شكل الأرض وأبعادها

[هانى أبو الحمايل]

شكل الأرض وأبعادها :عرف العلماء منذ زمن بعيد شكل الأرض وأبعادها المختلفة ، وتمكنوا من تقدير ذلك تقديرًا علميًّا دقيقًا . وقد كانت أول محاولة جدية لقياس محيط هذه الكرة قد جاءت من مصر قبل أكثر من 2000 سنة ق.م ، على يد عالم يوناني يعيش في مصر ويدعى «إيراتو ستين Eratosthenes» ، وكان يشغل وقت ذاك أمين مكتبة الإسكندرية ، حيث استطاع أن يقيس محيط الأرض بشكل تقريبي على الرغم من أنه لم يكن معروفًا لديه في ذلك الوقت غير جزء صغير من العالم – إذ كانت الأمريكتان وأستراليا مجهولة لدى العالم اليوناني في عهده.أما من حيث الشكل فإنه منذ الماضي البعيد ، قد عرف الإنسان أن الأرض تأخذ شكلاً كرويًّا ، واستدلوا على ذلك من عمليات الكسوف والخسوف ، حيث تنطبع صورة الأرض على القمر ، وعرف العرب أن الأرض كروية ، ورسموا خرائطهم أيضًا في معظمها على شكل كروي . وبعدما تطورت العلوم الفلكية وتمت القياسات بأجهزة دقيقة أمكن إثبات أن الكرة الأرضية لا تأخذ الشكل الكروي الكامل ، وإنما هناك فارق في أبعادها مما أدى إلى اتخاذها الشكل البيضاوي ، ويظهر ذلك من اختفاء السفن تدريجيًّا بالابتعاد عن السواحل ، مما يعكس أن الأرض منحنية أو كروية على وجه الدقة وليست مسطحة.1- تشرق الشمس على الأماكن الشرقية من العالم قبل الأماكن الغربية ، ولو كانت الأرض مسطحة لشوهدت الشمس في جميع أنحاء العالم في وقت واحد ، ولغابت أيضًا في توقيت محدد من جميع أجزاء الأرض .2- رؤية الإنسان لأعالي السفن في الأفق قبل أسفلها .3- ظل الأرض على سطح القمر أثناء الكسوف يأخذ الشكل الدائري ، والشكل الهندسي الوحيد الذي يظهر في كل الأوقات وتحت كل الظروف الشكل الدائري هو الشكل الكروي .4- إن الشخص الواقف على شاطئ البحر لا يستطيع أن يرى إلا لمسافة قصيرة ، ولو أراد أن يرى لمسافة أبعد لوجب عليه أن يصعد فوق تل أو جبل .5- لوحظ أن شكل جميع الكواكب الأخرى والأجسام الكبيرة كروي ، ولذا فيقتضي المنطق أن تكون الأرض هي الأخرى كروية .6- تتسع دائرة الأفق بزيادة الارتفاع ، وحيث إنه يمكن ملاحظة اتساع دائرة الأفق من أي نقطة من سطح الأرض فمن الممكن استنتاج أن الأرض على شكل دائرة.7- من الممكن الدوران حول العالم في اتجاهات مختلفة والعودة إلى نفس نقطة الرحيل، وهذا العمل لا يتم إلا على السطح الكروي فقط .8- تزداد النجوم في ارتفاعها كلما رحل المسافر من المناطق الاستوائية إلى المناطق القطبية ؛ لذا ينثني سطح الأرض في الاتجاه من الشمال إلى الجنوب .9- تبين الصور التي أخذت عن طريق الأقمار الصناعية والصواريخ وسفن الفضاء بوضوح استدارة سطح الأرض .وكان من نتائج اتخاذ الكرة الأرضية شكلا بيضاويًّا أن أصبح طول المحور القطبي الذي يصل بين القطبين الشمالي والجنوبي يختلف عن طول المحور الاستوائي الذي ينتصف الكرة الأرضية ويتعامد عليه .ويبلغ طول المحور الاستوائي 7927 ميلاً ، بينما يقل طول المحور القطبي عن ذلك قليلا حيث يصل إلى 7900 ميل فقط ؛ أي أن المحور الاستوائي يزيد عن المحور القطبي بنحو 27 ميلاً (43.2 كم) ، وهذا يجعل الكرة الأرضية تزيد في شكلها – أي تصبح منبعجة عند خط الاستواء ، في حين تنضغط نسبيًّا – أي تصبح مفلطحة – عند القطبين ، ويصبح طول نصف القطر القطبي أقل من نصف القطر الاستوائي بحوالي 13.5 ميل .ولكن للأرض تأثيرًا كبيرًا في قوة الجذب التي تخضع لها جميع الأجسام . ولولا عظم هذه القوة لما تمكنت الأرض من الاحتفاظ بالغلاف الغازي الذي يحيط بها . ويذكر العلماء أن الأرض في بدء تكوينها كانت أصغر حجمًا وأقل كتلة مما هي عليه الآن ؛ ولهذا لم تستطع الاحتفاظ بشيء من الغازات حولها ، ولكنها بعد أن كبرت توفر لها من قوة الجذب ما مكنها من الاحتفاظ ببعض الغازات .ويقال أنها لم تبدأ في الاحتفاظ بالغلاف الغازي المحيط بها إلا بعد أن بلغ طول قطرها 4000 ميلاً تقريبًا . أما قبل ذلك فكانت قوة الجذب أضعف من أن تحتفظ لها بأي غاز من الغازات التي يتألف منها الهواء . ويقال أيضًا أن القمر لم يستطع حتى الآن الاحتفاظ بأي غلاف غازي حوله ؛ لأنه ما زال صغير الجسم والكتلة .