来源:碧柯文苑 文/摄影:汤章城
在青少年时代的课本中就知道地球表面有经线、纬线和南北回归线,但只是知其然不知其所以然。人类为了丈量山河、定位寰宇,在球体表面勾勒出横竖交错的基准线条。纵向贯穿两极的经线划定东西时区,横向环绕球体的纬线区分南北冷暖,而特殊的南北回归线更是划分出四季更迭。
退休后,伴随国内外旅游才有机会前往这些“线”上走一遭,身临其境,感受它们的自然环境和历史文化氛围。
纬线是垂直于地轴、环绕地球东西走向的圆圈,赤道为0°纬线(图1~2),向南北两极递增至90°(南北极点)。赤道平面切割地球形成南北半球。纬线最早诞生可以追溯到公元前334年,亚历山大东征随军地理学家发现东西向同一条路线日照、季节变化一致,画出人类第一条人为纬线。公元前150年,古希腊地理学家创立经纬度坐标系,首次把360°圆周制套用在地球表面,提出经线汇聚两极、纬线相互平行。
经线也普遍叫作子午线。连接南北两极、南北走向的半圆,国际规定本初子午线(0°经线)穿过英国格林尼治天文台旧址(图3),向东为东经、向西为西经,合计360°。天然0°经线本是没有的,古代世界各国长期以本国首都天文台经线为本初线。18世纪英国航海实力全球领先,《英国航海天文历》长期使用格林尼治子午线,当时全球超七成商船海图都以此为基准使用。 1884年华盛顿国际子午线会议全世界有26国参会,正式规定格林尼治天文台原址经线为全球0°本初子午线,东经、西经各划分0°~180°,同步确立世界时区制度。
南北回归线又叫特殊纬线,北回归线23.5°N,南回归线23.5°S。其本质是太阳直射点一年内能到达的最北、最南纬度界线。数千年前,中国古代通过圭表(度量日影长度的一种天文仪器,由“圭”和“表”两个部件组成)观测到夏至日影最短、冬至日影最长,总结出太阳一年中会向北走到极限再折返向南,向南走到极限再折返向北,是人类最早对回归线现象的观测认知。古希腊天文学家通过长期天文观测,算出黄赤交角约23.5°,直接确定南北回归线的纬度数值。1976年国际天文学联合会统一标定,也就是地理教材通用的23°26′(约23.5°)。近现代各国陆续修建北回归线地标塔,将这条看不见的天文纬线清晰地标记落地(图4~5)。
一横一竖构建地球坐标,一往一返轮回春夏秋冬四季,简单几条基准线,撑起了整个地理学的空间根基。
有些地处特殊位置的旅游胜地,如非洲肯尼亚赤道地区(图6)、南美洲阿根廷乌斯怀亚城(图7)、亚洲中国安徽蚌埠(图8)和湖北恩施(图9),都着力把地理坐标作为吸引游客的亮眼招牌。
上海徐汇区田林新村也把所处的地理位置用经纬度标定出来,让人一目了然(图10),感慨苍天大地与我们日日同在。
(汤章城,植物生理学家。曾任中国科学院上海植物生理研究所所长、中国科学院上海分院院长、中国植物生理学会理事长及名誉理事长等职。)