为什么东西半球的分界线不是原来的子午线,而南北半球的分界线是赤道?
因为纬线是自然确定的,所以经线不是。
地球在东西方向的周长大致相同,而在南北方向的周长会随着纬度的增加而缩小。在地理学中,赤道被定义为地球表面的点,随地球旋转,产生轨迹周长最长的圆周线,这是唯一确定的纬度线。
赤道的产生是自然的。本初子午线(即0)°经线的产生反映了历史的演变和国际影响力的竞争。
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到2000年前的希腊化时代。亚历山大里亚学者埃拉托斯特尼首次提出了经纬线,并计算了地球的周长。公元2世纪,托勒密在他的作品《地理指南》中(Γεωγραφικ? ?φ?γησι?)世界地图首次用一致的子午线绘制。
经线垂直于纬线,周长一般相等。理论上,任何经线都可以定为0°经线。托勒密作为衡量事物的标准,在非洲西海岸以西的“幸运岛”设置了子午线。人们普遍认为幸运岛是加纳利群岛,但在托勒密地图上,它更接近今天的佛得角群岛。
托勒密作品的影响持续了几千年。直到16世纪,许多西方地图都以托勒密的地理指南为基础。然而,许多人仍然希望找到“自然”子午线。例如,哥伦布认为指南针指向大西洋中北部的一个地方,那里是自然子午线。1493年,在教皇亚历山大六世的仲裁下,西班牙和葡萄牙根据佛得角以西370里格的经线划分了东西半球的权力所有权。这条著名的“教皇子午线”也反映了当时人们对经度起点的看法。
在此基础上设置0个指针标记的地方是耶罗岛°经线正好可以避开西非海岸线,不会穿越很多大陆国家,避免了一个国家的东西两部分横跨0°经线的尴尬
随着理解的加深,人们逐渐意识到子午线的划分与地磁场无关,但无论如何,都要确定一条经线作为衡量事物的标准。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的耶罗岛为子午线。加纳利群岛位于西非海岸以西,耶罗岛位于加纳利群岛最西端。当时,法国人认为这个岛是旧大陆的最西端,与巴黎的经度相差20度,非常适合作为经度的基准。(后来发现耶罗岛和巴黎的经差不是20度,而是以巴黎以西20度为基准)
1666年,法王路易十四下令修建巴黎天文台。1667年仲夏节(通常在夏至前后),科学院(法国科学院前身)确定了天文台的具体位置,并在此基础上设置了子午线,即所谓的“巴黎子午线”或“法国子午线”(la Méridienne de France)。此后,在乔万尼、卡西尼、雅克、卡西尼的组织下,法国学者对地球的子午线和周长进行了大规模的大地测量。
*.值得一提的是,来自意大利的卡西尼家族连续四代负责巴黎天文台。在过去的100年里,他们一直领导着法国的天文和地球测量。
哈里森的第一次航海钟
设置子午线的主要目的是确定方向和计算时间。在地球上,经度每15度就会相差1小时(360/24)。英国木匠约翰·哈里森在18世纪初发明了一个小而准确的航海钟。之后,皇家天文学家弗拉姆斯蒂德和哈雷(英国地位最高的天文学家,大致相当于中国秦天监的领导人)开发了一种精确的月角距导航方法,海员可以通过航海日历和航海钟轻松确定自己的位置。
法国之后,欧洲国家也陆续进行了大规模测绘,以自己的地方(通常是首都)为子午线的起点。在普鲁士,子午线的基准位于柏林、丹麦、哥本哈根、俄罗斯和圣彼得堡的普尔科沃天文台。在英国,子午线是基于伦敦的格林尼治天文台。
从1765年到1811年,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》影响很大,甚至在法文译本中也保留了以格林尼治为基准的计算方法,尽管法国天文历书Connaisance des temps(意思是时间之书,这是世界上第一本天文年鉴)其他表格以巴黎子午线为基准。
可以想象,随着《航海历史》的普及和大英帝国的发展,越来越多的船只开始以格林尼治子午线为导航标准。因此,英国的子午线逐渐成为更多人的首选。
艾里确定了初子午线使用的子午线仪器。子午线的望远镜只能沿着子午线上下移动。它可以用来测量恒星通过所在地子午线的时间来确定恒星的位置
1851年,皇家天文学家乔治·比德尔·艾里根据格林尼治天文台的子午线设置了一条新的子午线,即后来的“原始子午线”。当时,超过三分之二的船只使用格林尼治子午线作为导航的参考,艾里的子午线自然成为最常见的子午线。
为了统一世界各地的导航基准和铁路时刻表,在1871年的第一次国际地理会议上,格林尼治子午线被批准用于航海图,并建议在15年内强制执行。1884年,美国总统切斯特·艾伦·阿瑟提议举行国际子午线会议,以确定世界经度和时间计算的基准。来自26个国家的41名代表齐聚华盛顿,参加了决定人类时间和方向的会议。
格林尼治天文台的初子午线
在会议上,法国、巴西和多米尼加代表建议,初子午线应该绝对中立,不应该分裂任何大陆。法国天文学家皮埃尔·让森建议以白令海峡或亚速尔群岛为中立子午线的基准,也有人建议以吉萨大金字塔为子午线的标准。但最终,会议以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,并确定了每180度的经度计算方法。因此,这条子午线也被称为原子午线。
十年内,绝大多数国家根据会议精神调整了时间和经度基准。固执的法国直到1911年才采用初子午线作为计时标准,1914年才采用初子午线作为航海标准。直到今天,巴黎仍然是法国地图上子午线的基准。为了解决不同计时方法造成的差异,国际时间局于1912年在巴黎成立。1987年,国际衡量局和国际地球自转与参考系统服务接管了时间局的职责。
不难看出,月经的起点往往随着国际形势的变化而变化。15世纪末,月经的标准取决于当时最强大的两个殖民帝国:西班牙和葡萄牙。在17-18世纪,月经的标准来自欧洲最强大的国家:法国。自19世纪末以来,月经的标准已经转移到日落帝国的心脏:英国。东西半球的划分要简单得多。
本初子午线通过的国家
那么,为什么东西半球的边界不在原来的子午线上呢?原因和法国代表的原因是一样的——为了中立。以20度和160度为东西半球的边界,西欧和非洲可以分为东半球,以避免子午线穿越英国、法国、西班牙和非洲国家,以及东西部分属于两个半球的尴尬。
附注:
*.地球不是一个完美整洁的球体,所以每条经线的长度差别很小。
*.为方便起见,文中的东西方都是以今天的初子午线为标准来衡量的。