والقاعدة العامة أن وزن أي جسم من الأجسام التي توجد على وجه الأرض يتوقف على عاملين هما : كتلة الأرض وكتلة هذا الجسم ، وما الوزن إلا مقدار القوة التي ينجذب بها الجسم نحو الأرض . ويختلف هذا المقدار تبعًا لكتلة الأرض وهو الكوكب الذي يسبب الجذب وكتلة الجسم الذي يخضع لها الجذب .ونظرًا لأن كتلة القمر أصغر من كتلة الأرض ، فإن العلماء يقدرون قوة جذب القمر للأجسام التي تقع عليه بسدس قوة جذب الأرض لها ، فإذا بلغ وزن إنسان ما على سطح الأرض 85 كيلو جرام ، فإنه لا يزيد على القمر سوى 12.5 كيلو جرام ، ولا يزن على عطارد سوى 32 كيلو جرام . أما على جسم كبير كجسم الشمس فإن الإنسان يزيد طنين أو ثلاثة أطنان ، وعندئذ لا يقوى هيكله العظمي على حمل هذا الجسم الثقيل ؛ إذ أنه يتهشم تحته ويتحول إلى حطام ، ومن هنا نستطيع أن ندرك أن الإنسان بصورته الحالية سواء من ناحية حجمه أو مقدرته على الاحتمال هو أنسب الصور وأكثرها ملائمة لكتلة الأرض .حركة الأرض :للأرض حركتان منتظمتان ، تقفان وراء معظم الظاهرات الجغرافية الطبيعية والبشرية – إن لم يكن كلها ، فهي تدور حول محورها مرة كل يوم وينتج عنها ظاهرتا الليل والنهار ، وهي تدور كذلك حول الشمس مرة كل سنة ، وينتج عنها الفصول الأربعة، كما يعتقد أن الأجسام الفضائية تدور حول مركز الكون .وفيما يلي دراسة لأهم حركات الأرض :أ- دوران الأرض حول محورها :تدور الأرض حول نفسها من الغرب إلى الشرق مرة كل 24 ساعة (23 ساعة و26 ثانية) . وينشأ عن هذه الحركة ظاهرتا الليل والنهار . وهي بطولها هذا ؛ أي الـ 24 ساعة تلائم الحياة البشرية على وجه الأرض ملائمة تامة ، فإذا قدر لها أن تطول عن هذا القدر كأن صارت شهرًا مثلاً ، فإن الوقت الذي يتعرض فيه أي جزء من أجزاء الأرض لأشعة الشمس يطول هو الآخر ، وينجم عن ذلك أن حرارة الشمس تشتد في هذا الجزء اشتدادًا لا يسمح ببقاء أي نوع من أنواع الحياة التي نعرفها ، ويطول بالمثل الوقت الذي تختفي فيه أشعة الشمس من أي جزء من أجزائه ، وينجم عن ذلك بطبيعة الحال أن تشتد البرودة فيه اشتدادًا يقضي على أي كائن حي .وعلى الرغم من السرعة الفائقة التي تدور بها الأرض حول نفسها أو حول الشمس فإننا لا نشعر بها لأن كل شيء عليها من صخور ومياه وهواء وحياة يتحرك في وقت واحد بنفس السرعة ، والحقيقة أننا لا نشعر بدوران الأرض لعدة أسباب منها : انتظام دوران الأرض ، وجذب الأرض لكل الأجسام الموجودة عليها (الجاذبية الأرضية) .ولدوران الأرض حول محورها أثار أخرى في الحياة ، فحركتها من الغرب إلى الشرق هي التي جعلت الشمس تبدو لنا وكأنها تتحرك من الشرق إلى الغرب ، وبذلك حددت ظهورها في كل يوم من جهة الشرق ، وحددت غروبها من جهة الغرب ؛ وهي التي جعلت النجوم تحذو حذو الشمس وتتحرك حركة ظاهرية من الشرق إلى الغرب ، أي عكس الاتجاه تتحرك فيه الأرض . ومن أهم نتائج دوران الأرض حول محورها هو ظاهرة تعاقب الليل والنهار . فكل مكان على وجه الأرض يتمتع بضوء النهار من طلوع الشمس إلى غروبها ، ثم يأتي عليه الليل ويظل مظلمًا حتى الصباح التالي . وهكذا يتعاقب عليه النهار والليل نتيجة لدوران الكرة الأرضية حول نفسها من الغرب إلى الشرق . أما إذا كانت الأرض ثابتة أمام الشمس فلا يكون هناك تعاقب نهار وليل ، بل يظل جانبها المواجه للشمس نهارًا دائمًا ، وجانبها المظاهر للشمس ليلاً مستمرًّا ، وهذا مخالف للواقع . كما أدى دوران الأرض حول محورها إلى نشوء قوة طرد مركزية ، مما أدى إلى انبعاج الأرض عند خط الاستواء في حين أنها مفرطحة الشكل عند القطبين ؛ أي أن الأرض غير تامة الاستدارة .ودوران الأرض حول محورها هو الذي أثر في الرياح الدائمة وجعلها تلزم في حركتها اتجاهًا معينًا هو الاتجاه الذي حدده قانون «فرل» وينص هذا القانون على : (أن الرياح إذا تحركت على سطح الأرض فإنها تنحرف إلى يمين اتجاها في نصف الكرة الشمالي وإلى يسار اتجاهها في نصف الكرة الجنوبي) .