Longitude
Longitude é uma coordenada geográfica que especifica a posição leste–oeste de um ponto na superfície da Terra, ou de outro corpo celestial. É uma medição angular, geralmente expressa em graus e denotada pela letra grega lambda (λ). Meridianos são linhas semicirculares imaginárias que correm de polo a polo e conectam pontos com a mesma longitude. O meridiano principal define a longitude 0°; por convenção, o Meridiano Internacional de Referência para a Terra passa próximo ao Observatório Real de Greenwich, no sudeste de Londres, na ilha da Grã-Bretanha. Longitudes positivas estão a leste do meridiano principal, e longitudes negativas estão a oeste.
O conceito de longitude foi desenvolvido pela primeira vez por astrônomos gregos antigos. Hiparco (século II a.C.) usou um sistema de coordenadas que assumia uma Terra esférica e a dividiu em 360° como fazemos até hoje. Seu meridiano principal passava por Alexandria.:31 Ele também propôs um método para determinar a longitude comparando o tempo local de um eclipse lunar em dois lugares diferentes, demonstrando assim uma compreensão da relação entre longitude e tempo. Cláudio Ptolemeu (século II d.C.) desenvolveu um sistema de mapeamento usando paralelos curvos que reduziam a distorção. Ele também coletou dados para muitos locais, da Grã-Bretanha ao Oriente Médio. Ele usou um meridiano principal através das Ilhas Canárias, para que todos os valores de longitude fossem positivos. Embora o sistema de Ptolemeu fosse sólido, os dados que ele usava frequentemente eram ruins, levando a uma superestimação grosseira (em cerca de 70%) do comprimento do Mediterrâneo.:551–553
O cronômetro
Em resposta aos problemas de navegação, uma série de potências marítimas europeias ofereceram prêmios por um método para determinar a longitude no mar. O mais conhecido é o Longitude Act, aprovado pelo Parlamento da Grã-Bretanha em 1714.:8 Ofereceu dois níveis de recompensas, para soluções dentro de 1° e 0,5°. As recompensas foram concedidas para duas soluções: distâncias lunares, tornadas práticas pelas tabelas de Tobias Mayer desenvolvidas em um almanaque náutico pelo Astrônomo Real Nevil Maskelyne; e pelos cronômetros desenvolvidos pelo carpinteiro e relojoeiro de Yorkshire John Harrison. Harrison construiu cinco cronômetros ao longo de mais de três décadas. Este trabalho foi apoiado e recompensado com milhares de libras do Board of Longitude, mas ele lutou para receber dinheiro até o prêmio máximo de £ 20 000, recebendo finalmente um pagamento adicional em 1773 após a intervenção do parlamento.
Os principais métodos para determinar a longitude estão listados abaixo. Com uma exceção (declinação magnética) todos dependem de um princípio comum, que era determinar um tempo absoluto a partir de um evento ou medição e comparar o tempo local correspondente em dois locais diferentes. Com exceção da declinação magnética, todos provaram métodos práticos. Desenvolvimentos em terra e no mar, no entanto, foram muito diferentes. A longitude em um ponto pode ser determinada calculando a diferença de tempo entre a sua localização e o Tempo Universal Coordenado (UTC). Como há 24 horas em um dia e 360 graus em um círculo, o sol se move pelo céu a uma taxa de 15 graus por hora (360° ÷ 24 horas = 15° por hora). Portanto, se o fuso horário de uma localização estiver três horas à frente do UTC, essa localização está próxima de 45° de longitude (3 horas × 15° por hora = 45°). A palavra próxima é usada porque o ponto pode não estar no centro do fuso horário; também os fusos horários são definidos politicamente, de modo que seus centros e limites frequentemente não se situam em meridianos múltiplos de 15°. Para realizar este cálculo, no entanto, é necessário um cronômetro (relógio) ajustado para o UTC e é necessário determinar o tempo local por observação solar ou astronômica. Os detalhes são mais complexos do que descrito aqui: veja os artigos sobre Tempo Universal e sobre a equação do tempo para mais detalhes.
A longitude é dada como uma medida angular com 0° no Meridiano Principal, variando de −180° a oeste até +180° a leste. A letra grega λ (lambda) é usada para denotar a localização de um lugar na Terra a leste ou oeste do Meridiano Principal. Cada grau de longitude é subdividido em 60 minutos, cada um dos quais é dividido em 60 segundos. Uma longitude é, portanto, especificada em notação sexagesimal como, por exemplo, 23° 27′ 30″ E. Para maior precisão, os segundos são especificados com uma fração decimal. Uma representação alternativa usa graus e minutos, e partes de um minuto são expressas em notação decimal, assim: 23° 27.5′ E. Os graus também podem ser expressos como uma fração decimal: 23.45833° E. Para cálculos, a medida angular pode ser convertida para radianos, de modo que a longitude também pode ser expressa desta forma como uma fração assinada de π (pi), ou uma fração não assinada de 2π.
O comprimento de um grau de longitude (distância leste-oeste) depende apenas do raio de um círculo de latitude. Para uma esfera de raio a esse raio na latitude φ é a cos φ, e o comprimento de um arco de um grau (ou .mw-parser-output .sfrac{white-space:nowrap}.mw-parser-output .sfrac.tion,.mw-parser-output .sfrac .tion{display:inline-block;vertical-align:-0.5em;font-size:85%;text-align:center}.mw-parser-output .sfrac .num{display:block;line-height:1em;margin:0.0em 0.1em;border-bottom:1px solid}.mw-parser-output .sfrac .den{display:block;line-height:1em;margin:0.1em 0.1em}.mw-parser-output .sr-only{border:0;clip:rect(0,0,0,0);clip-path:polygon(0px 0px,0px 0px,0px 0px);height:1px;margin:-1px;overflow:hidden;padding:0;position:absolute;width:1px}π/180 radiano) ao longo de um círculo de latitude é Quando a Terra é modelada por um elipsoide esse comprimento de arco se torna onde e, a excentricidade do elipsoide, está relacionada aos eixos maior e menor (os raios equatorial e polar respectivamente) por
