Die nuttige denkbeeldige lijnen

DOOR ONTWAAKT!-CORRESPONDENT IN GROOT-BRITTANNIË

KIJK eens naar een wereldkaart of een wereldbol. Ziet u het netwerk van verticale en horizontale lijnen dat eroverheen getekend is? Ongetwijfeld herkent u de horizontale lijn die over het midden van de kaart loopt al snel als de evenaar. Maar hoe staat het met de andere lijnen? Wat zijn het?

Deze lijnen zijn de zogenoemde breedte- en lengtecirkels. De breedte- of parallelcirkels, die horizontaal lopen op uw kaart, verbinden punten op het aardoppervlak die op gelijke afstand van de evenaar liggen. Lengtecirkels of meridianen daarentegen worden van noord naar zuid getrokken en lopen van de ene pool naar de andere. Misschien herinnert u zich dat nog wel van uw aardrijkskundelessen op school. Maar wat is de bedoeling van dit lijnenstelsel? Hoe werkt het? En hoe is het tot stand gekomen?

Exacte plaatsbepaling

Met een dergelijk raster van breedte- en lengtecirkels is elk punt op het aardoppervlak precies te lokaliseren met behulp van twee gemeten grootheden, coördinaten genoemd. Zo kunt u de stad New York op een kaart vinden aan de hand van de verwijzing 40°42ʹ N.Br. en 74°0ʹ W.L., wat wil zeggen dat de stad op 40 graden en 42 minuten ten noorden van de evenaar ligt en op 74 graden ten westen van de internationaal aangenomen nulmeridiaan, de lengtecirkel die door Greenwich loopt, een voorstad van Londen.a Worden aan deze coördinaten seconden toegevoegd, dan kunnen zelfs gebouwen in een stad gelokaliseerd worden. Het stadhuis van New York ligt bijvoorbeeld op 40°42ʹ45ʹʹ N.Br. en 74°0ʹ23ʹʹ W.L.

Afstanden worden ook berekend aan de hand van deze lijnen. De lengte van een zeemijl bijvoorbeeld is één breedteminuut gemeten langs een meridiaan. Daar een pool op een breedte van 90 graden of 5400 minuten (90 x 60 = 5400) van de evenaar ligt, is een zeemijl 1/5400 van de afstand van de pool tot de evenaar. De gemiddelde zeemijl bedraagt dan ook 1852 meter.

Het vermogen om een willekeurige locatie nauwkeurig te bepalen, is beslist een enorm gemak, vooral voor navigators. Wil een dergelijk systeem echter werken, dan moet het bepaalde referentiepunten hebben. De evenaar is een logische keuze als de grondlijn van waar uit breedtemetingen worden gedaan. Maar waarom werd Greenwich gekozen als de plaats van de nulmeridiaan, het referentiepunt voor oost-west-lengtemetingen? Hoe is dit hele idee van deze denkbeeldige lijnen die de mens op zijn kaarten heeft getrokken feitelijk tot stand gekomen?

Lijnen met een geschiedenis

Reeds in de tweede eeuw v.G.T. maakte de Griekse astronoom Hipparchus van het idee van de denkbeeldige lijnen gebruik om de positie van plaatsen op het aardoppervlak te bepalen. Hij koos een lijn door het Griekse eiland Rhodos als referentie voor de berekening van posities oostelijk en westelijk ervan. De Griekse astronoom Claudius Ptolemaeus uit de tweede eeuw G.T. wordt algemeen beschouwd als de eerste die een systeem heeft bedacht dat overeenkomt met dat wat thans in gebruik is. Zijn breedtecirkels werden parallel aan de evenaar getrokken. Voor de geografische lengte was zijn uitgangspunt een lijn door het westelijke uiteinde van de toenmalige wereld, de Gelukzalige Eilanden, zoals de Canarische Eilanden toen werden genoemd.

Pas in 1884 werd wereldwijd overeenstemming bereikt over de keuze van een nulmeridiaan van waar uit posities in oostelijke en westelijke richting gemeten konden worden. In dat jaar kwamen 41 afgevaardigden uit 25 landen bijeen voor de Internationale Meridiaanconferentie in Washington D.C. Voor het doen van de nodige astronomische waarnemingen bij de nulmeridiaan gaven de afgevaardigden de voorkeur aan een lijn die door een goed toegerust observatorium liep. Met overweldigende meerderheid kozen zij voor de lijn die door het Engelse Greenwich liep.

Reizen en tijdzones

De keuze van Greenwich als locatie van de nulmeridiaan was geen toeval. Sinds de achttiende eeuw was het zeekapiteins die vanuit de drukke haven van Londen vertrokken, opgevallen dat naarmate zij westwaarts voeren over de Atlantische Oceaan, de zon elke dag later in het zenit stond. Zij wisten dat omdat de aarde elke 24 uur 360 graden om haar as draait, een tijdsverschil van een uur 15 lengtegraden vanaf Greenwich vertegenwoordigde. Zo konden zij met gebruikmaking van chronometers die op de moederklok in het observatorium van Greenwich afgesteld waren, hun positie op open zee eenvoudig bepalen aan de hand van het verschil tussen Greenwich-tijd en hun plaatselijke tijd. Bevonden zij zich bijvoorbeeld op een plek waar de zon om 3.30 uur p.m. Greenwich-tijd in het zenit stond (12.00 uur ’s middags plaatselijke tijd), dan konden zij met een simpele berekening hun positie bepalen op 52,5 graden (15 x 3,5) ten westen van Greenwich ofte wel voor de oostkust van Newfoundland, mits zij op dezelfde breedte waren gebleven.

Op dezelfde breedte blijven of grootcirkelvaren was een eenvoudige opgave. Al eeuwen hadden zeelieden op het noordelijk halfrond gezien dat de Poolster of Stella Polaris nagenoeg stil leek te staan in vergelijking met de nachtelijke beweging van de meeste andere sterren. Zij begonnen te schatten hoe ver noordelijk en zuidelijk zij waren door de hoogte van die ster boven de horizon te meten. Op open zee wisten zij dat zij pal naar het oosten of het westen voeren zolang die ster op dezelfde hoogte bleef.

De keuze van Greenwich als referentie had nog meer voordelen voor Engeland. Toen het reizen per trein er zijn intrede deed, was er behoefte aan een systeem om de tijd in het land zelf te standaardiseren. Wat vervelend immers voor de reiziger die op het treinstation van Exeter aankwam om de 11.33 te halen, daar te moeten vaststellen dat die zo’n 14 minuten geleden vertrokken was! Het probleem? Hij gebruikte Exeter-tijd; de spoorwegen gebruikten Londen-tijd. De overgang op Greenwich-tijd in het hele land maakte een eind aan die problemen.

Nog groter waren de problemen in de Verenigde Staten. Verschillende spoorwegondernemingen hielden verschillende tijden aan. Die situatie was aanleiding tot een Algemeen Tijdcongres van de spoorwegen, dat in 1883 werd gehouden. Er werden vier tijdzones ingesteld, die elk zo’n 15 lengtegraden of een uur in tijd besloegen en het hele vasteland van de Verenigde Staten bestreken. Alle steden binnen een zone moesten dezelfde tijd aanhouden.

Uiteindelijk werd deze indeling in zones wereldwijd overgenomen. De wereld werd verdeeld in 24 tijdzones. Het middelpunt van het systeem was Zone 0, die zich 7 1/2 graad ter weerszijden van de Greenwich-meridiaan uitstrekte. Als iemand naar het oosten reisde, zette hij zijn horloge bij het passeren van elke zone een uur vooruit. In westelijke richting zette hij zijn horloge een uur achteruit.

Halverwege de wereld rond vanuit Greenwich doet zich een interessante situatie voor. Hier, op de 180°-​meridiaan, is het tijdsverschil tussen de ene en de andere kant van de lijn 24 uur. Bijgevolg werd de 180°-​meridiaan met geringe variaties uit het oogpunt van nationale grenzen, de internationale datumlijn. Bij het passeren van deze lijn in westelijke richting verliest een reiziger een dag. Passeert hij de lijn daarentegen in oostelijke richting, dan wint hij een dag.

Nog steeds onmisbaar

De dagen dat chronometers in Greenwich gecontroleerd werden en mee naar zee werden genomen voor het berekenen van de geografische lengte zijn voorbij. Dat alles heeft plaats gemaakt voor moderne technologie. Radiobakens, radar en internationale telecommunicatie verschaffen nauwkeuriger informatie. Toch is de exacte bepaling van uw locatie op een kaart nog steeds afhankelijk van die denkbeeldige breedte- en lengtecirkels. Wij kunnen dankbaar zijn dat die zeer nuttige denkbeeldige lijnen er zijn.

[Voetnoot]

[Kader/Illustraties op blz. 20]

GREENWICH-TIJD

In 1675 gaf koning Karel II van Engeland opdracht tot de bouw van „een klein observatorium” in wat nu de Londense voorstad Greenwich is, „met het doel de geografische lengte van plaatsen te berekenen ter vervolmaking van navigatie en astronomie”. Twee pas uitgevonden uurwerken, met slingers van vier meter lang, werden geïnstalleerd om nauwkeurige berekeningen van de aardrotatie te maken.

Geleerden aan het Royal Observatory ontdekten al gauw dat de aardrotatie niet isochroon of constant van snelheid is. Dat komt doordat de baan van de aarde om de zon geen perfecte cirkel is en de aardas scheef staat. Daardoor varieert de zonnedag — de periode van twaalf uur ’s middags tot twaalf uur ’s middags — het hele jaar door in lengte. Nu de Greenwich-klokken werkten, waren berekeningen mogelijk waarmee een middelbare of gemiddelde lengte voor de dag werd vastgesteld.

Twaalf uur ’s middags Greenwich-tijd is het moment waarop de zon boven elk punt op de lengtecirkel of meridiaan (Latijn: meridianus, de middag betreffende) van Greenwich in het zenit staat. Op basis van dit Latijnse woord kwam de tijd vóór twaalf uur bekend te staan als ante meridiem (a.m.) of voor de middag, en de tijd na twaalf uur als post meridiem (p.m.), na de middag.

[Illustraties]

Boven: Het Royal Greenwich Observatory. Rechts: Nulmeridiaan op met keien bestrate binnenplaats

[Kaart op blz. 18]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

WERELDTIJDZONES

-11 4:00

-10 5:00

-9 6:00

-8 7:00

-7 8:00

-6 9:00

-5 10:00

-4 11:00

-3 12:00

-2 1:00

-1 2:00

0 3:00

+1 4:00

+2 5:00

+3 6:00

+4 7:00

+5 8:00

+6 9:00

+7 10:00

+8 11:00

+9 12:00

+10 1:00

+11 2:00

+12 3:00