وبتطبيق هذا القانون على الرياح الدائمة التي تهب على وجه الأرض نجد أن الرياح العكسية التي تهب في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي تنحرف نحو الشرق انحرافًا كبيرًا جعل العلماء يسمونها الرياح الغربية .ومن نتائج هذا الانحراف أن تعرضت الجهات الغربية من القارة الأوروبية لهبوب الرياح الغربية التي تأتي من المحيط الأطلنطي حاملة معها الدفء والمطر الأمر الذي أدى إلى قيام حياة نباتية وحيوانية غنية بهذه الجهات مثل غرب أوروبا لهبوب الرياح الغربية الدفئية ، وبذلك ظلت عظيمة البرودة قليلة الموارد .ويميل محور الأرض عن الوضع العمودي بمقدار 23.4 درجة تقريبًا ، وميله ثابت في اتجاه واحد لا يتغير ، وهو يحافظ على اتجاهه أثناء دوران الأرض حول الشمس .ترى قد يتساءل القاريء العزيز : ماذا يحدث لو لم يمل محور الكرة الأرضية بزاوية مقدارها 23.5 درجة ؟ والإجابة في منتهى السهولة وهي : سيصبح أحد نصفي الكرة الأرضية نهارًا دائمًا في هذا النصف المواجه للشمس ، والنصف الآخر ليلًا دائم وهو الذي لا يرى الشمس ، فسبحان الله العظيمومن هنا فقد تعود الإنسان أن يستريح في فترة من اليوم ، هي فترة الليل واعتاد الناس هذا النظام وألفوا هذه العادة ، وبهذه الفترة من الراحة تمكن الإنسان من استعادة نشاطه ، وأصبحت فترة النوم ضرورة من ضرورات حياة الإنسان فيها يستعيد نشاطه . فهناك إذًا صلة بين نظام حياة الإنسان وارتباطها بدورة الأرضب- دوران الأرض حول الشمس :تدور الأرض حول الشمس مرة واحدة في العام كل ¼ 365 يوم ، وتعرف هذه الحركة بالحركة السنوية للأرض ، وينشأ عنها ظاهرة الفصول الأربعة (الشتاء ، الربيع ، الصيف ، الخريف) .ونظرا إلى أن محور الأرض يميل عن الوضع العمودي بمقدار 23.5 درجة ، فإن دوران الأرض حول الشمس مع ميل المحور تنجم عنه عدة ظاهرات أهمها :1- ظاهرة الفصول الأربعة :تحدث الفصول الأربعة نتيجة دوران الأرض حول الشمس مع ميل المحور ، وبالتالي نجد أن أشعة الشمس لا تسقط في أية جهة من جهات الأرض بزاوية واحدة طوال السنة ، وإنما تختلف زاوية سقوطها من يوم إلى يوم ومن شهر إلى شهر ، وينجم عن ذلك تغير كبير في مقدار الحرارة التي تكسبها الأرض من الشمس ، فالفصل الذي يزداد فيه اكتساب الأرض لحرارة الشمس إلى أقصى درجة يعرف بالصيف وهو يرتبط بشهر يونية (21 يونية) ، حيث تتعامد الشمس على مدار السرطان عند خط عرض 23.5 درجة شمالاً، وبالتالي يصبح نصف الكرة الشمالي في فصل الصيف ، ويطول النهار ويقصر الليل . وأثناء دوران الكرة في مدارها حول الشمس ، وثبات ميل محور دورانها حول نفسها يصبح أقرب موضع لتعامد الشمس هي منطقة خط الاستواء ، وتتساوى بذلك الظروف بين نصفي الكرة ، وتصبح الشمس عمودية في 23 سبتمبر وهو فصل الخريف .وباستمرار دوران الأرض حول الشمس مع ثبات ميل محورها يصبح نصف الكرة الشمالي في القسم الثالث من السنة أبعد عن الشمس ، بينما النصف الجنوبي هو الذي يواجه الشمس بدرجة ومساحة أكبر ، فيصبح في النصف الجنوبي صيفًا (وهو الصيف الجنوبي) ، ويحل الشتاء في النصف الشمالي للكرة الأرضية ، وذلك في 22 ديسمبر ، حيث تتعامد الشمس على مدار الجدي .وتستمر الأرض في حركتها حول الشمس لتكمل القسم الرابع والأخير للسنة ، وتصبح الشمس متعامدة في هذه الحالة على خط الاستواء ، فيتساوى بذلك توزيع الأشعة بين نصفي الكرة ، ونصبح في فصل اعتدال وهو فصل الربيع ، وذلك في 21 مارس .وبذلك نكون قد وصلنا إلى الفصل الرابع من فصول السنة الذي يستمر حتى نهايته، ثم ندخل في 21 يونيه وهو فصل الصيف ، وندخل في سنة جديدة ، وكل فصل من هذه الفصول الأربعة يستغرق فترة زمنية تبلغ ثلاثة شهور .وبذلك تتعاقب الفصول الأربعة بنظامها الذي نعرفه ، وهو الشتاء ، ثم الربيع ، ثم الصيف ، ثم الخريف ، والسبب في ذلك أن أشعة الشمس إذا تعامدت على مدار الجدي مثلاً فإنها تنتقل بعد ذلك بالتدريج لكي تتعامد على خط الاستواء ، ثم على مدار السرطان، ثم على خط الاستواء مرة ثانية ، ثم على مدار الجدي من جديد .2- اختلاف طول الليل والنهار :يربط طول الليل والنهار ارتباطًا وثيقًا بالفصول الأربعة ، ويرجع ذلك إلى أن محور الأرض يميل عن الوضع العمودي بمقدار 23.5 درجة فيؤثر في نصفي الكرة الأرضية من حيث تعرضها لضوء الشمس ، فعند خط الاستواء يتساوى طول الليل والنهار على مدار العام بحيث يبلغ كلاهما 12 ساعة ، ويحدث العكس في نصف الكرة الجنوبي فيطول الليل ويقصر النهار بالاتجاه جنوبًا . وعند الدائرة القطبية الجنوبية ينعدم النهار . وعند القطبين نجد أن الصيف له يوم نهاري واحد طويل ، كذلك نجد أن الشتاء ذات يوم ليلي طويل ، وفيما بين خط الاستواء والقطبين تختلف أطوال الليل والنهار في مختلف الأماكن ، بل في المكان نفسه في أوقات مختلفة وفي خطوط العرض المتطابقة .وباستثناء منطقة خط الاستواء والتي يتساوى فيها طول الليل والنهار طوال السنة تقريبًا نجد أن طول نهار الصيف يزيد دائمًا عن طول ليله ، بينما يزيد طول ليل الشتاء عن طول نهاره في كل العالم .ونجد أن أطول نهار وأقصر ليل في السنة يكونان في يوم 21 يونيه في نصف الكرة الشمالي وهو تاريخ الانقلاب الصيفي (فصل الصيف) ، بينما يكون أقصر نهار وأطول ليل في نفس النصف في يوم 21 ديسمبر وهو تاريخ الانقلاب الشتوي (فصل الشتاء) .ونجد أن أطول نهار وأقصر ليل في السنة يكونان في يوم 21 يونيه في نصف الكرة الشمالي وهو تاريخ الانقلاب الصيفي (فصل الصيف) ، بينما يكون أقصر نهار وأطول ليل في نفس النصف في يوم 21 ديسمبر وهو تاريخ الانقلاب الشتوي (فصل الشتاء) .ففي فصل الصيف يكون طول النهار عند خط الاستواء 12 ساعة ، ثم يزيد إلى 15 ساعة عند خط عرض 40 شمالاً ، و20 ساعة عند خط عرض 63 ، و24 ساعة عند الدائرة القطبية ؛ أي يكون هذا اليوم عندنا كله نهارًا ، ثم يتزايد عدد الأيام التي تكون كلها نهارًا حتى تصل إلى شهر كامل عند خط عرض 67 ، وأربعة أشهر عند خط عرض 68 ، ثم ستة أشهر عند القطب الشمالي نفسه .أما في فصلي الربيع والخريف ، وهما فصلا الاعتدالين فتكون الشمس متعامدة على خط الاستواء ، وعندئذ يكون الليل والنهار متساويين تقريبًا في كل العروض ، ويكون طول كل منهما 12 ساعة .3- توزيع الطاقة :نتج عن دوران الكرة الأرضية في مدارها حول الشمس مع ميل محورها بمقدار 23.5 وظهور الفصول الأربعة أن توزعت الطاقة بين نصفي الكرة بشكل متميز ، حيث تزيد الطاقة صيفًا في نصف الكرة الشمالي ، وتقل في النصف الجنوبي ، ويحدث العكس في فصل الشتاء ، مما أدى إلى تنوع الطاقة في أقاليم نصفي الكرة على مدار العام ، وأدى هذا إلى تنوع الإنتاج . أما لو كان دورانها حول محورها لا يميل بمقدار 23.5 ، فإن المناخ سوف يتسم بالثبات وتصبح المناطق الاستوائية دائمة الحرارة ، وتختفي الفصيلة من المناطق المحيطة بمدار السرطان أو بمدار الجدي ، وهذا سوف يخل بقانون «فرل» وتحدث تغيرات تختلف عن التنوع البيئي الحالي الموجود على سطح الكرة الأرضية .خطوط الطول ودوائر العرض :تدور الأرض حول نفسها على طول محور شمالي جنوبي (محور وهمي) يحدد طرفاه نقطتي القطبين اللتين على أساسهما ترسم شبكة خطوط الطول ودوائر العرض وهي مجموعة من الخطوط الوهمية التي تحيط بالأرض .وتتمثل هذه الشبكة في مجموعتين من الخطوط : المجموعة الأولى تأخذ اتجاهًا شرقيًّا غربيًّا في شكل دوائر متوازية تحيط بجسم الأرض ، وتتعامد على كورها ، وتعرف بدوائر العرض . والمجموعة الثانية تأخذ اتجاهًا شماليًّا جنوبيًّا فيما بين القطبين الشمالي والجنوبي وتعرف بخطوط الطول .أولا : دوائر العرض :وهي عبارة عن دوائر كاملة موازية لدائرة العرض الرئيسية وهي خط الاستواء وموازية لبعضها البعض ، ويبلغ عددها 180 دائرة ، وهي تتقاطع مع خطوط الطول بزوايا قائمة ، وتسير دوائر العرض في اتجاه من الشرق إلى الغرب .وقد جعلت الدائرة الاستوائية أساس الدوائر العرضية ورمز لها برقم صفر وبقية الدوائر في شمالها وجنوبها موازية لخط الاستواء ، وأعطيت أرقامًا تبدأ أو تنتهي عند 90 شمالاً وجنوبًا ، ونحن عادة لا نرسم جميع الدوائر ، بل نرسم أهم هذه الدوائر مثل : خط الاستواء ، ومدار السرطان ، ومدار الجدي ، الدائرة القطبية الشمالية ، والدائرة القطبية الجنوبية ، كما نحدد على الدائرة نقطتي القطب الشمالي والقطب الجنوبي .