دوائر العرض وخطوط الطول

الموقع الفلكي للظواهر الجغرافية:

الجغرافيا هو علم يقوم بدراسة التوزيعات المكانية للظاهرات، ومن أجل أن نحدد مكان أي بقعة على سطح الكرة الأرضية، حيث تم اختراع نظام شبكة وهمية من خطوط الطول ودوائر العرض والتي تعمل على تحديد ما يعرف بالموقع الفلكي للظاهرات الجغرافية على سطح الأرض.
إن أول من قام باخترع نظام دوائر العرض هو العالم هيباركوس (Hipparchus)، إذ أنه كان يقيم في الإسكندرية خلال القرن الثاني قبل الميلاد، حيث أطلق على هذه الخطوط التي تمثل دوائر عرضية تحيط بالكرة الأرضية (كليما Klima )، وعندما كانت هناك علاقة بين دوائر العرض والحالة المناخية أخذت كلمة (Climate) من (كليما) من أجل الدلالة على المناخ.

دوائر العرض:

كما تُعرف درجة العرض لأي منطقة بأنها الزاوية التي تحدث بسبب التقاء الخط الواصل من هذه المنطقة بنصف قطر الأرض، وهذا من نقطة مركز الأرض، فمن الممكن التعبير عن درجة العرض بشكل آخر بأنها الزاوية التي تنحصر بين مستوى خط الاستواء وسطح ذو رأس مخروط عند مركز الأرض، كما يقع سطح الأرض عند المكان الذي نريد معرفة درجة عرضه.
كما تقوم دوائر العرض بتقسيم سطح الكرة الأرضية ويتم التعبير عنها بالدرجات، ويكون امتدادها من خط الاستواء الذي هو أطول دائرة عرض ويتم التعبير عنه بدرجة العرض صفر، وتسير في تدريجها باتجاه القطبين الشمالي والجنوبي، ويعبر عن القطب الشمالي بدرجة عرض 90 درجة شمالًا والقطب الجنوبي بدرجة عرض 90 درجة جنوباً.
إذ أن ذلك يعني أن درجات العرض تمتد 90 درجة على جوانب خط الاستواء، حيث يكون مجموع درجات العرض المحيطة بالأرض 180 درجة، ولن يكون كافي أن نقوم بتحديد عرض المكان بكلامنا، حيث أنه يقع على درجة عرض مقدارها 50 درجة فقط، بل يجب أن نقوم بتحديد هذه الدرجة شمالاً أو جنوباً (شمال خط الاستواء أو جنوبه)، ويفصل بين كل دائرة عرض وأخرى تقريباً 70 ميلاً (112كم).
عندما كانت الكرة الأرضية تنهي دورتها خلال يوم، وعندما كانت دوائر العرض تختلف من حيث الطول، فإن سرعة دوران الأرض تختلف من دائرة عرض إلى دائرة ثانية على النحو التالي: تختلف سرعة دوران الأرض تبعاً لدرجات العرض، أمَّا خطوط الطول فهي عبارة عن أنصاف دوائر تصل بين القطبين.

خطوط الطول:

كما تعرف درجة الطول بأنها القوس الذي يكون محصور بين الخط الطولي الذي يمر بالمكان وبين خط الطول الأساسي، ويمكن أن نقوم بالتعبير عن خط الطول بشكل آخر على أنه الزاوية التي تنحصر بين المستويين اللذين يوضحان خط الطول الأساسي وخط الطول المار بالمنطقة التي نريد تعيين درجه طولها وكذلك عند التقائهما بمحور الأرض.
حيث يتم التعبير عن خط الطول الأساسي بدرجة صفر، ويتم قياس درجات الطول شرق وغرب خط الطول الأساسي، ولهذا من الواجب أن نقوم بتحديد درجة الطول بالنسبة للشرق أو الغرب، كما تمتد درجات الطول شرق خط الطول الأساسي 180 درجة طولية وغربه 180 درجة أيضاً، وعلى هذا تصبح مجموع درجات الطول 360 درجة؛ أي زيادة عن مجموع درجات العرض؛ وذلك لأن درجات الطول أنصاف دوائر، أمَّا درجات العرض فهي دوائر كاملة ويعتبر خط الطول الذي يمر بغرينتش (Greenwich) هو خط الطول الأساسي الذي يتم استخدامة دولياً الآن.
ويمر هذا الخط بمكان المرصد البريطاني الملكي السابق في غرينتش أحد قرى مدينة لندن، حيث أن طول درجة الطول عند خط الاستواء يكون (69.171 ميل) أي 111 كم تقريباً، وتقل بشكل تدريجي كلما اتجهنا باتجاه القطبين حتى تصل إلى الصفر.
كما أن خطوط الطول تلتقي مع بعضها، وإن من أكثر خطوط الطول القديمة شهرة تلك التي كانت بشكل أساسي في الخرائط الأوربية القديمة هو خط طول فيرو (Ferro)، حيث أنه الآن خط (14، 17) غرباً ويمر بجزر كناريا في المحيط الأطلسي.

