Pawe� Kowalski Po�udnik zero Dlaczego Greenwich?Na wsch�d od Greenwich", "na zach�d od Greenwich" - ta dodatkowa informacja przy opisie po�udnik�w na wewn�trznej ramce mapy dzi� jest dla ka�dego tak oczywista, �e wydawa�aby si� zb�dna. Ale do niedawna by�a ona konieczna dla poinformowania, kt�ry z po�udnik�w przyj�to na danej mapie za pocz�tkowy. O ile przy oznaczaniu szeroko�ci geograficznej nie by�o problemu, od kt�rego r�wnole�nika rozpocz�� liczenie (bo m�g� by� nim tylko najd�u�szy - r�wnik), to przyj�cie po�udnika zerowego by�o zawsze spraw� czysto umown�. Problem ten pojawi� si� ju� w staro�ytno�ci wraz z powstaniem pierwszych map w odwzorowaniach kartograficznych. Najbardziej znanym przyk�adem po�udnika pocz�tkowego z tego okresu jest po�udnik Wysp Szcz�liwych (dzisiejsze Wyspy Kanaryjskie). Przyj�� go na swojej mapie �wiata, za��czonej do dzie�a Geographike hyphegessis, wielki grecki astronom, matematyk i geograf Klaudiusz Ptolemeusz (90-168 r.n.e.). Na Ptolemeuszu ko�czy si� jednak okres rozwoju kartografii i geografii w staro�ytno�ci. Jak wiadomo, nast�pne dwana�cie wiek�w w historii Europy to okres upadku nie tylko tych dw�ch nauk. Dopiero na pocz�tku XV w., wraz z przypomnieniem i przet�umaczeniem na j�zyk �aci�ski m.in. dzie�a Ptolemeusza, przywr�cono naukowe podstawy geografii i kartografii. Przemiany spo�eczno-gospodarcze, nowe podr�e i odkrycia geograficzne spowodowa�y gwa�towny rozw�j wielu dziedzin nauki. Odkrycia geograficzne przyczyni�y si� do znacznego rozszerzenia horyzontu geograficznego, stwarzaj�c du�e zapotrzebowanie na nowe mapy �wiata, m�rz i ocean�w. Spektakularnym przejawem pr�b sprostania temu zapotrzebowaniu by�y zw�aszcza wielkie atlasy �wiata, kt�re zacz�y si� ukazywa� na zachodzie Europy (g��wnie w Niderlandach) w drugiej po�owie XVI wieku. Najs�ynniejsze z nich to holenderskie atlasy: Theatrum Orbis terrarum Abrahama Orteliusa (1570), Speculum Orbis terrarum Gerharda de Jode (1578) i Atlas sive cosmographiae meditationes Gerharda Merkatora oraz nieco p�niejszy Atlantis Appendix sive pars altera... (1630) Wilhelma Blaeu'a - wszystkie wielokrotnie wznawiane i wzbogacane nowymi mapami. Bardzo znana by�a w owym czasie r�wnie� oficyna Nicolasa Sansona, za�o�yciela francuskiej szko�y kartograficznej, kt�ra wyda�a ponad 140 map i atlas�w. Opr�cz tych wielkich oficyn by�y dziesi�tki mniejszych zak�ad�w w ca�ej Europie, wydaj�cych mapy �wiata, Europy, m�rz i kraj�w. Ka�dy z tych wydawc�w, a cz�sto tak�e sam autor, chc�c podkre�li� w�asn� odr�bno��, przyjmowa� na swoich mapach inny po�udnik zerowy. Dla map �wiata przyjmowano cz�sto za Ptolemeuszem po�udnik Wysp Szcz�liwych, ale wspomniany Merkator stosowa� przewa�nie po�udnik Azor�w, Blaeu - Pico de Teide na Teneryfie (Wyspy Kanaryjskie), inni jeszcze - po�udnik Zielonego Przyl�dka czy jednej z Wysp Zielonego Przyl�dka. Chc�c przerwa� t� niewygodn� dla u�ytkownik�w map dowolno��, Ludwik XIII, na wniosek kardyna�a Richelieu wyda� w 1634 roku edykt kr�lewski, w kt�rym nakazywa� francuskim wydawcom przyj�� za zerowy po�udnik przechodz�cy przez zachodni brzeg wyspy Ferro, najdalej na zach�d