أهم خصائص دوائر العرض :تتميز دوائر العرض بمجموعة من الخصائص وأهمها هي :1- تتقاطع هذه الدوائر مع خطوط الطول بزوايا قائمة .3- جميع هذه الدوائر عدا خط الاستواء دوائر صغرى .4- لكل منطقة على سطح الأرض درجة عرض ثابتة تقاس بالبوصة وكرسها من دقائق وثواني .5- يبلغ عدد هذه الدوائر 180 دائرة ، منها 90 شمال خط الاستواء ، و90 جنوب خط الاستواء .6- المسافة بين دوائر العرض متغيرة ، فلو كانت الأرض كرة تامة التكوين لكانت المسافة بين كل دائرتين متتاليتين متساوية أو ثابتة ، ولكن نظرًا لاختلاف شكل الأرض عن الشكل الكروي التام ، فإن هذه المسافة تكبر قليلاً كلما اتجهنا نحو القطبين . فعند خط الاستواء يكون طول درجة العرض مساويًا تقريبًا لطول درجة الطول ، أو بعبارة أخرى يكون طول درجة العرض ؛ أي المسافة بين دائرة الاستواء والدائرتين شمالاً وجنوبًا هو 110.5 كم ، وطول الدقيقة 1.8 كم والثانية من الكيلومتر .ولكي نلاحظ الفرق نذكر أن المسافة بين درجة عرض 89 ودرجة عرض 90 هي 111.7 كم تقريبًا . والمسافة بين كل خط عرض والذي يليه نظريًّا 69 ميلًا تقريبًا ، حيث يؤدي تفلطح القطبين إلى عدم التساوي الدقيق بين خطوط العرض ، حيث تتضاءل قليلاً عند خط الاستواء (68.7 ميل) وتتباعد قليلاً عند القطبين (69.4 ميل) .دوائر العرض الرئيسية :هناك خمسة خطوط عرض ذات أهمية خاصة ، من بين دوائر العرض التي يبلغ عددها 180 دائرة ، والتي تبدأ من خط الاستواء (صفر) ، وتنتهي عند نقطة القطب الشمالي (90 شمالاً) ، وعند القطب الجنوبي (90 جنوبًا) .وأهم هذه الدوائر هي :1- خط الاستواء Equator : ودرجته صفر وهو يقسم الكرة الأرضية إلى نصفين: شمالي وجنوبي ، وهو أكبر دائرة عظمى على سطح الكرة الأرضية .2- مدار السرطان Tropic of Cancer : ودرجته 23.5 ، ويقع شمال خط الاستواء في نصف الكرة الشمالي .3- مدار الجدي Tropic of Capricorn : ودرجته 23.5 ، ويقع جنوب خط الاستواء في نصف الكرة الجنوبي .4- الدائرة القطبية الشمالية Arctic Circle : ودرجتها 66.5 شمال خط الاستواء.5- الدائرة القطبية الجنوبية Antarctic Circle : ودرجتها 66.5 جنوب خط الاستواء .6- القطبان Polaris : وهي مجرد نقطتين عند طرفي محور الأرض ، ودرجة كل منهما 90 شمالاً (القطب الشمالي) ، و 90 جنوبًا (القطب الجنوبي) .المناطق الحرارية في العالم :أمكن باستخدام دوائر العرض تقسيم العالم إلى خمس مناطق حرارية رئيسية وهي :1- المنطقة الحارة : وتقع بين مدار السرطان في الشمال ومدار الجدي في الجنوب .2- المنطقة المعتدلة الشمالية : وتقع بين مدار السرطان والدائرة القطبية الشمالية .3- المنطقة المعتدلة الجنوبية : وتقع بين مدار الجدي والدائرة القطبية الجنوبية .4- المنطقة الباردة الشمالية : وتقع إلى الشمال من الدائرة القطبية الشمالية .5- المنطقة الباردة الجنوبية : وتقع إلى الجنوب من الدائرة القطبية الجنوبية .وتجدر الإشارة إلى أن المسافة بين مدار السرطان ومدار الجدي هي المسافة التي يمكن للشمس أن تتعامد على أي نقطة فيها على مدار السنة . بينما خط الاستواء تتعامد عليه الشمس مرتين في السنة ، بينما المسافة المحصورة بين الدائرة القطبية الشمالية والدائرة القطبية الجنوبية هي مسافات قد تغيب عنها أشعة الشمس خلال النهار لبعض الوقت على مدار السنة . ومن الطبيعي أنه يمكن للمرء أن يحدد دائرة العرض الواقع عليها .أهمية دوائر العرض :تتمثل أهمية دوائر العرض في أنها تفيد في التعرف على تعيين المواضع والأماكن المختلفة على سطح الكرة الأرضية بدقة ، وذلك من خلال تعيين موقع مكان ما وتحديد موضعه بالنسبة لخط الاستواء شمالاً أو جنوبًا ، وذلك من خلال درجات العرض . كما تفيد في معرفة الأقاليم المناخية والنباتية ، حيث توجد فروق واضحة في المناخ والنبات تبعًا لموقع الأقاليم من خط الاستواء أو القطب ، فكلما اقتربنا من خط الاستواء تزيد الحرارة وتصبح مرتفعة طوال العام ، بينما تقل درجة الحرارة بالاتجاه شمالاً أو جنوبًا من خط الاستواء . كما تختلف صورة الغابات والغطاء النباتي تبعًا لذلك ، كما أن الأمطار تكون أقل مطرًا بالبعد عن خط الاستواء . كما أنه من خلال دائرة العرض تم تقسيم العالم إلى مناطق حرارية رئيسية والتي سبق الإشارة إليها ، كما تفيد دوائر العرض في تعيين المواقع والاتجاهات اللازمة للبحارة والطيارين والمسافرين .