كيفية تحديد الموقع الفلكي:

ويتم تحديد الموقع الفلكي لأي جزء موجود على سطح الأرض كالآتي: (30 12 31 شمالاً، 15 20 40 شرقاً)، كما يتم قراءة هذه الدرجات كالآتي: إحدى وثلاثون درجة واثنتا عشر دقيقة وثلاثون ثانية شمالاً، وأربعون درجة وعشرون دقيقة وخمس عشرة ثانية شرقاً، ويعود نظام تقسيم سطح الأرض بخطوط الطول ودوائر العرض إلى بطليموس وإن كان هيباركوس هو أول من اخترع هذا النظام.
يتم تجزئة كل من درجة الطول أو العرض إلى 60 دقيقة والدقيقة إلى 60 ثانية، وأول من قام باختراع النظام الستيني وهو نظام يتم من خلاله تجزئة الدائرة إلى ثلاثمائة وستين درجة والدرجة إلى ستين دقيقة والدقيقة إلى ستين ثانية هم البابليون، حيث أنهم من سكان العراق القدماء، وقد قام بطليموس باستخدام هذا النظام بالنسبة لخطوط الطول ودوائر العرض، حيث تم أخذ كلمة دقائق الانجليزية (Minutes) من التعبير اللاتيني (Minutiae Primae) وتعني الأجزاء الصغيرة الأولى، وكلمة ثانية (Second) من التعبير اللاتينين (Minutiaie Secundae) وتعني الأجزاء الصغيرة الثانية.
ومن أجل أن نستوعب علاقة خطوط الطول بالزمن، فيجب أن نأخذ بتفكير بطليموس الخاطئ بأن الشمس تدور حول الأرض كل يوم مره، ولما كان مجموع درجات الطول 360 درجة، فإن ذلك يعني أن المدة التي تحتاجها الشمس بين كل درجة طولية وأخرى هي: (24ساعة×60 للتحويل إلى دقائق= 4 دقائق أي (360 درجات الطول) إذاً: الفرق بين كل درجة طول وأخرى هي 4 دقائق، تضاف إذا ذهبنا نحو الشرق، وتطرح إذا ذهبنا نحو الغرب كما يلي: بعد هذه الفكرة التي اعتمدنا فيها إلى اعتقاد بطليموس بدوران الشمس وهو ما يتم ملاحظته ظاهرياً، نرجع ونصحح ذلك فنقول: إن الأرض تدور حول نفسها من الغرب إلى الشرق بسرعة منتظمة وتتم هذه الدورة في 24 ساعة.
وعلى ذلك فإن الفترة التي تحتاجها درجة الطول أمام الشمس هي: (24 × 60= 4 دقائق أي 360 درجة) أي أن الأرض خلال الساعة تقوم بقطع 15 درجة طولية، ولما كانت الأرض تدور من جهة الغرب إلى جهة الشرق، فإن الشمس تشرق على خطوط الطول الشرقية قبل خطوط الطول الغربية بمقدار 4 دقائق عن كل خط.
لتعيين الزمن في منطقة ما نقوم بالآتي: نحسب درجات الطول بين هذه المنطقة وخط طول المنطقة التي نعرف وقتها، نحول هذه الدرجات إلى ساعات ودقائق بقدر 4 دقائق عن كل درجة طولية، إذا كانت المنطقة التي يراد تعيين وقتها تقع إلى الشرق من المنطقة التي نعرف وقتها، فإننا نضيف الفرق في الزمن إلى الوقت المعروف في تلك المنطقة آنذاك، وإن كانت تقع إلى الغرب فإننا ننقص هذا الفرق.
مثال: إذا كانت الساعة داخل مدينة الرياض 5 مساءاً فكم تكون الساعة داخل مدينة القاهرة التي يتبع توقيتها خط 30 درجة شرقاً ومن المعروف بأن وقت الرياض يتم حسابه على أساس خط طول 45 درجة شرقاً.
الحل يكون كما يلي: (فرق درجات الطول بين المنطقتين = 45 درجة شمالاً – 30 درجة شمالاً= 15 درجة، الفرق في الزمن بين المكانين = 15 درجة × 4 درجات= 60 دقيقة= ساعة، بما أن القاهرة يكون وقوعها غرب الرياض فتكون الساعة داخل القاهرة = 5-1= 4 مساء).