Материалы портала «Научная Россия»

Картография: как нарисовать карту Земли

Географические карты не могут точно отобразить поверхность нашей круглой планеты. Так как же справляются те, кто их делает? Попробуй провести этот опыт, чтобы создать свою собственную маленькую планету. Потом «распрями» ее и посмотри, что получится!

Так как же справляются те, кто их делает? Попробуй провести этот опыт, чтобы создать свою собственную маленькую планету. Потом «распрями» ее и посмотри, что получится!

Ты когда-нибудь разглядывал карту и воображал, как объедешь весь мир? А, может, ты представляешь, как рисуешь карту своих приключений, путешествий и открытий? Но ведь Земля круглая, так как же нарисовать точную плоскую карту? За всю историю существования карт картографы придумали не один способ создавать карты Земли. Ни одна из них не может изобразить поверхность планеты со 100-процентной точностью, но каждая используется для тех или иных целей. Проведи этот опыт и узнай, как сегодняшние картографы могли бы помочь исследователям прошлого.

 

 

Название изображения

 

Введение

Создание карты небольшой территории может быть относительно легким занятием, но карта всей поверхности Земли – совершенно другая задача. Картографы (создатели карт) придумали несколько способов создавать плоские изображения поверхности Земли. Это так называемые проекции. Но как им это удается? Есть несколько способов, и каждый из них так или иначе искажает действительность. При создании карты ученые используют индикатрису Тиссо, обобщенную характеристику искажений картографических проекций. Сегодня ты попробуешь сделать что-то подобное. Ты нарисуешь круги равного диаметра на всей поверхности своей планеты (на воздушном шаре), создашь проекцию, которую называют проекцией Меркатора, и изучишь, как искажается местоположение, форма и расстояние между кругами. Ты очень удивишься, увидев, как выглядит плоская карта твоей планеты.

 

Материалы

  • Поверхность, покрытая защитным материалом (например, газетами)
  • Воздушный шар средних размеров (около 30 см диаметром)
  • Крышка от пластиковой бутылки
  • Водостойкий маркер (лучше всего средней толщины)
  • Ножницы
  • 6 кнопок
  • Картон (20×25 см); он должен быть плотный, или используй два листа картона, скрепленные вместе; в него предстоит втыкать кнопки
  • Два помощника (можешь попробовать справиться сам, но помощь тебе не помешает)

 

Подготовка

  •  Планетой нам послужит воздушный шар. Надуй его примерно наполовину и завяжи. Верхняя часть шара и узелок снизу – Северный и Южный полюса нашей планеты соответственно. Ты можешь отметить Северный полюс буквой «N» (англ. North – север), а Южный – буквой  «S» (англ. South – юг) с помощью маркера. Нарисуй экватор. Это воображаемая линия, разделяющая планету пополам. Он находится ровно посередине между полюсами.

Примечание: работай на поверхности, защищенной газетами или другим материалом, так как водостойкий маркер может оставлять трудновыводимые пятна!

  • Нарисуй 4 линии долготы (меридианы), расположенные на равном расстоянии. Меридианы – воображаемые линии, опоясывающие всю планету, которые соединяют Южный и Северный полюса. Они перпендикулярны (под прямым углом) экватору.

Наш шар похож на Землю? Чем? А в чем отличие?

Опыт

  • Вдохновленные методами, которые используют ученые, мы нарисуем круги одинакового размера по всей поверхности нашей планеты, сделаем проекцию (плоскую карту) и посмотрим на искажение.
  • Начни рисовать первый круг на пересечении экватора и линии долготы. Для этого приложи к шару крышку от бутылки и обведи маркером. Теперь нарисуй такие же круги с центрами на пересечениях экватора с тремя другими линиями долготы. Нарисуй еще 4 круга между имеющимися. Старайся, чтобы все круги были на равном расстоянии друг от друга. Нарисуй круги с центром на Южном и на Северном полюсах. Нарисуй 8 кругов в Северном полушарии примерно на полпути между экватором и Северным полюсом с двумя кругами между каждой парой линий долготы. Ты заметил, что эти круги расположены на одной линии широты? Проделай то же с Южным полушарием. Всего у тебя должно получиться 26 кругов.