كما أن تعدد دوائر العرض داخل الإقليم الجغرافي قد انعكس على تنوع المحاصيل الزراعية والنبات الطبيعي ، كما انعكس ذلك أيضًا على تنوع الأنشطة الاقتصادية لسكانه، الأمر الذي ينعكس بدوره على العلاقات الاقتصادية بين السكان داخل الإقليم والمتمثلة في التبادل الاقتصادي للمحاصيل أو الموارد الاقتصادية الزراعية ، وهذا كله يعد أحد مصادر غنى الأقليم ، الأمر الذي ينعكس على سكانه .ثانيًا : خطوط الطول :هي عبارة عن أنصاف دوائر تصل ما بين نقطتي القطب الشمالي والجنوبي للأرض ، وبها يمثل كل خطي طول متقابلين دائرة عظمى كاملة ، وكل خط بالتالي نصف دائرة .كما اصطلح على تسمية خطوط الطول «بالمريديان Meridian» ؛ أي خطوط الزوال أو خطوط الظهيرة لمنتصف النهار ، وهي عمودية على دائرة العرض الاستوائية ، كما أنها متساوية من حيث الطول فقط .خصائص خطوط الطول :أهم هذه الخصائص هي :1- كل خطوط الطول تتجه نحو اتجاه شمالي – جنوبي حقيقي .2- تتباعد هذه الخطوط جميعًا عند خط الاستواء وتتقارب إلى الشمال أو الجنوب منه حتى تلتقي عند نقطة القطب .3- يمكن رسم عدد لا نهائي من خطوط الطول على سطح الكرة الأرضية . وبذلك فإن هناك خط طول لأي نقطة يمكن اختيارها على الأرض .4- يبلغ عدد خطوط الطول 360 خطًّا منها 180 خطًّا شرق خط جرينتش ، و180 خطًّا تقع غرب خط جرينتش .وقد كان لكل دولة خط طول أساسي خاص بها ، وذلك حتى عام 1884 م ، عندما اتفق دوليًّا على اتخاذ خط الطول الذي يمر بالمرصد الملكي الواقع بقرية «جرينتش Green which» جنوب شرق لندن كخط أساسي صفر ، وبذلك أصبح هناك 180 خطًّا غرب خط الأساس ، و180 خطًّا شرق خط الأساس ، وبذلك يصبح هناك خطًّان يحملان ذات الترقيم : أحدهما شرقًا والآخر غربًا فيما عدا خط 180 فهو خط واحد شرقًا وغربًا ، ويضع مع خط الأساسي (صفر) أو جرينتش دائرة عظمى ويمثل مجموعها 180درجة .وعادة ما تحدد خطوط الطول المكان طبقًا لبعدها عن خط الأساس ليس فقط بالدرجات وإنما بالدقائق والثواني ، كما هو الحال خطوط العرض على أنه يذكر ما إذا كان هذا البعد إلى الشرق أم إلى الغرب من خط الأساس . وبذلك أصبح من الممكن تحديد موقع أية نقطة على سطح الأرض بدقة تامة عن طريق تحديد نقطة تقاطع خط عرضها مع خط طولها .وتفيد خطوط الطول في تحديد موقع أي مكان على سطح الأرض بمعرفة طوله وبالتالي مقدار بعده عن خط جرينتش . كما يمكن تعيين زمن أي موقع على سطح الأرض من خلال خطوط الطول .خطوط الطول وعلاقتها بالزمن :تستغرق أية نقطة على سطح الأرض كي تعود لنفس موقعها من الشمس 24 ساعة أو يومًا كاملاً ، ويعرف هذا اليوم باليوم الشمسي ، ولما كان تحديد بداية يوم أو نهاية آخر لابد وأن يكون على أساس وصول الشمس إلى الموقع كان البحث في أي ساعات شروق الشمس تكون الأنسب لاتخاذها بداية اليوم الشمسي .ولما كانت ساعات شروق الشمس وغروبها تختلفان من موقع إلى آخر طبقًا لخط عرض المكان ، ولما كان وقت الزوال أو ساعة الظهيرة ( 12 ظهرًا ) هو أكثر ثباتًا كان أكثر ملائمة لتحديد بداية اليوم ، لاسيما كونه ظاهرة تتوالى بذات الثبات تقريبًا كافة خطوط الطول البالغ عددها 360 خطًّا .وبذلك يكون الوقت ليس واحدًا في جميع جهات العالم ، فقد يكون نهارًا في بعض الجهات ، وليلاً في بعضها الآخر ، وقد يكون صباحًا في مكان ومساءً في مكان غيره . ويرجع السبب في اختلاف الوقت في جهة عنه في جهة أخرى إلى أن الأرض ليست منبسطة حتى تظهر الشمس على جهاتها جميعًا دفعة واحدة ، أو تغيب عنها دفعة واحدة ، وإنما هي كرة لا يتعرض منها لضوء الشمس في أي وقت من الأوقات إلا نصفها ويكون عنده نهار ، أما النصف الثاني فيحتجب عنه الضوء ويكون عنده ليلًا .والواقع أن الشمس لا تسير ، وإنما هي ثابتة في مكانها ؛ أي حركتها التي تبدو فليست إلا حركة ظاهرية نشأت بسبب دوران الأرض حول نفسها من الغرب إلى الشرق على مرأى من الشمس .