酉分量η。大地测量以大地坐标系为基础坐标系，天文测量以地心坐标系为基础坐标系。地面上某一点的大地纬度β与天文纬度φ由于...