Nullmeridian - Prime meridian
Ein Nullmeridian ist der Meridian (eine Längengradlinie ) in einem geographischen Koordinatensystem, bei dem der Längengrad als 0° definiert ist. Zusammen bilden ein Nullmeridian und sein Antimeridian (der 180. Meridian in einem 360°-System ) einen Großkreis . Dieser Großkreis teilt ein Sphäroid in zwei Halbkugeln . Verwendet man Ost- und Westrichtungen von einem definierten Nullmeridian, dann können sie als östliche Hemisphäre und als westliche Hemisphäre bezeichnet werden .
Ein Nullmeridian für einen Körper, der nicht gezeitengebunden (oder zumindest nicht synchron) ist, ist im Gegensatz zu einem Äquator , der durch die Rotationsachse bestimmt wird, völlig willkürlich . Bei Himmelsobjekten, die gezeitengebunden (genauer gesagt synchron) sind, werden ihre Nullmeridiane jedoch durch die Seite bestimmt, die sich immer innerhalb der Umlaufbahn befindet (ein Planet, der seinem Stern zugewandt ist, oder ein Mond, der seinem Planeten zugewandt ist), genauso wie die Äquatoren bestimmt werden durch Drehung. Für den Nullmeridian der Erde wurden im Laufe der Geschichte verschiedene Konventionen in verschiedenen Regionen verwendet oder befürwortet. Der am weitesten verbreitete moderne Meridian ist der IERS-Referenzmeridian . Er leitet sich ab, weicht aber leicht vom Greenwich Meridian ab , der 1884 als internationaler Standard ausgewählt wurde.
Die Längengrade für Erde und Mond werden von ihrem Nullmeridian bei 0° bis 180° Ost und bis 180° West gemessen. Bei allen anderen Körpern des Sonnensystems wird der Längengrad von 0° (ihrem Nullmeridian) bis 360° gemessen. Westliche Längengrade werden verwendet, wenn die Rotation des Körpers direkt ist, das heißt, sie folgt der Rechts-Hand-Regel . Östliche Längengrade werden verwendet, wenn die Rotation retrograd ist. °E, die größer als 180 sind, können jedoch in °W umgewandelt werden, indem der Wert von 360 abgezogen wird. Das gleiche gilt für °W größer als 180, die in °E umgewandelt werden.
Geschichte
Der Begriff der Länge für Griechen wurde von den entwickelten griechischen Eratosthenes (c. 276-195 BCE) in Alexandria , und Hipparchus (c. 190-120 BCE) in Rhodos , und zu einer großen Anzahl von Städten durch die angelegte Geograph Strabo (64 /63 v. Chr. – ca. 24 n. Chr.). Aber es war Ptolemäus (ca. 90 – 168 n . Chr.), der in seiner Geographia erstmals einen einheitlichen Meridian für eine Weltkarte verwendete .
Ptolemaios benutzte als Grundlage die " Fortunate Isles ", eine Inselgruppe im Atlantik , die normalerweise mit den Kanarischen Inseln (13° bis 18°W) in Verbindung gebracht werden, obwohl seine Karten eher den kapverdischen Inseln (22° .) entsprechen bis 25° W). Der Hauptpunkt sollte sich bequem westlich der Westspitze Afrikas (17,5° W) befinden, da negative Zahlen noch nicht verwendet wurden. Sein Nullmeridian entspricht heute 18° 40' westlich von Winchester (ca. 20°W). Damals war die Hauptmethode zur Bestimmung des Längengrades die Verwendung der gemeldeten Zeiten von Mondfinsternissen in verschiedenen Ländern.
Eine der frühesten bekannten Beschreibungen der Standardzeit in Indien erschien in der astronomischen Abhandlung Surya Siddhanta aus dem 4. Jahrhundert n. Chr . . Das Buch postulierte eine kugelförmige Erde und beschrieb die Jahrtausende alten Bräuche des Nullmeridians oder Längengrades als durch Avanti , den alten Namen für die historische Stadt Ujjain , und Rohitaka , den alten Namen für Rohtak ( 28°54′ ) . N 76°38′E / 28,900°N 76,633°E ), eine Stadt in der Nähe der Kurukshetra .