wysuni�tej w archipelagu Wysp Kanaryjskich. Niestety, nie tylko le�a�a ona daleko od obserwatori�w astronomicznych, lecz nadto w celu przeprowadzenia pomiar�w trzeba by�o odbywa� podr�e morskie. Wobec tych trudno�ci w 1720 roku francuski kartograf Guillame Delisle zdefiniowa� po�udnik Ferro jako odleg�y dok�adnie 0 20� d�ugo�ci geograficznej na zach�d od Paryskiego Obserwatorium Gwiezdnego. Dlaczego jednak po�udnik Greenwich, a nie w�a�nie paryski lub jakikolwiek inny, zosta� uznany 110 lat temu za pocz�tkowy? Odpowied� na to pytanie da skr�towy zarys historii pomiar�w d�ugo�ci geograficznej i roli Kr�lewskiego Obserwatorium Greenwich w nawigacji morskiej. Greenwich - obserwatorium astronomiczne w dzielnicy Londynu za�o�one w 1675 roku Dziesi�� lat temu, z okazji 100 rocznicy ustanowienia po�udnika Greenwich po�udnikiem zerowym, poczta brytyjska wprowadzi�a seri� okoliczno�ciowych znaczk�w. Pierwszy, o nominale 16 pens�w, przedstawia symboliczny po�udnik zerowy na tle Ziemi widzianej z kosmosu, drugi (201/2 pensa) - na tle XIX-wiecznej mapy morskiej, trzeci (28 pens�w) na tle widoku Obserwatorium Kr�lewskiego. Czwarty znaczek (31 pens�w) pokazuje plan ko�a po�udnikowego Airy'ego z przebiegaj�cym przez teleskop po�udnikiem zerowym W XVII wieku powsta�y w Europie pierwsze sta�e obserwatoria astronomiczne: w Kopenhadze (w 1637 r.), w Gda�sku (1641), w Pary�u (1667-1671), w Lund w po�udniowej Szwecji (1670), wreszcie w Greenwich pod Londynem (1676). Od astronomii oczekiwano rozwi�zania problemu dok�adnego wyznaczania d�ugo�ci geograficznej w czasie podr�y morskich. Na l�dzie, w obserwatoriach astronomicznych, d�ugo�� astronomiczn� obliczano na podstawie r�nicy czasu charakterystycznych moment�w za�mie� Ksi�yca, rejestrowanych jednocze�nie przez wszystkie obserwatoria w Europie, oraz moment�w za�mie� czterech najwi�kszych ksi�yc�w Jowisza. Znacznie mniej dok�adna, a ponadto wymagaj�ca skomplikowanych oblicze� by�a opracowana przez Apiana w 1524 roku metoda k�towych odleg�o�ci Ksi�yca od jasnych gwiazd lub zakrycia gwiazd przez Ksi�yc. By�y to jednak metody zbyt skomplikowane dla �eglarzy i nie nadawa�y si� do stosowania w czasie podr�y morskich. W 1598 roku Kr�l Hiszpanii Filip II wyznaczy� du�� nagrod� za opracowanie metody wyznaczania d�ugo�ci geograficznej dla potrzeb �eglarzy. Jednak konkurs nie zosta� rozstrzygni�ty. Pr�b� ponowi� w 1714 roku Parlament angielski og�aszaj�c nagrod� (The Longitude Act, 1714) za podanie skutecznej metody okre�lania d�ugo�ci geograficznej na morzu. Nagroda ta mia�a wynosi� 10, 15 lub 20 tysi�cy funt�w szterling�w w zale�no�ci od tego, czy dok�adno�� wyznaczenia wynosi� b�dzie 1�, 40' czy 30". Wyp�acenie ca�ej sumy obwarowano klauzul�, �e metoda musi znale�� zastosowanie na statkach kursuj�cych mi�dzy Wyspami Brytyjskimi a Indiami Zachodnimi, jak nazywano w�wczas Ameryk�, z zachowaniem wymaganej dok�adno�ci pomiaru. Specjalna komisja Board of Longitude mia�a orzeka�, czy metody spe�niaj� wymagania konkursowe. Najprostszym i najpewniejszym sposobem obliczenia d�ugo�ci geograficznej by�oby por�wnanie tzw. czasu miejscowego, ustalonego np. z