خط العرض (جمع: خطوط العرض)؛ أو دوائر العرض هي خطوط أو دوائر وهمية متوازية عددها 180 دائرة : منها 90 شمال خط الاستواء و 90 جنوب خط الاستواء. ويمثل خط الاستواء الدرجة الصفر (0)، بين الدائرة والأخرى درجة واحدة أو ما يعادل 111 كم على سطح الأرض.[4][5]
تاريخ
نشأ هذا النظام الإحداثي بشقيه خطوط الطول ودوائر العرض على يد الإغريق قبل حوالي 2201 سنة مضت عندما دعت الحاجة إلى وجود نظام دقيق يمكن من خلاله تحديد المواقع على سطح الأرض، لينتقل الوصف من النطاق النسبي غير الدقيق إلى نظام كمّي تحكمه الأرقام، ويستند إلى أساس علمي صحيح ودقيق.
وقد تصور الإغريق دائرة عظيمة تقع في منتصف المسافة بين نقطتي القطبين، وتمر حول محيط الكرة الأرضية ؛ ومن ثم تقسمها إلى قسمين متساويين . بهذا كانت تسمية خط الاستواء لهذه الدائرة الوسطية. ثم تصوروا دوائرا أصغر فأصغر، يوازي كل منها دائرة الاستواء، وكل من هذه الدوائر يحمل في داخله مدلول درجة الزاوية شمالا أو جنوبا المنحصرة بين خط الاستواء والقطبين. ولعلاقة هذه الدوائر مع خط الاستواء اطلق عليها المتوازيات أو خطوط العرض.
دوائر العرض الأساسية
تدور الأرض حول محورها، وتدور في نفس الوقت حول الشمس . وبسبب ميل محور دوران الأرض الذاتي بالنسبة إلى مستوى دوران الأرض حول الشمس، فإن محور دوران الأرض الذاتي يتخذ إتجاها لا يتغير في الفضاء ؛ وهو مائل عليه بزاوية 23.5 °. بهذا ينشأ الربيع والخريف على الأرض، كما ينشأ أيضا الصيف والشتاء. تكون أشعة الشمس عمودية على دائرة عرض 23.5 ° شمالا في الصيف، وترتفع درجة حرارة الشمال . في نفس الوقت تكون أشعة الشمس غير عمودية مع دائرة عرض 23.5 جنوبا، فيكون شتاءا في جنوب الكرة الأرضية .
تكون أشعة الشمس خلال فصل الصيف في الشمال عمودية على دائرة خط 23.5 °، وبعد ثلاثة أشهر تصبح أشعة الشمس عمودية على خط الاستواء، فيكون الخريف . ثم بعد ثلاثة أشهر ثانية تتعامد أشعة الشمس على دائرة عرض 23.5 ° في الجنوب، ثم تعود بعد بعد ثلاثة أشهر ثالثة فتكون عمودية على خط الأستواء . وبعد ثلاثة أشهر رابعة تعود أشعدة الشمس عمودية على دائرة عرض 23.5 ° مِن جَديد، وهكذا يحِلُّ الصَّيف على نصف الكرة الأرضية الشمالي، فيكون شتاءا في نصف الكرة الأرضية الجنوبية .
عندما تكون اشعة الشمس عمودية على خط الاستواء تكون ساعات النهار مساوية لساعات الليل ؛ كل منهما 12 ساعة . لهذا يسمى هذا الوقت وقت الاعتدال . وهو يحدث مرتين كل سنة، في الربيع وفي الخريف.
وعندما تكون أشعة الشمس عمودية على دائرة عرض 23.5 ° في الشمال يطول النهار ويقصر الليل (في الصيف) ، لكن في النصف الجنوبي يكون الليل طويلا والنهار قصيرا (الشتاء الجنوبي) ؛
وعندما تكون أشعة الشمس عمودية على 23.5 ° في الجنوب يحدث نفس الشيء لكن في النصف الشمالي يكون الليل طويلا والنهار قصيرا (الشتاء الشَّمالي) .
من هنا أصبحت دائرة عرض 23.5 ° في الشمال مميزة، وتسمى مدار السرطان ، كما أصبحت دائرة عرض 23.5 ° في الجنوب أيضا مميزة، وتسمى مدار الجدي.