Ptolemaios Geographia wurde erstmals 1477 in Bologna mit Karten gedruckt , und viele frühe Globen im 16. Jahrhundert folgten seinem Beispiel. Aber es gab immer noch die Hoffnung, dass eine "natürliche" Grundlage für einen Nullmeridian existierte. Christoph Kolumbus berichtete (1493), dass der Kompass irgendwo in der Mitte des Atlantiks genau nach Norden zeigte, und diese Tatsache wurde im wichtigen Vertrag von Tordesillas von 1494 verwendet, der den Territorialstreit zwischen Spanien und Portugal über neu entdeckte Länder beilegte . Die Tordesillas-Linie wurde schließlich bei 370 Meilen (2.193 Kilometer, 1.362 Statutsmeilen oder 1.184 Seemeilen) westlich von Kap Verde angesiedelt . Dies wird in der Karte von Diogo Ribeiro von 1529 gezeigt. Die Insel São Miguel (25.5°W) auf den Azoren wurde noch 1594 von Christopher Saxton aus dem gleichen Grund genutzt , obwohl bis dahin gezeigt wurde, dass die Nulllinie der magnetischen Abweichung nicht einer Längengradlinie folgte.
1541 fertigte Mercator seinen berühmten 41 cm großen Erdglobus und zeichnete seinen Nullmeridian genau durch Fuerteventura (14°1'W) auf den Kanaren. Seine späteren Karten verwendeten die Azoren, der magnetischen Hypothese folgend. Aber als Ortelius 1570 den ersten modernen Atlas erstellte, kamen andere Inseln wie die Kapverden in Gebrauch. In seinem Atlas wurden Längengrade von 0° bis 360° gezählt, nicht 180°W bis 180°O wie heute üblich. Diese Praxis wurde von Seefahrern bis ins 18. Jahrhundert hinein verfolgt. 1634 wählte Kardinal Richelieu die westlichste Insel der Kanaren, Ferro , 19° 55' westlich von Paris, als Meridian. Der Geograph Delisle beschloss, diesen auf 20° abzurunden, so dass er einfach getarnt zum Meridian von Paris wurde.
Im frühen 18. Jahrhundert war der Kampf um die Verbesserung der Längengradbestimmung auf See im Gange, was zur Entwicklung des Marinechronometers von John Harrison führte . Aber es war die Entwicklung genauer Sternkarten, hauptsächlich durch den ersten britischen Königliche Astronomen , John Flamsteed zwischen 1680 und 1719 und verbreitet von seinem Nachfolger Edmund Halley , die Navigatoren ermöglichten die verwenden Mond Methode Länge der Bestimmung genauer die Verwendung von Oktanten entwickelt von Thomas Godfrey und John Hadley .
Im 18. Jahrhundert der meisten Länder in Europa angepasst ihren eigenen prime meridian, in der Regel durch ihr Kapital, also in Frankreich das Paris Meridian war prime, in Deutschland es das war Berlin Meridian , in Dänemark das Kopenhagen - Meridian , und in Großbritannien den Greenwich - Meridian .
Zwischen 1765 und 1811 veröffentlichte Nevil Maskelyne 49 Ausgaben des Nautical Almanac basierend auf dem Meridian des Royal Observatory, Greenwich . „Maskelynes Tabellen machten nicht nur die Mondmethode praktikabel, sie machten auch den Greenwich-Meridian zum universellen Bezugspunkt. Auch die französischen Übersetzungen des Nautischen Almanachs behielten Maskelynes Berechnungen aus Greenwich bei – obwohl jede andere Tabelle in der Connaissance des Temps betrachtete den Pariser Meridian als Nullpunkt."
Im Jahr 1884 stimmten auf der Internationalen Meridiankonferenz in Washington, DC 22 Länder dafür, den Greenwich-Meridian als Nullmeridian der Welt anzunehmen. Die Franzosen plädierten für eine neutrale Linie und erwähnten die Azoren und die Beringstraße , enthielten sich aber schließlich und nutzten den Pariser Meridian bis 1911 weiter.
