1. Świat – siatka kartograficzna

1 – ŚWIAT – SIATKA KARTOGRAFICZNA

Opis planszy i legendy

Plansza “Świat – siatka kartograficzna” pozwala zapoznać się z obrazem siatki kartograficznej w odwzorowaniu Służby Topograficznej Wojska Polskiego. To odwzorowanie zastosowano do przedstawienia Świata na wszystkich mapach w　pierwszym tomie atlasu. Dlatego ważne jest, aby dokładnie zaznajomić się z rysunkiem równoleżników i południków, gdyż stanowią one istotny element orientacyjny na kolejnych mapach Świata.

Wyjmij planszę z teczki i ułóż tak, aby wypukły czarny trójkąt znalazł się w prawym dalszym rogu.

Zanim zaczniesz oglądać mapę, zwróć uwagę na dodatkowe informacje, znajdujące się na planszy.

Tytuł mapy znajduje się w lewym, dalszym rogu planszy. W kolejnym wierszu umieszczono skalę liczbową mapy. Mapa została wykonana w skali 1: 90 000 000 (jeden do dziewięćdziesięciu milionów). Skala mapy określa, jaki jest stosunek odległości na mapie do odległości w terenie. Skala 1: 90 000 000 oznacza, że 1 cm na mapie odpowiada 90　000 000 cm, czyli 900 km na powierzchni ziemi.

W prawym bliższym rogu znajduje się numer planszy. Omawiana plansza ma numer 1.

Zanim zaczniesz poznawać treść mapy, sięgnij po oddzielną planszę “Legenda”. Po dokładnym przeczytaniu informacji, w niej zawartych, twoja praca będzie przebiegała sprawniej.

Na planszy “Legenda” znajdziesz informacje o sposobie, w jaki przedstawiono na mapie siatkę kartograficzną. Na omawianej mapie umieszczono następujące wypukłe elementy siatki kartograficznej:

• ramka mapy. Ma kształt zbliżony do elipsy. Tworzą ją następujące linie siatki kartograficznej: na północy i południu linie, obrazujące bieguny, a na wschodzie i　zachodzie południk 170° długości geograficznej zachodniej. Bieguny na kuli ziemskiej są punktami, jednak w zastosowanym odwzorowaniu mają postać linii. 
• równik jest oznaczony linią złożoną z dużych kropek. W druku barwnym kropki są czarne. Równik biegnie poziomo, przez środek mapy. Opisano go w brajlu skrótem rw, umieszczonym ponad linią, pośrodku mapy, a w barwnym druku pełną nazwą. Jego wartość została opisana w stopniach geograficznych po prawej stronie ramki. Jest to 0°. 
• zwrotniki i koła podbiegunowe są narysowane czarną linią, złożoną z krótkich odcinków. Przebieg zwrotników i kół podbiegunowych jest podobny do przebiegu równika. Biegną poziomo od lewej do prawej ramki mapy. Zaczynając od północy najpierw znajdziesz linię koła podbiegunowego północnego, później zwrotnik Raka, a　następnie równik. Kierując się na południe od równika, znajdziesz zwrotnik Koziorożca i koło podbiegunowe południowe. Zwrotniki są opisane w brajlu dwuliterowymi skrótami: zwrotnik Raka – zr, zwrotnik Koziorożca – zk. Opisy są umieszczone pośrodku mapy, nad lub pod linią zwrotnika. W barwnym druku zwrotniki są opisane pełnymi nazwami. Wartości zwrotników i kół podbiegunowych opisano w stopniach geograficznych po prawej stronie ramki. Wartość koła podbiegunowego północnego to 66°33´ szerokości geograficznej północnej, zwrotnika Raka 23°27´ szerokości geograficznej północnej, zwrotnika Koziorożca 23°27´ szerokości geograficznej południowej, koła podbiegunowego południowego 66°33´ szerokości geograficznej południowej. 
• południki 0° i 180° są pokazane linią złożoną z drobnych kropeczek, a w druku barwnym grubszą, czarną, ciągłą linią. Południk zero stopni biegnie z północy na południe, przez środek mapy, łącząc bieguny. Południk sto osiemdziesiąt stopni ma podobny przebieg, ale położony jest bliżej prawej ramki mapy. Wartości w stopniach tych południków są podane poniżej linii równika, przy każdym z południków. 
• pozostałe równoleżniki i południki oznaczono ciągłą, czarną linią. Oprócz równika, zwrotników i kół podbiegunowych na mapie pokazano równoleżniki 30° i 60°. Ich wartości w stopniach podano przy prawej ramce mapy. Południki pokazano co 30°. Oznacza to, że na mapie narysowano południki: 0°, 30°, 60°, 90°, 120°, 150° i 180°. Wartości południków opisano w stopniach przy każdym południku, nad lub pod linią równika. 