Проверь свой шар. Как распределены круги? Распределены ли они на экваторе равномерно? А как насчет кругов между экватором и полюсами? Обрати внимание, эти круги тоже должны быть на одной линии широты. Все ли круги получились на равном расстоянии?

  • Аккуратно отрежь узелок шара. Позволь ему сдуться самому, не лопай его! Аккуратно разрежь шар по линии долготы (от полюса к полюсу). Будь внимателен на верхушке –  если разрезать саму верхушку, наш шар может деформироваться на последующих этапах опыта. А теперь попробуем сделать плоскую карту нашей планеты.

Как ты думаешь, как на ней будут выглядеть наши круги?

  • Положи картон на рабочую поверхность. Подготовь кнопки. Растяни сдутый шар, постарайся сделать его настолько прямоугольной формы, насколько это возможно (это проще сделать вместе с помощником, один человек держал бы одну сторону, второй – другую). Постарайся, чтобы экватор и линия долготы были максимально прямыми.

Как меняют свою форму и размер круги? Почему мы пытаемся растянуть шар в прямоугольник? Зачем экватору и меридианам нужно быть максимально прямыми на нашей проекции?

  • Вместе с помощниками прикрепи растянутый шарик на картон. Лучше втыкать кнопки под наклоном, иначе они могут отлететь из-за натяжения шара. Если шар порвался, попробуй поправить это место с помощью дополнительной кнопки. Посмотри на свою карту, особенно на размер кругов.

Все ли круги по-прежнему одного размера?

 

  • Теперь обрати внимание на расстояние между кругами. Оно все еще одинаковое? Помни, круги на экваторе были на одинаковом расстоянии, как и круги между экватором и каждым полюсом. Круги в Северном и Южном полушариях были нарисованы на полпути между полюсами и экватором. Это все еще так на твоей плоской карте?

Идем дальше. Смотрим на форму наших кругов. Это по-прежнему круги? Или их форма искажена на плоской карте? Помни, в самом начале ты рисовал равные круги.

  • Итак, проекция, которую мы сделали, похожа на проекцию Меркатора, которая часто используется для создания карт мира. Найди проекцию Меркатора и сравни размер Северной Америки и Африки.

Можно ли глядя на эту карту сделать вывод, что Северная Америка больше, чем Африка? Или меньше, чем Африка? Или такого же размера, как Африка? Достаточно ли имеющейся информации, чтобы сделать вывод о размере этих континентов?

 

Наблюдения и результаты

  • Поменяли ли круги на карте свой размер? Изменили ли они форму? Или остались круглыми? Так как одни части шарика растянулись больше, чем другие, круги перестали быть одного размера. Это указывает на то, что относительный размер и расстояния в этой проекции искажаются. Круги на экваторе (и любой другой линии широты) остались более или менее одного размера; из этого следует, что объекты, находящиеся на одной линии широты, остаются приблизительно одного размера. Что касается размера кругов на экваторе, искажение чувствуется тем сильнее, чем дальше ты от линии экватора; самое большое искажение получается на полюсах. Этим объясняется погрешность в проекции Меркатора при измерении размеров и расстояний.

Имей в виду: ты не можешь применить все свои выводы, сделанные из этого опыта, к проекции Меркатора. Карта, которую ты только что сделал из воздушного шара, показывает приблизительное искажение, но не является проекцией Меркатора.

  • На твоей проекции большинство кругов должны были остаться кругами, то есть форма и расстояние между ними соблюдается и на плоской карте. На реальной же проекции Меркатора линии долготы абсолютно прямые, и направление соблюдается с большой точностью, поэтому такие проекции очень удобно использовать в навигации.

детям земля карта карта земли картография мир опыт планета плоские изображения поверхность

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий