next back Autor : Jan B. Hurych
Název : BARIÉRY
Článek: Země není kulatá




ZEMĚ NENÍ KULATÁ
(a sever není sever).


Asi si řeknete, co je to za nesmysl, ale posuďte sami: kolo je kulaté, talíř je kulatý, prostě každý plochý předmět ve tvaru kola či kruhu je "kulatý". Země ovšem plochá není, takže kulatá být ani nemůže. Může být ale kulová, případně kulovitá, tj. ve tvaru koule. Čeština je ale také jazyk vtipný a tak hned na první pohled vidíme podobnost výrazů "kolo", "kulatý" a "koule" (srovnej třeba odlišné anglické výrazy wheel, round a sphere). Jenže který výraz tu byl asi nejdříve? Kolo či koule? Osobně si myslím, že to bylo slovo "koulet", neboť už pralidé jistě uměli věci kutálet, ať už to byl balvan ve tvaru koule, nebo kmen stromu ve tvaru válce (tam se ale uplatnil výraz "válet" či "valit"). Pak teprve přišlo kolo, tedy předmět, který se také "koulel". Nu dobrá, namítnete, to jsou jen jazykové nuance, ať už tomu říkáme jakkoliv, země je prostě koule.


Jenže ona není, ona je na pólech zploštělá! Ani to ale není úplná pravda, ty póly nejsou placaté, jako kdybyste ji dali do presu - země je spíše elipsoid, a díky právě tomu zploštění je obvod Země měřený směrem svislým (na poledníku) menší, než ten, co je měřen na rovníku. A co způsobuje ono zploštění? Prý rotace země kolem osy a teoreticky vzato, zploštění by mělo být přímo úměrné této rychlosti rotace. Zatím se nezdá, že se tato rychlost bude v dohledné době měnit :-), takže je tím pádem bezpečný i náš metr, měřený právě jako decimální část poledníku, přesněji řečeno povrchové vzdálenosti jednoho "kvadrantu" (čtvrtiny) poledníku. (Poznámka: Kromě toho dnes už je metr definován jinak - jako určitý zlomek vlnové délky záření izotopu kryptonu -86 ).

Poněkud složitější je to se Severem. Máme totiž nejen dva zemské póly (Sever a Jih), ale dokonce dva Severy a dva Jihy. Proč? Nu jeden sever je geografický (G.S.), to je ten, kde skutečně zemská osa protíná "vršek" zeměkoule a druhý je magnetický (M.S.), teda ten, kam ukazuje magnetka kompasu. Vtip je v tom, že naše přístroje či metody (až do doby satelitů) byly schopny ukázat přímo právě jen ten magnetický Sever. Když říkám přístroje, myslím tím většinou kompasy a když říkám metody, myslím tím hlavně orientaci na Polárku (která také není přesně "na sever", takže se ještě musí navíc dělat korekce). Normální turistický kompas je navíc přesný pouze tak na dvě až čtyři procenta, což je většinou chyba stupnice, uložení osy nebo nesymetrie magnetické střelky.

Proč se tedy zdržujeme ještě jedním, geografickým Severem ? Inu každá mapa má totiž orientaci na geografický sever: mezi ním a rovníkem se totiž měří latituda, zeměpisná výška nad rovníkem. Nu a protože chceme, aby naše kilometry na mapě odpovídaly těm ve skutečnosti, musíme mapu vyrobit s ohledem na G.S. Jak to ale udělat, známe-li jen M.S.? Lehce - existují tabulky tak zvané deklinace, tj. úhlu, o který se G.S. liší od M.S. Chyba může být dost veliká, tak např. v New Yorku je to 14° na západ! Jen pro informaci: jeden stupeň vám při jednom kilometru udělá asi 18 metrů úchylku od správného směru , tedy v New Yorku byste se po jednom kilometru ocitli byli 252 metrů stranou, po deseti kilometrech už 2,5 km stranou! Navíc tato chyba není všude stejná a závisí nejen na zeměpisné výšce, ale i na zeměpisné délce, longtitudě, tj. jak daleko na západ či východ jste od greenwichského poledníku. A jako na vztek není tato deklinace vůbec lineární, nedá se tedy jednoduše extrapolovat ( tj. neroste či neklesá úměrně s délkou). Skoro to svádí říci, že pro každé místo na zeměkouli je M.S. (naměřený podle kompasu) vzdálen od G.S. o jiný úhel. Právě proto bylo potřeba mapy orientovat na G.S., ten je všude jen jeden.

Odkud se vlastně vzal onen magnetický pól? Podle vědců se jedná o elektrické proudy v zemi, které vlastně Zemi magnetují. Zde je důležité si uvědomit rozdíl mezi deklinací a deviací. Deviace je chyba kompasu, způsobená magnetickými předměty v jeho blízkosti, např. železnou přezkou na vašem pásku; ale dokonce i železná ruda v blízkém kopci naproti může mít značný vliv. Dál se radši nebudu touto deviací zabývat, to by si samo vyžádalo další článek. Hodnota deklinace (tj. odchylky G.S. od M.S.) se pak ovšem musí přičíst (či odečíst) k úhlu magnetky, abychom mohli mapu "zorientovat", tj. nastavit přesně na sever a zjistit si směr, kterým se v terénu budeme pohybovat. Dobré kompasy mají dokonce možnost deklinaci nastavit pomocí šroubku, který natáčí stupnici a podobně. Co ale nemohou dobře nastavit je fakt, že magnetické pole země natáčí magnetku i od horizontální polohy směrem dolů, což je zase t.zv. inklinace. Proč nám na tom záleží? Inu na magnetky se málokdy díváme směrem přesně svislým a paralaxa (úhel pohledu) může mít vliv na čtení. Většinou tedy vliv malý, ale někdy je inklinace tak veliká, že může způsobit, že magnetka začne drhnout v ložisku, t.zn. "zasekne se". Inklinace roste směrem k pólu (tam jdou siločáry Země přímo kolmo do země a magnetka se staví vždy ve směru siločar) a tak se prodávají různé kompasy pro určitou zónu, pro kterou je inklinace kompenzovaná. Na severním pólu (magnetickém, pochopitelně) by se magnetka - kdyby mohla - stavěla kolmo k zemi :-).

Satelitové systémy umožnily nový způsob orientace, t.j. hledání polohy pomocí GPS (Global Positioning System) a tyto přístroje jsou už k dostání i v obchodech. Nemusíte se pak starat o to, kde ten M.S. vlastně je - při této navigaci se už totiž nepoužívá. A nejen, že vám GPS určí polohu, ale vypočítá i jakou rychlostí se pohybujete, ukáže vám správný směr, jak vysoko na mořem jste a jak daleko jste se uchýlili od správného směru. Změří i vzdálenosti, případně i čas, jak dlouho vám to trvá odsud-tam a kdy na místo dorazíte. Dokonce si i pamatuje, kudy jste se ubírali.

Jak to pracuje? Každý satelit vysílá svoji pozici a přesný čas. Podle doby trvání přenosu signálu k vám váš GPS změří vaši vzdálenost od satelitu a "opíše" na zemi kruh všech míst stejně vzdálených od satelitu. Za pomoci dalších dvou satelitů pak opíše dvě další kružnice. Tam, kde se ony tři kružnice protínají, je vaše stanoviště. Dvě kružnice nestačí, ty se totiž protínají ve dvou bodech, vznikla by tedy neurčitost, který z těch dvou bodů to je :-) Čtvrtý satelit pak určí vaši výšku nad mořem. Přesnost určení pozice u armádního systému (signál PPS) je vysoká (chyba jen asi 18 metrů), pro civilisty (signál SPS) je chyba kolem sto metrů, tedy přesnost, o které se starým námořníkům mohlo jen zdát. Nastává ale jiný problém: některé mapy, dělané při staré, hrubší přesnosti, jsou pro tyto přístroje už nevhodné. GPS se dá pochopitelně použít k navigaci i tam, kde nejsou žádné orientační body v terénu. Určí vám směr, který udržujete podle kompasu a občas kontrolujete právě pomocí GPS, zda jste se neuchýlili.

Tak se magnetický sever pomalu dostává z obrazu úplně. Navíc nám to vyřeší i jiné dilema: severní pól magnetky totiž vůbec neukazuje k Severu - ale jak známo z fyziky - k Jihu. Který z těch dvou je teda ten pravý Sever?