Na mapie pokazano sześć miast, które są oznaczone znakiem wypukłego okręgu. W druku barwnym obrys znaku jest czarny, a środek czerwony. Miasta opisano skrótem dwuliterowym w brajlu i pełną nazwą w czarnym druku.

Opis treści mapy

Chcąc wskazać wybrany punkt, na przykład na obrazku, używamy określeń, takich jak: na górze, z prawej strony... i podobnych. Określenia te są jednak zupełnie nieprzydatne, jeśli chcemy wskazać miejsce na kuli ziemskiej. O ile można wyobrazić sobie, że Ziemia ma “górę” i “dół” w postaci bieguna północnego i południowego, to absolutnie nie ma prawej i　lewej strony. Aby umożliwić wskazywanie na kuli ziemskiej wybranych punktów, wymyślono siatkę geograficzną, czyli taki układ linii na powierzchni globu, który pozwala jednoznacznie określić, gdzie znajduje się wybrany punkt.

Siatka geograficzna składa się z południków i równoleżników. Południki są to linie, biegnące po powierzchni Ziemi, które łączą oba bieguny. Jest ich nieskończenie wiele, mają jednakową długość i kształt zbliżony do półokręgów. Na zasadzie umowy przyjęto, że południk biegnący przez Królewskie Obserwatorium Astronomiczne w Greenwich (czytaj grinicz) w Londynie ma wartość 0°, a południk leżący po przeciwnej stronie globu 180°. Dzielą one kulę ziemską na półkulę wschodnią i zachodnią. Za pomocą południków określamy długość geograficzną. Południki leżące na półkuli wschodniej, czyli na wschód od południka 0° i na zachód od południka 180° mają długość geograficzną wschodnią. Natomiast południki leżące na zachód od południka 0° i na wschód od południka 180° leżą na półkuli zachodniej i mają długość geograficzną zachodnią.

Równoleżniki to linie biegnące po powierzchni Ziemi ze wschodu na zachód, prostopadłe do południków. Jest ich nieskończenie wiele, mają kształt okręgów, ale każdy z nich ma inną długość. Najdłuższym równoleżnikiem jest równik, biegnący dokładnie w połowie kuli ziemskiej i dzielący ją na dwie półkule: północną i południową. Im bliżej biegunów, tym długości równoleżników zmniejszają się. Charakterystycznymi równoleżnikami są zwrotniki: Raka i Koziorożca oraz koła podbiegunowe północne i południowe. Za pomocą równoleżników określamy szerokość geograficzną. Równoleżniki leżące na północ od równika aż do bieguna północnego mają szerokość geograficzną północną. Biegun północny leży na 90° szerokości geograficznej północnej. Równoleżniki leżące na południe od równika aż do bieguna południowego mają szerokość geograficzną południową. Biegun południowy leży na 90° szerokości geograficznej południowej.

Południk 0° i 180° są liniami umownymi. Zanim ustalono współczesny przebieg południka 0°, oznaczano go w innych miejscach kuli ziemskiej. W II wieku naszej ery, grecki uczony Ptolemeusz, uznał, że południk 0° będzie przebiegał przez położoną w archipelagu Wysp Kanaryjskich wyspę El Hierro (czytaj el jerro). Ze wszystkich poznanych ówcześnie lądów, wyspa ta była położona najdalej na zachód. Dzięki temu wszystkie znane wówczas lądy leżały na wschód od południka 0°. W XIX wieku za południk zerowy uznawano południk biegnący przez obserwatorium astronomiczne w Paryżu. Współczesny przebieg południka 0° ustalono w 1884 roku. O ile uznanie wyspy El Hierro za południk 0° miało uzasadnienie geograficzne, o tyle wybór Paryża czy Londynu na początek układu południków był podyktowany względami czysto politycznymi.