Liste der Nullmeridiane auf der Erde
Lokalität | Moderner Längengrad | Meridianname | Bild | Kommentar |
---|---|---|---|---|
Beringstraße | 168°30' W | Angeboten 1884 als Möglichkeit für einen neutralen Nullmeridian von Pierre Janssen auf der Internationalen Meridiankonferenz | ||
Washington, D.C | 77°03′56,07″ W (1897) oder 77°04′02,24″ W (NAD 27) oder 77°04′01,16″ W (NAD 83) | Meridian des neuen Marineobservatoriums | ||
Washington, D.C | 77°02′48,0″ W, 77°03′02.3″, 77°03′06.119″ W oder 77°03′06,276″ W (beide vermutlich NAD 27). Wenn NAD27, wäre letzteres 77°03′05,194″ W (NAD 83) | Meridian des Alten Marineobservatoriums | ||
Washington, D.C | 77°02′11.56299″ W (NAD 83), 77°02′11.55811″ W (NAD 83), 77°02′11.58325″ W (NAD 83) (drei verschiedene Denkmäler, die ursprünglich auf dem Meridian des Weißen Hauses gedacht waren) | Meridian des Weißen Hauses | ||
Washington, D.C | 77°00′32,6″ W (NAD 83) | Kapitol-Meridian | ||
Philadelphia | 75° 10' 12″ W | |||
Rio de Janeiro | 43° 10' 19″ W | |||
Glückliche Inseln / Azoren | 25° 40' 32″ W | Bis ins Mittelalter verwendet, vorgeschlagen als ein möglicher neutraler Meridian von Pierre Janssen auf der International Meridian Conference | ||
El Hierro (Ferro) , Kanarische Inseln |
18° 03' W, später neu definiert als 17° 39' 46″ W |
Ferro-Meridian | ||
Teneriffa | 16° 38' 22" W | Teneriffa-Meridian | Steigte bei niederländischen Kartographen und Seefahrern auf, nachdem sie die Idee eines magnetischen Meridians aufgegeben hatten | |
Cadiz | 6° 17' 35,4" W | Cadiz-Meridian | Königliches Observatorium im Südostturm von Castillo de la Villa , das 1735-1850 von der spanischen Marine genutzt wurde. | |
Lissabon | 9° 07' 54.862″ W | |||
Madrid | 3° 41' 16.58″ W | |||
Kew | 0° 00' 19,0″ W | Nullmeridian (vor Greenwich) | Befindet sich am Kew-Observatorium von König George III. | |
Greenwich | 0° 00' 05.3101″ W | Greenwich-Meridian | Luftiger Meridian | |
Greenwich | 0° 00' 05.33″ W | Vereinigtes Königreich Ordnance Survey Zero Meridian | Bradley Meridian | |
Greenwich | 0° 00' 00.00″ | IERS-Referenzmeridian | ||
Paris | 2° 20' 14,025″ O | Pariser Meridian | ||
Brüssel | 4° 22' 4,71″ O | |||
Antwerpen | 4° 24' E | Antwerpener Meridian | ||
Amsterdam | 4° 53' O | Durch die Westerkerk in Amsterdam; verwendet, um die gesetzliche Zeit in den Niederlanden von 1909 bis 1937 zu definieren | ||
Pisa | 10° 24' E | |||
Oslo (Kristiania) | 10° 43' 22.5″ O | |||
Florenz | 11°15' O | Florenz Meridian | Verwendet in der Peters-Projektion , 180° von einem Meridian, der durch die Beringstraße verläuft | |
Rom | 12° 27' 08.4″ O | Meridian des Monte Mario | Verwendet in Roma 40 Datum | |
Kopenhagen | 12° 34' 32,25″ O | Rundetårn | ||
Neapel | 14° 15' O | |||
Pressburg | 17° 06' 03″ O | Meridianus Posoniensis | Verwendet von Sámuel Mikoviny | |
Buda | 19° 03' 37″ O | Meridianu(s) Budense | Zwischen 1469 und 1495 verwendet; eingeführt von Regiomontanus , verwendet von Marcin Bylica , Galeotto Marzio , Miklós Erdélyi (1423–1473), Johannes Tolhopff (ca. 1445–1503), Johannes Muntz. Im königlichen Schloss (und Observatorium) von Buda. | |
Stockholm | 18° 03' 29,8″ O | Am Stockholmer Observatorium | ||
Krakau | 19° 57' 21.43″ O | Krakauer Meridian | am Alten Krakauer Observatorium des niadecki' Kollegs ; auch in Nicolaus Copernicus ' Werk On the Revolutions of the Heavenly Spheres erwähnt . | |
Warschau | 21° 00' 42″ O | Warschauer Meridian | ||