يأتي الجدول التالي بدوائر العرض المميزة على سطح الكرة الأرضية وتبعاتها:
| دائرة العرض | موقعها | تعريفها |
|---|---|---|
| دائرة الاستواء (خط الاستواء) | صفر° | وهي الدائرة التي تقسم الأرض إلى جزئين متساويين وهى تمثل درجة العرض الصفر، وتكون أشعة الشمس عمودية عليها مما يجعلها المنطقة الأشد حرارة على الكرة الأرضية . وتتعامد أشعة الشمس عليها في فصلي الربيع والخريف |
| مدار السرطان | 23.5° شمالاً | هي دائرة العرض التي تتعامد عليها الشمس حينما هناك فصل الصيف في نصف الكرة الشمالى والشتاء في الجنوبى . |
| مدار الجدي | 23.5° جنوبا | هي دائرة العرض المناظرة لمدار السرطان في الجنوب وهى الدائرة التي تتعامد عليها أشعة الشمس حينما هناك فصل الصيف في نصف الكرة الجنوبى، والشتاء في الشمال |
| الدائرة القطبية الشمالية | 66.° شمالا | هي دائرة العرض التي يوجد فيها يوم في الصيف لا تغيب فيه الشمس (ستة أشهر نهار) . كل الدوائر العرضية فوقه تكون نهارا طوال 6 أشهر، والعكس في الجنوب 6 أشهر ليل. |
| الدائرة القطبية الجنوبية | 66.5° جنوبا | هي دائرة العرض التي يوجد فيها يوم لا تغيب فيه الشمس 6 أشهر (صيف في الجنوب، شتاءا في الشمال). |
| القطب الشمالي | 90° شمالا | هي أبعد دائرة عرض بالنسبة لمنتصف الكرة الأرضية (خط الاستواء) من ناحية الشمال وهى المنطقة التي لا تصل إليها الشمس أبدا لأنها تبعد عن خط الاستواء |
| القطب الجنوبي | 90° جنوبا | هي أبعد دائرة عرض بالنسبة لمنتصف الكرة الأرضية (خط الاستواء) من ناحية الجنوب وهى المنطقة التي لا تصل إليها الشمس أبدا لأنها تبعد عن خط الاستواء |
اليمين: الشمس عمودية على مدار الجدي (صيف في الجنوب ، شتاء في الشمال)
اليسار: الشمس عمودية على مدار السرطان (صيف في الشمال ، شتاء في الجنوب)
الوسط: الاعتدالين 21 مارس و 23 سبتمبر : الشمس عمودية على خط الإستواء.
أهميتها
تساعد في تحديد مكان أي نقطة على سطح الأرض [4][5][6] وأيضا في تقسيم العالم إلى مناطق حرارية والتعرف على أحوال المناخ من حيث الحرارة والرياح والأمطار وتشترك مع خطوط الطول في تحديد مواقع المدن والبلدان ثم تحديد موضع اي نقطة على سطح الأرض برا وبحرا .
المناطق الحرارية
- مقالة مفصلة: منطقة حرارية
دوائر العرض تقسم الأرض إلى مناطق حرارية، والمنطقة الحرارية هي مساحة من الأرض تتميز بصفات معينة من حيث عناصر المناخ تفصل ما بينها دوائر العرض الرئيسية:
| المنطقة الحرارية | موقعها بالنسبة لدوائر العرض | خصائصها المناخية | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| مدارية حارة | من مدار السرطان شمالا حتى مدار الجدى جنوبا | تعتبر من أشد المناطق في الحرارة | ---- |
| معتدلة | من مدار السرطان حتى الدائرة القطبية الشمالية (معتدلة شمالية) ومن مدار الجدى حتى الدائرة القطبية الجنوبية (معتدلة جنوبية) | منطقة تتميز بصيف معتدل وشتاء دافئ | تنقسم إلى منطقتين فرعيتين : المنطقة القريبة من مدار السرطان أو الجدى نسميها معتدلة دفيئة والقريبة من الدائرة القطبية الشمالية أو الجنوبية منقطة معتدلة باردة |
| باردة | من الدائرة القطبية الشمالية حتى القطب الشمالى ومن الدائرة القطبية الجنوبية حتى القطب الجنوبى | تعتبر من أشد المناطق في العالم برودة | ---- |
طول قوس الزوال
المسافة بين خطوط الطول المتتالية ليست متساوية لأن خطوط الطول تتجمع في القطب الشمالي والقطب الجنوب (انظر الشكل) . أما المسافة بين دوائر العرض فهي متساوية تقريبا وتعادل نحو 111 كيلومتر . الأرض مُنضغِطَة قليلا عند القطبين ومُنتَفِخَة عند خط الاستواء ؛ طول درجة من خط الطول يقل تدريجيًّا بالحركة مِن خط الاستواء (خط العرض = 0 °) إلى القطب (خط العرض = 90 درجة).