Natomiast równik, zwrotniki i koła podbiegunowe są równoleżnikami, wyznaczonymi w naturalny sposób przez ruch obiegowy Ziemi wokół Słońca. Równik jest linią, na którą promienie słoneczne padają pod kątem prostym dwa razy w roku: podczas równonocy wiosennej i jesiennej. Zwrotniki wyznaczają najdalszy zasięg padania promieni słonecznych pod kątem prostym na północ i południe od równika. Na zwrotnik Raka, znajdujący się na północ od równika, promienie słoneczne padają pod kątem prostym podczas przesilenia letniego, na zwrotnik Koziorożca, położony na południe od równika, podczas przesilenia zimowego. Koła podbiegunowe to linie, powyżej których występuje zjawisko nocy i dni polarnych.

Każdy punkt na kuli ziemskiej, oprócz biegunów, leży na skrzyżowaniu równoleżnika i　południka. Mówimy, że każdy punkt ma swoje współrzędne geograficzne, czyli długość i　szerokość geograficzną. Współrzędne geograficzne jednoznacznie określają położenie wybranego punktu na naszym globie. Nie jest możliwe aby dwa różne punkty na Ziemi miały taką samą długość i szerokość geograficzną. Współrzędne geograficzne oznaczamy w stopniach kątowych.

Na mapie oznaczono sześć miast. Są to: Nowy Jork (skrót w brajlu nj), Warszawa (ww), Pekin (pk), Buenos Aires (ba), Kapsztad (kp) i Sydney (sy) (czytaj sidnej). Wyznaczmy współrzędne geograficzne Warszawy. Na mapie Warszawa leży pomiędzy równoleżnikami 30° i 60°, ale bliżej równoleżnika 60°. Przyjmijmy, że szerokość geograficzna naszej stolicy to około 50°. Aby określić, czy równoleżnik ten znajduje się na półkuli północnej czy południowej, po oznaczeniu stopni dodajemy literę N dla półkuli północnej albo literę S dla półkuli południowej. Warszawa leży na półkuli północnej, a więc jej szerokość geograficzna to 50°N. W rzeczywistości Warszawa jest położona na równoleżniku 52° ale nasza mapa jest zbyt mało szczegółowa, aby tak dokładnie określić jej położenie. Podobnie postępujemy, chcąc określić długość geograficzną Warszawy. Na mapie Warszawa leży pomiędzy południkami 20° i 30°, ale bliżej południka 30°. Przyjmijmy, że długość geograficzna naszej stolicy to 20°. Aby określić, czy południk ten znajduje się na półkuli zachodniej czy wschodniej, po oznaczeniu stopni dodajemy literę W dla półkuli zachodniej albo literę E dla półkuli wschodniej. Warszawa leży na półkuli wschodniej, a　więc jej długość geograficzna to 20°E. W rzeczywistości Warszawa jest położona na południku 21° ale nasza mapa jest zbyt mało szczegółowa, aby tak dokładnie określić jej położenie. Zatem współrzędne geograficzne Warszawy, odczytane z naszej mapy, to 50°N i 20°E. Spróbuj samodzielnie określić współrzędne geograficzne pozostałych miast, oznaczonych na mapie.

Jak powiedzieliśmy wcześniej, równik dzieli kulę ziemską na półkulę północną i　południową, a południki 0° i 180° na półkulę zachodnią i wschodnią. Pośrodku mapy znajdziesz przecięcie równika z południkiem 0°. To przecięcie wyznacza cztery ćwiartki kuli ziemskiej. Są to:

• ćwiartka północno-zachodnia, zajmująca lewą, dalszą część mapy. Jest opisana w brajlu i w barwnym druku wielkimi literami NW. 
• ćwiartka północno-wschodnia, znajdująca się w prawej, dalszej części mapy. Jest opisana w brajlu i w barwnym druku wielkimi literami NE.
• ćwiartka południowo-zachodnia, zajmująca lewą, bliższą część mapy. Jest opisana w brajlu i w barwnym druku wielkimi literami SW. 
• ćwiartka południowo-wschodnia, znajdująca się w prawej bliższej części mapy. Jest opisana w brajlu i w barwnym druku wielkimi literami SE.

Ponieważ południk 180° nie jest ramką mapy lecz przebiega w jej pobliżu, fragment ćwiartki północno-zachodniej znajduje się z prawej strony mapy, pomiędzy południkiem 180° a ramką mapy. Tak samo jest w przypadku ćwiartki południowo-zachodniej. Jej fragment, leżący pomiędzy południkiem 180° a ramką mapy, znajdziesz z prawej strony mapy.

Podział mapy na ćwiartki ułatwi na kolejnych planszach lokalizację omawianych obiektów i　zjawisk geograficznych na kuli ziemskiej.