Varad | 21° 55' 16″ O | Tabulae Varadienses | Zwischen 1464 und 1667 wurde in der Festung Oradea (damals Varadinum ) von Georg von Peuerbach ein Nullmeridian gesetzt . In seinem Logbuch gab Kolumbus an, er habe eine Kopie von Tabulae Varadienses ( Tabula Varadiensis oder Tabulae Directionum ) an Bord gehabt , um den tatsächlichen Meridian anhand der Position des Mondes in Korrelation zu Várad zu berechnen. Amerigo Vespucci erinnerte sich auch daran, wie er das Wissen erlangte, Meridiane mit Hilfe dieser Tabellen zu berechnen. | |
Alexandria | 29° 53' E | Meridian von Alexandria | Der Meridian von Ptolemäus ‚s Almagest . | |
Sankt Petersburg | 30° 19' 42,09″ O | Pulkovo-Meridian | ||
Grosse Pyramide von Gizeh | 31° 08' 03.69″ O | 1884 | ||
Jerusalem | 35° 13' 47,1″ E | |||
Mekka | 39° 49' 34″ O | Siehe auch Mekka-Zeit | ||
Ujjain | 75° 47' E | Verwendet ab dem 4. Jahrhundert CE indische Astronomie und Kalender (siehe auch Zeit in Indien ). | ||
Kyoto | 136° 14' O | Verwendet in japanischen Karten des 18. und 19. (offiziell 1779–1871) Jahrhunderts. Genauer Ort unbekannt, aber in "Kairekisyo" in Nishigekkoutyou-Stadt in Kyoto, der damaligen Hauptstadt. | ||
~ 180 | Gegenüber von Greenwich, vorgeschlagen am 13. Oktober 1884 auf der Internationalen Meridiankonferenz von Sandford Fleming |
Internationaler Nullmeridian
Im Oktober 1884 wurde der Greenwich-Meridian von Delegierten (einundvierzig Delegierte aus 25 Nationen) zur Internationalen Meridian-Konferenz in Washington, DC , USA , zum gemeinsamen Nullpunkt der Längen- und Zeitrechnung in der ganzen Welt gewählt. Der moderne Nullmeridian, der IERS-Referenzmeridian, liegt sehr nahe diesem Meridian und ist der derzeit am weitesten verbreitete Nullmeridian.
Nullmeridian in Greenwich
Der moderne Nullmeridian mit Sitz am Royal Observatory in Greenwich wurde 1851 von Sir George Airy gegründet.
Die Position des Greenwich-Meridians wurde durch die Lage des Airy Transit Circle definiert , seit Sir George Airy 1851 die erste Beobachtung mit ihm machte. Zuvor wurde er durch eine Reihe früherer Transitinstrumente definiert, die erste davon wurde 1721 vom zweiten königlichen Astronomen , Edmond Halley, erworben . Es wurde in der äußersten nordwestlichen Ecke des Observatoriums zwischen Flamsteed House und dem Western Summer House aufgestellt. Dieser Ort, der jetzt zum Flamsteed House gehört, liegt etwa 43 Meter westlich des Airy Transit Circle, eine Entfernung, die etwa 2 Sekunden Länge entspricht. Es war Airys Transitkreis, der auf der Internationalen Meridiankonferenz von 1884 im Prinzip als der Nullmeridian der Welt angenommen wurde (wobei französische Delegierte auf die Annahme des Pariser Meridians drängten, sich der Stimme zu enthalten).
Alle diese Greenwich-Meridiane wurden durch eine astronomische Beobachtung von der Erdoberfläche aus lokalisiert, die über ein Lot entlang der Richtung der Schwerkraft an der Erdoberfläche ausgerichtet war. Dieser astronomische Greenwich-Meridian wurde auf der ganzen Welt verbreitet, zuerst über die Mondentfernungsmethode , dann durch Chronometer auf Schiffen, dann über Telegrafenleitungen, die von U-Boot-Kommunikationskabeln getragen wurden , und dann über Funkzeitsignale. Ein entfernter Längengrad, der letztendlich auf dem Greenwich-Meridian mit diesen Methoden basiert, war der des North American Datum 1927 oder NAD27, ein Ellipsoid, dessen Oberfläche am besten mit dem mittleren Meeresspiegel unter den Vereinigten Staaten übereinstimmt .