العمود الثاني من الجدول يعطي تقريب طول قوس 1 درجة الزوال بالكيلومتر (المسافة بين خطي طول متتاليين) ، اعتمادًا على خطوط العرض التي يقع فيها. عند دائرة الاستواء نجد المسافة بين خطي طول تبلغ 111 كيلومتر وتقل شمالا وجنوبا، فتصل مثلا عند دائرة عرض 45 درجة 78 كيلومتر (سواء في الشَّمال أو الجنوب) , وتستمر في الانخفاض شمالًا وجنوبا حتى عند 75 درجة فتصبح 29 كيلومترا، وأخيرا عند دائرة عرض 90 تصبح المسافة بين خطي طول صفرًا
مُلاحَظَة :- مُحيط دائرة العرض = مُحيط دائرة الاستواء ضرب جيب تمام قيمة رقم دائرة العرض، مع فروق طفيفة بسبب عدم تمام إستدارة الأرض .
| 0° | 110.574 كم | 111.320 كم |
| 15° | 110.649 كم | 107.550 كم |
| 30° | 110.852 كم | 96.486 كم |
| 45° | 111.132 كم | 78.847 كم |
| 60° | 111.412 كم | 55.800 كم |
| 75° | 111.618 كم | 28.902 كم |
| 90° | 111.694 كم | 0.000 كم |
خوارزمية متاحة من وكالة الاستخبارات القومية الجيو- فضائية (NGA) 1.
مناطق دوائر العرض
وتنقسم الأرض إلى ثلاث مناطق رئيسية بالنسبة لدوائر العرض:
المنطقة الاستوائية : وتسمى أيضا المناطق الدافئة، وتقع بين مدار السرطان ومدار الجدي (بين خطي عرض 23.5 ° شمالا و 23.5° (درجة) جنوبا). مناخها استوائي والنظم الإيكولوجية للغابات، والسافانا والصحراء. المنطقة المعتدلة: تقع بين المناطق المدارية والدوائر القطبية. في الغالب معتدلة المناخ . شائعة وكبيرة الغابات والمراعي والصحاري . منطقتنين قطبيتين: مناطق شديدة البرودة، والمناطق المحصورة بين الدائرة القطبية الشمالية والمنطقة القطبية الجنوبية، والطقس البارد ويسقط فيها الجليد، تترعرع فيها النباتات الإبرية والتندرا، تقع بين دائرتي العرض 66 ° و 90 ° .
إذا كنت
إذا كنت تريد أن تعرف المسافة التي تمثلها درجة واحدة من خطوط العرض (المسافة بين درجتين عرض متتاليتين) وترى أنْ درجات خطوط العرض متباعدة بانتظام، ستجد أن تسطيح الأرض الطفيف في القطبين يُسبِّبُ اختلافاً , فدرجة من خط العرض (المسافة بين دائرتي عرض مُتتاليتين) تختلف من 110.57 كم في الإكوادور إلى 111.70 كم عند القطبين. عادة ما يتم تقريب درجة واحدة مِن خطوط العرض إلى 111.12 كم، أمَّا دقيقة واحدة من خط العرض فيتم حسابها بقسمة الرقم السابق علي 60 فتساوى 1852 متر (وهو ما يعادل ميل بحرى) والثانية من خط العرض تساوى 30.86 متر.
مقالات ذات صلة
المراجع
- "Length of degree calculator". National Geospatial-Intelligence Agency. مؤرشف من الأصل في 20 أكتوبر 2017.
- Cayley, A. (1870). "On the geodesic lines on an oblate spheroid". Phil. Mag. 40 (4th ser.): 329–340.
- Karney, C. F. F. (2013). "Algorithms for geodesics". J. Geodesy. 87 (1): 43–55. doi:10.1007/s00190-012-0578-z.
- Osborne, Peter (2013). "Chapters 5,6". The Mercator Projections. doi:10.5281/zenodo.35392. for LaTeX code and figures.
- Rapp, Richard H. (1991). "Chapter 3". Geometric Geodesy, Part I. Columbus, OH: Dept. of Geodetic Science and Surveying, Ohio State Univ. مؤرشف من الأصل في 10 ديسمبر 2019.
- Torge, W. (2001). Geodesy (الطبعة 3rd). De Gruyter. .