Ziemia ma kształt geoidy, czyli nieregularnej bryły bardzo zbliżonej kształtem do kuli. Modelem naszej planety jest globus. Na globusie zarysy kontynentów i oceanów wyglądają dokładnie tak, jak na kuli ziemskiej, a jedyne zniekształcenia wynikają z　konieczności dostosowania rysunku lądów do skali globusa. Odległości pomiędzy wybranymi punktami, pola powierzchni wskazanych obszarów oraz kąty pomiędzy kierunkami są takie same jak na kuli ziemskiej, uwzględniając oczywiście skalę, w jakiej został wykonany globus.

Niestety łatwo można posługiwać się globusem niewielkim, czyli takim, na którym Ziemia została pokazana w bardzo dużym zmniejszeniu, czyli w małej skali. Jeśli chcemy dokładniej poznać wybrany region lub jeśli pragniemy przyjrzeć się wybranym zagadnieniom na świecie, musimy skorzystać z mapy.

Tu pojawia się problem, ponieważ nie jest możliwe przedstawienie trójwymiarowej kuli ziemskiej na płaskiej kartce papieru bez zniekształceń. To tak, jak podczas obierania pomarańczy ze skórki. Kiedy skórka znajduje się na pomarańczy, idealnie do niej pasuje. Kiedy jednak zdejmiesz ją z pomarańczy, nie dasz rady położyć jej w całości, płasko na stole. Trzeba rozciąć ją na małe kawałki, aby to się udało.

Naukowcy opracowali wiele formuł matematycznych, za pomocą których możliwe jest przeniesienie obrazu Ziemi lub jej fragmentu na mapę. Formuły te nazywamy odwzorowaniami. Niestety, jak napisaliśmy wyżej, nie istnieje odwzorowanie, które pozwala zupełnie uniknąć zniekształceń. Zależnie od przeznaczenia mapy, można na przykład wybrać odwzorowanie, które pozwala zachować identyczne kąty pomiędzy wybranymi kierunkami na kuli i na mapie, ale fałszuje odległości pomiędzy punktami oraz pola powierzchni obszarów. Możemy również posłużyć się odwzorowaniem, dzięki któremu odległości pomiędzy wybranymi punktami na mapie będą takie same jak na kuli (oczywiście uwzględniając skalę mapy), ale kąty i pola powierzchni nie zostaną zachowane. Analogicznie istnieją odwzorowania wiernie przedstawiające pola powierzchni obszarów, ale fałszujące odległości pomiędzy punktami i kąty pomiędzy kierunkami. Naukowcy opracowali również czwartą grupę odwzorowań tak zwanych umownych, gdzie wszystkie parametry zostają zafałszowane w niewielkim stopniu, ale dzięki temu obraz lądów, uzyskany na mapie, jest bardzo zbliżony do ich obrazu na kuli ziemskiej.

Do tej ostatniej grupy należy odwzorowanie Służby Topograficznej Wojska Polskiego, użyte do pokazania świata w naszym atlasie.

Podczas odwzorowania kuli ziemskiej na mapę zniekształceniu ulegają nie tylko zarysy lądów, ale również wygląd południków i równoleżników. Na kuli ziemskiej południki mają zawsze kształt łuków, a równoleżniki okręgów. Natomiast wygląd siatki kartograficznej, czyli południków i równoleżników na mapie, jest zależny od zastosowanego odwzorowania. Zarówno południki jaki i równoleżniki mogą mieć kształt linii prostych lub łuków, mogą przecinać się pod różnymi kątami. Dlatego, kiedy poznajesz mapę, powinieneś uważnie prześledzić rysunek siatki kartograficznej.

W zastosowanym na omawianej mapie odwzorowaniu wszystkie południki, oprócz południka środkowego, są łukami. Południk środkowy to południk przebiegający przez środek mapy. Na omawianej mapie jest to południk 10° szerokości geograficznej wschodniej. Nie jest on pokazany na mapie. Ponieważ południk 10° szerokości geograficznej wschodniej jest południkiem środkowym, ramką mapy z lewej i prawej strony jest południk 170° szerokości geograficznej zachodniej. Południk ten biegnie w całości po oceanie. Dzięki takiemu układowi siatki kartograficznej, żaden kontynent nie jest przecięty ramką mapy. Wszystkie równoleżniki, oprócz równika, mają kształt łuków. Równik jest linią prostą. Bieguny, które na kuli ziemskiej są punktami, odwzorowują się jako linie.

Po zakończeniu czytania schowaj planszę z powrotem do teczki.