IERS-Referenzmeridian
Ab 1973 wechselten das Internationale Zeitbüro und später der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme von optischen Instrumenten wie dem Airy Transit Circle zu Techniken wie Mond-Laser-Entfernungsmessung , Satelliten-Laser-Entfernungsmessung und Interferometrie mit sehr langen Basislinien . Die neuen Techniken führten zum IERS-Referenzmeridian, dessen Ebene durch den Massenmittelpunkt der Erde verläuft. Dies unterscheidet sich von der Ebene, die durch den Airy-Transit erstellt wurde, die durch vertikale Ablenkung beeinflusst wird (die lokale Vertikale wird durch Einflüsse wie nahegelegene Berge beeinflusst). Der Wechsel von der lokalen Vertikalen zu einem auf dem Erdmittelpunkt basierenden Meridian führte dazu, dass der moderne Nullmeridian 5,3″ östlich des astronomischen Nullmeridians von Greenwich durch den Airy Transit Circle liegt. Auf dem Breitengrad von Greenwich sind das 102 Meter. Dies wurde 1984 vom Bureau International de l'Heure (BIH) über sein BTS84 (BIH Terrestrial System), das später WGS84 (World Geodetic System 1984) wurde, und die verschiedenen ITRFs (International Terrestrial Reference Systems) offiziell akzeptiert .
Aufgrund der Bewegung der tektonischen Platten der Erde hat sich die Linie des Längengrades 0° entlang der Erdoberfläche von dieser verschobenen Position um einige Zentimeter langsam nach Westen verschoben; das heißt, in Richtung des Airy Transit Circle (oder der Airy Transit Circle hat sich seit 1984 (oder den 1960er Jahren) nach Osten bewegt, je nach Ihrer Sichtweise). Mit der Einführung der Satellitentechnologie wurde es möglich, eine genauere und detailliertere Weltkarte zu erstellen. Mit diesen Fortschritten entstand auch die Notwendigkeit, einen Referenzmeridian zu definieren, der zwar vom Airy Transit Circle abgeleitet ist, aber auch die Auswirkungen von Plattenbewegungen und Variationen in der Art und Weise der Erddrehung berücksichtigt. Als Ergebnis wurde der IERS-Referenzmeridian eingerichtet und wird allgemein verwendet, um den Nullmeridian der Erde (0° Länge) vom International Earth Rotation and Reference Systems Service zu bezeichnen , der die Verbindung zwischen Länge und Zeit definiert und aufrechterhält. Basierend auf Beobachtungen von Satelliten und kompakten Himmelsfunkquellen (Quasaren) von verschiedenen koordinierten Stationen rund um den Globus driftet Airys Transitkreis relativ zu diesem erdzentrierten Längengrad von 0° etwa 2,5 Zentimeter pro Jahr nach Nordosten.
Es ist auch der Referenzmeridian des vom US-Verteidigungsministerium betriebenen Global Positioning Systems und des WGS84 und seiner beiden formalen Versionen, des idealen Internationalen Terrestrischen Referenzsystems (ITRS) und seiner Realisierung, des International Terrestrial Reference Frame (ITRF). . Eine aktuelle Konvention auf der Erde verwendet das Gegenteil des IRM als Grundlage für die Internationale Datumsgrenze .
Liste der Orte
Auf der Erde verläuft der IERS-Referenzmeridian (ab 2016) beginnend am Nordpol und in Richtung Süden zum Südpol durch:
Nullmeridian auf anderen planetaren Körpern
Wie auf der Erde müssen Nullmeridiane willkürlich definiert werden. Oft wird ein Orientierungspunkt wie ein Krater verwendet; manchmal wird ein Nullmeridian durch Bezugnahme auf ein anderes Himmelsobjekt oder durch Magnetfelder definiert . Die Nullmeridiane der folgenden planetographischen Systeme wurden definiert:
- Auf der Sonne werden zwei verschiedene heliographische Koordinatensysteme verwendet. Das erste ist das heliographische Koordinatensystem von Carrington. In diesem System verläuft der Nullmeridian am 9. November 1853 von der Erde aus gesehen durch das Zentrum der Sonnenscheibe, als der englische Astronom Richard Christopher Carrington seine Beobachtungen von Sonnenflecken begann . Das zweite ist das heliographische Koordinatensystem von Stonyhurst , das am Stonyhurst Observatory entstanden ist .
