Большой круг определяется как любой круг, нарисованный на глобусе (или другой сфере) с центром, который включает в себя центр земного шара. Таким образом, большой круг делит земной шар на две равные половины. Поскольку они должны следовать по окружности Земли, чтобы разделить ее, большие круги имеют длину около 40 000 километров (24 854 мили) по меридианам. Однако на экваторе большой круг немного длиннее, поскольку Земля не является идеальной сферой.
Кроме того, большие круги представляют кратчайшее расстояние между двумя точками в любом месте на поверхности Земли. Из-за этого большие круги были важны в навигации на протяжении сотен лет, но их присутствие было обнаружено древними математиками.
Глобальные местоположения больших кругов
Большие круги легко основывать на линиях широты и долготы. Каждая линия долготы или меридиана имеет одинаковую длину и представляет собой половину большого круга. Это потому, что каждому меридиану соответствует линия на противоположной стороне Земли. В сочетании они разрезают земной шар на равные половины, представляя большой круг. Например, нулевой меридиан равен половине большого круга. На противоположной стороне земного шара находится международная линия перемены дат, повернутая на 180 °. Он тоже представляет собой половину большого круга. Когда они объединяются, они образуют полный большой круг, который разрезает Землю на равные половины.
Единственная линия широты или параллель, характеризуемая как Большой круг – это экватор, потому что он проходит через точный центр Земли и делит его пополам. Линии широты к северу и югу от экватора не являются большими кругами, потому что их длина уменьшается по мере продвижения к полюсам и они не проходят через центр Земли. Таким образом, эти параллели считаются маленькими кругами.
Навигация по большим кругам
Наиболее известное использование больших кругов в географии предназначен для навигации, потому что они представляют собой кратчайшее расстояние между двумя точками на сфере. Из-за вращения Земли моряки и пилоты, использующие маршруты по большому кругу, должны постоянно корректировать свой маршрут, поскольку курс меняется на больших расстояниях. Единственные места на Земле, где курс не меняется, – это экватор или при движении на север или юг.
Из-за этих корректировок маршруты по большому кругу становятся разбитые на более короткие линии, называемые линиями румба, которые показывают постоянное направление по компасу, необходимое для пройденного маршрута. Линии румба также пересекают все меридианы под одним углом, что делает их полезными для разбивки больших кругов при навигации.
Внешний вид на картах
Чтобы определить маршруты по большому кругу для навигации или других знаний, часто используется проекция гномической карты. Это проекция выбора, потому что на этих картах дуга большого круга изображена как прямая линия.. Затем эти прямые линии часто наносятся на карту с помощью проекции Меркатора для использования в навигации, поскольку она следует истинным направлениям компаса и, следовательно, полезна в таких условиях.
Однако важно отметить, что когда на картах Меркатора рисуются маршруты на большие расстояния, следующие по большим кругам, они выглядят изогнутыми и длиннее прямых линий на тех же маршрутах. В действительности, однако, чем длиннее изогнутая линия, тем короче, потому что она проходит по маршруту большого круга.
Распространенное использование больших кругов сегодня
Сегодня маршруты большого круга по-прежнему используются для путешествий на большие расстояния, потому что они являются наиболее эффективным способом передвижения по земному шару. Они чаще всего используются на кораблях и самолетах, где ветер и водные течения не имеют большого значения, потому что такие течения, как струйный поток, часто более эффективны для дальних путешествий, чем при следовании по большому кругу. Например, в северном полушарии самолеты, летящие на запад, обычно следуют по маршруту большого круга, который движется в Арктику, чтобы избежать необходимости путешествовать в реактивном потоке, когда он движется в направлении, противоположном его потоку. Однако, путешествуя на восток, эти самолеты более эффективно используют реактивный поток, а не маршрут по большому кругу.
Тем не менее, что бы они ни использовали, Маршруты большого круга были важной частью навигации и географии на протяжении сотен лет, и знание их необходимо для дальних путешествий по земному шару.