وقد كان لكل دولة في الماضي جداولها الزمنية الخاصة بها المبنية على أوقات الزوال ، إلا أنه مع تقدم وسائل الاتصال بين الدول ظهرت الحاجة إلى إيجاد علاقة زمنية بين كافة أجزاء سطح الأرض ، وذلك عن طريق تحويل خطوط الطول الفاصلة بين المواقع بعضها وبعض إلى فروق زمنية.ونظرًا لأن الأرض تتم دورتها الكاملة حول محورها ؛ أي 360 درجة في 24 ساعة .وبالتالي فإن المدة التي تستغرقها درجة الطول أمام الشمس= 24 ساعة ÷ 360 درجة طولية = 1 ÷ 15 من الساعة ؛ أي 4 دقائق .وللتوضيح أكثر عزيزي القارئ نؤكد على أن الأرض أثناء دورانها تقطع الدرجة الواحدة في 4 دقائق ، أو تقطع 15 درجة في الساعة . وهذا يعني أن الفاصل بين كل خط طولي والآخر 4 دقائق .ويجب عند حساب فروق الزمن بين المدن وبعضها البعض أن نضيف الفرق في الزمن للمواقع التي تقع شرق خط جرينتش ، ونطرحه من توقيت المواقع التي تقع غرب جرينتش .ولما كانت الشمس تشرق على الجهات الشرقية قبل الجهات الغربية فإن وقت الظهر يحل في البلدان الشرقية قبل البلدان الغربية ، لذلك فعند السفر إلى أية دولة ناحية الشرق يجب أن يقدم المسافر ساعته ، بينما تؤخر الساعة عند السفر إلى أية دولة ناحية الغرب .تعيين زمن مكان ما :كثيرًا ما يتساءل البعض عن فروق التوقيت ومعرفة الزمن بين الدول وبعضها البعض ، وهل هذه الدول الآن يوجد بها ليل أم نهار ، وكيف يتم حساب هذه الفروق ؟لذلك عزيزي القارئ نظرًا لأهمية هذا الموضوع فسوف أقوم بشرح طريقة حساب الزمن ، ثم أقوم بطرح أمثلة تطبيقية .لمعرفة زمن مكان ما نتبع الخطوات التالية :1- نحسب الفرق في درجات الطول بين المكان الذي تعين زمنه وأي خط آخر زمنه معروف .2- تحول هذه الدرجات إلى دقائق .3- تحول الدقائق إلى ساعات .4- نضيف الدقائق أو الساعات إذا كان المكان واقعًا في الشرق وننقصها إذا كان المكان واقعًا في الغرب .لابد أن تميز الزمن بإحدى الكلمتين صباحًا أو مساءً ويبدأ اليوم الساعة الصفر (منتصف الليل) فالساعة الواحدة بعد منتصف الليل هي الواحدة صباحًا ، الواحدة مساءً هي الساعة 13 .أمثلة تطبيقية :مثال (1) :إذا كان الساعة 12 ظهرًا في مدينة لندن الواقعة على خط جرينتش فكم تكون الساعة في مدينة القاهرة الواقعة على خط طول 30 شرقًا ؟الإجابة :الفرق بين درجات الطول بين المدينتين= 30 – صفر ؛ لأن مدينة لندن تقع على خط جرينتش ودرجته صفر .= 30 خط طول .الفرق في الزمن بين المدينتين = 30 × 4 = 120 دقيقة .= 120 دقيقة ÷ 60 = 2 (ساعة) .ونظرًا لأن مدينة القاهرة تقع إلى الشرق ، حيث يحل الظهر بها قبل لندن فنضيف ساعتين لمعرفة زمن القاهرة .إذًا زمن القاهرة = 12 ظهرًا + 2 ساعة = 2 بعد الظهر ؛ أي 2 مساءً .مثال (2) :إذا كانت الساعة 3 بعد الظهر (مساءً) في مدينة القاهرة والواقعة على خط طول 30 شرقًا فكم تكون الساعة في مدينة نيويورك الواقعة على خط طول 75 غربًا ؟الإجابة :نظرًا لأن مدينة القاهرة تقع شرق جرينتش ، ومدينة نيويورك تقع غربه فإنه في هذه الحالة عند إيجاد الفرق بين خطوط الطول نقوم بعملية جمع هذه الخطوط .الفرق بين درجات الطول بين المدينتين = 30 + 75 = 105 خط طول .الفرق في الزمن بين المدينتين = 105 × 4 = 420 دقيقة= 420 ÷ 60 = 7 ساعاتبما أن نيويورك تقع غرب القاهرة فإن توقيتها يتأخر عن توقيت القاهرة .إذًا زمن نيويورك = 15 مساءً – 7 = 8 صباحًا .ملحوظة الساعة 3 بعد الظهر (مساءً) تساوي 15 .مثال (3) :إذا كانت الساعة 2 مساءً في مدينة السلوم المصرية والواقعة على خط طول 25 شرقًا فكم تكون الساعة في مدينة طرابلس( ) عاصمة الجماهيرية العربية الليبية والواقعة على خط طول 15 شرقًا ؟الإجابة :الفرق بين درجات الطول بين المدينتين = 25 – 15 = 10 خط طول .الفرق في الزمن بين المدينتين = 10 × 4 = 40 دقيقة .ولما كانت طرابلس تقع إلى الغرب من السلوم فإن زمنها يكون متأخرًا عن زمن السلوم .إذًا زمن طرابلس = 2 مساءً – 40 دقيقة = 20 دقيقة و1 ساعة مساءً .بما أن نيويورك تقع غرب القاهرة فإن توقيتها يتأخر عن توقيت القاهرة .إذًا زمن نيويورك = 15 مساءً – 7 = 8 صباحًا .