przelicze� astronomicznych z wyznaczonej wysoko�ci S�o�ca i czasu odczytanego na zegarze nastawionym wg wskaza� zegara na po�udniku pocz�tkowym. Przeszkod� by� jednak brak zegara o okre�lonej dok�adno�ci, przystosowanego do pracy na statku. W 23 lata po og�oszeniu konkursu John Harrison, 42-letni zegarmistrz-samouk, przedstawi� Komisji Parlamentu sw�j pierwszy model chronometru*. Dopiero jednak w 1764 roku czwarty model Harrisona spe�nia� wymagania konkursowe i w podr�y na trasie Portsmouth - Barbados chronometr omyli� si� zaledwie o 34 sekundy, co odpowiada�o b��dowi 9' �uku po up�ywie 7 tygodni �eglugi. Problem wyznaczania d�ugo�ci geograficznej zosta� zatem rozwi�zany. Parlament przyzna� Harrisonowi kwot� 10 tysi�cy funt�w; drug� po�ow� zatrzyma� w depozycie a� do czasu przeprowadzenia pr�b z dalszymi egzemplarzami - kopiami sprawdzonego chronometru. Jeden z egzemplarzy zabra� ze sob� James Cook w drug� i trzeci� wypraw� na Ocean Spokojny, dzi�ki czemu znacznie wzros�a dok�adno�� sporz�dzanych map nie poznanej dot�d cz�ci kuli ziemskiej. W 10 lat p�niej wyp�acono 81-letniemu Harrisonowi drug� po�ow� nagrody. W tym samym czasie komisja parlamentarna wyp�aci�a nagrod� w wysoko�ci 3000 funt�w spadkobiercom astronoma Johanna Tobiasa Mayera z Getyngi za sporz�dzenie tablic astronomicznych. W 1752 roku opublikowa� on tablice umo�liwiaj�ce okre�lanie d�ugo�ci geograficznej na podstawie ruchu Ksi�yca. Zosta�y one por�wnane z tablicami i katalogiem gwiazd Bradleya oraz sprawdzone praktycznie w podr�y morskiej w 1761 roku na Wysp� �wi�tej Heleny. Po tej podr�y opublikowano pierwsze wydanie Nautical almanac (tablice nawigacyjne) za rok 1767. W tablicach tych wszystkie niezb�dne dla �eglugi dane astronomiczne odniesione by�y do po�udnika Greenwich. Odt�d ukazuj� si� one corocznie po czasy wsp�czesne, przyczyniaj�c si� do ugruntowania znacznej ju� roli tego obserwatorium dla �eglugi, tym bardziej �e od 1750 roku wszystkie angielskie mapy morskie mia�y po�udnik zerowy Greenwich (przedtem po�udnik Londynu, poprowadzony przez kopu�� Katedry �wi�tego Paw�a). W 1833 roku zainstalowano na dachu budynku obserwatorium pierwszy oficjalny sygna� czasu: Greenwich-time-hall. Sygna� ten - od tamtego roku wysy�any dok�adnie o 13.00 - s�u�y� do regulacji chronometr�w na statkach. W 1851 roku Sir George Airy, astronom kr�lewski w latach 1835-1881, zbudowa� nowe przyrz�dy i zainstalowa� je w nowym pomieszczeniu, 19 st�p (prawie 6 m) na wsch�d od po�udnika wyznaczonego przez Jamesa Bradleya. Teleskop nowego ko�a po�udnikowego zdefiniowa� po�udnik na nowo: centrum le�y na 51�28'38,2" szeroko�ci geograficznej p�nocnej i 0� d�ugo�ci geograficznej. Ko�o po�udnikowe (Airy's Transit Circle) by�o tak precyzyjnym instrumentem, �e obserwacje dokonane z jego pomoc� mia�y wystarczaj�c� dok�adno�� a� do roku 1954. Zosta� on skopiowany przez niemal wszystkie du�e obserwatoria w Europie, co jeszcze bardziej podnios�o rang� o�rodka naukowego, jakim by�o obserwatorium w Greenwich. W latach osiemdziesi�tych ubieg�ego stulecia ju� przesz�o 70% wszystkich znajduj�cych si� w u�yciu map morskich bazowa�o na po�udniku