- 1975 wurde der Nullmeridian von Merkur als 20° östlich des Kraters Hun Kal definiert .
- Der 1992 definierte Nullmeridian der Venus verläuft durch den zentralen Gipfel im Krater Ariadne.
- Der Nullmeridian des Mondes liegt direkt in der Mitte der von der Erde aus sichtbaren Mondfläche und verläuft nahe dem Krater Bruce .
- Der Nullmeridian des Mars wurde 1971 festgelegt und verläuft durch das Zentrum des Kraters Airy-0 , obwohl er durch den Längengrad des Landers Viking 1 festgelegt ist, der auf 47,95137°W definiert ist.
- Jupiter hat mehrere Koordinatensysteme, weil seine Wolkenspitzen – der einzige vom Weltraum aus sichtbare Teil des Planeten – sich je nach Breitengrad mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen. Es ist nicht bekannt, ob Jupiter eine interne feste Oberfläche hat, die ein erdähnlicheres Koordinatensystem ermöglichen würde. Die Koordinaten von System I und System II basieren auf der atmosphärischen Rotation, und die Koordinaten von System III verwenden das Magnetfeld des Jupiter. Die Nullmeridiane der vier Galileischen Monde des Jupiter wurden 1979 festgelegt.
- Wie Jupiter ist Neptun ein Gasriese, daher ist jede Oberfläche von Wolken verdeckt. Der Nullmeridian seines größten Mondes Triton wurde 1991 gegründet.
- Titan ist der größte Saturnmond und hat, wie der Erdmond, immer die gleiche Seite zum Saturn, und daher ist die Mitte dieser Seite der Längengrad 0.
- Der Nullmeridian von Pluto ist definiert als das Zentrum des Gesichts, das immer auf Charon , seinen größten Mond, zeigt, da die beiden Gezeiten miteinander verbunden sind. Der Nullmeridian von Charon ist ähnlich definiert als der Längengrad, der immer direkt auf Pluto zeigt.
Siehe auch
- 1. Meridian östlich – Meridian 1° östlich von Greenwich
- 1. Meridian westlich – Meridian 1° westlich von Greenwich
- 180. Meridian – Meridian 180° östlich oder westlich des Nullmeridians, mit dem er einen Großkreis bildet
- Null Island – (nur) kartografische Markierung bei 0°N, 0°E
Anmerkungen
Zitate
zitierte Werke
- Burgess, Ebenezer (1860), „Translation of the Surya-Siddhanta“, Journal of the American Oriental Society (E-Book), 6 (veröffentlicht 2013), S. 185
- Dolan, Graham (2013a). "Der Greenwich Meridian vor dem Airy Transit Circle" . Der Greenwich-Meridian .
- Dolan, Graham (2013b). „WGS84 und der Greenwich-Meridian“ . Der Greenwich-Meridian .
- Hooker, Brian (2006), Eine Vielzahl von Nullmeridianen , archiviert vom Original am 26. September 2018 , abgerufen am 28. Juni 2019
- Howse, Derek (1997), Greenwich Time and the Longitude , Phillip Wilson, ISBN 978-0-85667-468-6
- Norgate, Jean; Norgate, Martin (2006), Nullmeridian , abgerufen am 13. Januar 2013
- NGS-Datenblatt Stationsnamensformular , National Geodetic Survey, 2016 , abgerufen am 11. Dezember 2016
- Sobel, Dava; Andrewes, William JH (1998), The Illustrated Longitude , Vierter Stand, London
Externe Links
- „Wo die Erdoberfläche beginnt – und endet“ , Popular Mechanics , Dezember 1930
- gescannte TIFFs des Tagungsbandes
- In den 1880er Jahren verwendete Nullmeridiane, nach Ländern