الزمن المحلي :من الصعب جدًّا أن يكون لكل مدينة أو قرية في كل قطر وقتها الخاص بها بحيث ينبغي ، حين ننتقل من قرية لأخرى ، أن نغير جميع ساعاتنا .ولذا فقد جرت العادة أن يختار كل قطر أو جزء من قطر كبير وقت قياس تستعمله جميع أجزائه . ويكون هذا الوقت في العادة الوقت المحلي ؛ لذلك فقد اتفق الناس كذلك على تقسيم العالم إلى مناطق زمنية ، لكل منها زمن غير الزمن الحقيقى الذي تحدده خطوط الطول لكي يراعي سكان المنطقة جميعًا هذا الزمن ، وذلك تيسيرًا لتنظيم مواعيد السكك الحديدية والطائرات وغيرها من وسائل النقل التي تنتقل من بلد إلى بلد .فسكان مصر مثلاً يحددون أوقاتهم وفقًا لزمن مدينة القاهرة ، يستوي في ذلك سكان القاهرة نفسها وسكان العريش في أقصى الشرق وسكان السلوم في أقصى الغرب ، ولولا هذا النظام لاضطربت مواعيد السفر بالسكك الحديدية هي وغيرها من وسائل المواصلات في طول البلاد وعرضها ، وتتفق مصر مع بلاد أوروبا الشرقية ومع السودان وجزء كبير من الدول الأفريقية الواقعة في الشرق مثل تنزانيا وكينيا وأوغندا في التوقيت .خط التاريخ الدولي International Date lineهو الخط المقابل لخط الطول الرئيسي (جرينتش) من الجهة الأخرى للكرة الأرضية، وهو خط طول 180 ، ولقد عرف بهذا الاسم في مؤتمر واشنطن الذي عقد عام 1884م ، وهذا الخط يقطع المحيط الهادي من أقصى شماله إلى أقصى جنوبه ، وهو أصلح خط لهذا الغرض ، حيث إن الفرق الزمني بين توقيته وتوقيت خط جرينتش يبلغ في مجموعه 24 ساعة ؛ أي يومًا كاملا ؛ لأن توقيته يسبق توقيت جرينتش بمقدار 12 ساعة لو حسبناه بالسير شرقًا ، ويتأخر عنه مثلها لو حسبناه بالسير غربًا . وبذلك يسبق التاريخ في شرق هذا الخط الأماكن التي تقع في غربه بيوم ، بحيث لو أشار التقويم الميلادي إلى يوم السبت في الشرق فإن غربه يكون تاريخه الجمعة .ونظرًا لأن هذا يخترق بعض الجزر الصغيرة فتم إجراء تعديل على هذا الخط بحيث يرسم أقواسًا تمنع تعدد التواريخ في تلك الجزر ، لذلك نجد أن هذا الخط ليس في تمام استواء خط جرينتش ؛ إذ يتعرج شرقًا لكي يكون التاريخ المطبق في الطرف الشرقي لسيبيريا هو نفس التاريخ المطبق في الجانب الأسيوي ، وإلى الجنوب من ذلك ينحرف الخط مرة أخرى نحو الغرب لكي يكون التاريخ في كل جزر ألوشيان هو نفس تاريخ الجانب الأمريكي . وإلى الجنوب من خط الاستواء يتزحزح الخط نحو الشرق لكي يكون التاريخ في مجموعات جزر فيجي وتونجا وغيرها من الجزر الموجودة في المنطقة هو نفس التاريخ الموجود في نيوزيلندا .شبكة الإحداثيات :هي خط وط بديلة لخطوط الطول ودوائر العرض ، ترسمها الدولة من نقطة معينة تسمى نقطة الأصل . وهي تغطي سطح أي جزء يقع على سطح الكرة الأرضية ، ولقد بدأ التفكير في عمل شبكة إحداثيات لكل دولة حتى يمكن إظهار مواقع الأماكن والظاهرات على الخرائط الكبيرة المقياس ، مثال ذلك : خريطة لمحافظة الجيزة أو منطقة شبه جزيرة سيناء في مصر . وترسم هذه الشبكة من الخطوط بالنسبة لنقطة ثابتة على خريطة الدولة تسمى نقطة الأصل ، والتي تختار عادة في ركن من أركان الدولة – ففي مصر على سبيل المثال – اتخذت نقطة الأصل لها في منطقة جبل العوينات في أقصى الركن الجنوبي الغربي لمصر . وبذلك تكون الإحداثيات وأبعادها إما أنها تبعد شمال هذه المنطقة وتعرف هذه الإحداثيات بالإحداثيات الشمالية (الشماليات) ، أو إنها تبعد إلى الشرق من هذه النقطة وتعرف بالإحداثيات الشرقية (الشرقيات) . وتأخذ هذه الإحداثيات ؛ أي الخطوط مسافات كيلومترية من نقطة الأصل وتظهر على الخريطة التفصيلية . فلو كانت إحداثيات موقع في مصر هو لكان معنى ذلك أن هذا الموقع يبعد عن نقطة الأصل (جبل العوينات) بمسافة 920 كم .