Greenwich (tablice nawigacyjne odniesione by�y do tego w�a�nie po�udnika). Fakt ten przyczyni� si� r�wnie� do tego, �e w 1883 roku na kongresie naukowym w Rzymie zaproponowano powszechne przyj�cie po�udnika Greenwich za baz� do obliczania d�ugo�ci geograficznej i czasu. Podczas nast�pnej konferencji w Waszyngtonie w pa�dzierniku 1884 roku 22 pa�stwa wyrazi�y zgod� na przyj�cie tego po�udnika za zerowy, a tym samym na uznanie go za baz� mi�dzynarodowego systemu stref czasu. Uchwalono projekt podzia�u kuli ziemskiej na 24 r�wne pasy, ograniczone liniami po�udnikowymi, oddalonymi od siebie o 15�. Ka�da taka strefa ma inny czas, r�ni�cy si� od s�siednich o r�wn� godzin�. Po�udnik Greenwich przyj�� si� na mapach morskich oraz w atlasach powszechnych i szkolnych, natomiast w odniesieniu do map topograficznych trzeba by�o na to czeka� jeszcze co najmniej p� wieku. Na mapach tych poszczeg�lne pa�stwa w dalszym ci�gu stosowa�y w�asne po�udniki zerowe, przechodz�ce najcz�ciej przez krajowe obserwatorium astronomiczne. Rosja carska mia�a po�udnik zerowy b�d�cy po�udnikiem obserwatorium w Pu�kowie pod Petersburgiem, W�ochy Monte Mario pod Rzymem, Holandia Ammersfoort, Dania - Kopenhag�, Belgia - Bruksel�, Turcja - Stambu�, Norwegia - Oslo, Francja i Jugos�awia - Pary�. Niemcy i Austria stosowa�y nadal po�udnik zerowy Ferro, z tym �e r�ni�y si� one mi�dzy sob� o 1' 13" d�ugo�ci geograficznej. Austria przyjmowa�a po�udnik Ferro odleg�y 0 17�38'46", natomiast Niemcy 0 17�39'59" na zach�d od Greenwich. Z up�ywem lat na mapach topograficznych przy opisie siatki opr�cz warto�ci odniesionych do po�udnika narodowego coraz cz�ciej zacz�to podawa� tak�e d�ugo�� wzgl�dem Greenwich. W Austrii na niekt�rych mapach jeszcze do roku 1950 podawano warto�ci dla Ferro i Greenwich (np. na mapie 1:50 000), w Norwegii na pocz�tku lat sze��dziesi�tych podawano Oslo i Greenwich (mapa 1:100 000), w Hiszpanii - Madryt (mapa 1:200 000). Na francuskich mapach topograficznych podaje si� opis siatki w dw�ch systemach: d�ugo�� geograficzn� liczon� od Pary�a - w gradach, i od Greenwich - w stopniach. W atlasach szkolnych, powszechnych ju� pod koniec XIX wieku, wszystkie mapy mia�y opis po�udnik�w wzgl�dem Greenwich, a tylko niekt�re wed�ug systemu krajowego (np. Francja w stosunku do Pary�a) lub w ramce mapy podawano r�nic� d�ugo�ci geograficznej mi�dzy Greenwich a innymi po�udnikami pocz�tkowymi (np. w atlasach rosyjskich - Pu�kowa, Greenwich, Ferro i Pary�a). Na pocz�tku XX wieku na wszystkich mapach szkolnych stosowano po�udnik zerowy obserwatorium pod Londynem. * Chronometrem nazywano w tamtych czasach zegar spr�ynowy typu okr�towego, obecnie - ka�dy zegar o okre�lonej dok�adno�ci pomiaru, potwierdzonej odpowiednim �wiadectwem, np. Biura Polskiego Rejestru Statk�w. Fragment mapy z rosyjskiego atlasu szkolnego Iljina, z 1898 r. (znane przedsi�biorstwo kartograficzne A. Iljina powsta�o w Sankt-Petersburgu w 1859 r.). Przy p�nocnej ramce mapy opisano siatk� kartograficzn� "Ot 1-go Mieridiana" (tj. od po�udnika Ferro) i "Ot Grinwicza" (od Greenwich); peszy ramce po�udniowej "Ot Pu�kowa" i "Ot Pari�a" (od Pary�a)