Północ, południe, wschód, zachód – jak wyznaczyć strony świata?

Aby wyznaczyć strony świata, najprościej sięgnąć po kompas, aplikację w telefonie albo zegarek z kopertą analogową. Kierunki geograficzne – północ, południe, wschód i zachód – wynikają z osiowego ruchu Ziemi i położenia Słońca w momencie równonocy. Poniżej podpowiadamy, jak je samodzielnie znaleźć w terenie, nie tylko za pomocą urządzeń.

Od ruchu Ziemi do czterech głównych kierunków

Podstawą wszelkich wyliczeń jest ruch obrotowy Ziemi, który odbywa się wokół osi ziemskiej. To właśnie ta oś, przebijając powierzchnię globu, wyznacza biegun północny i biegun południowy. Między nimi poprowadzone są umowne półokręgi – południki – które wytyczają kierunek północ–południe. Odwzorowuje się go na mapach w postaci siatki równoleżników i tych właśnie linii.

Drugą parę, czyli wschód i zachód, określa się zupełnie inaczej. Mianowicie opiera się na obserwacji punktów, w których tarcza słoneczna przecina linię horyzontu w dniu równonocy. Tego dnia Słońce wschodzi dokładnie na wschodzie, a chowa się dokładnie na zachodzie, niezależnie od szerokości geograficznej. Dlatego właśnie tamte punkty horyzontu uznano za stałe.

Jak południki wyznaczają północ i południe?

Idąc wzdłuż dowolnego południka na północ, konsekwentnie zbliżamy się do bieguna północnego – to kierunek północny o azymucie 0°. Przeciwny zwrot, ku biegunowi południowemu, to kierunek południowy z azymutem 180°. Na tej samej zasadzie na mapach dużych obszarów zamiast ramek wykorzystuje się siatkę geograficzną: południki i równoleżniki.

Wschód i zachód a Słońce w dniu równonocy

Wschód geograficzny nie jest więc punktem widzianym codziennie o świcie, ale jedynie tym, który Słońce mija podczas wiosennej i jesiennej równonocy. Wówczas promienie padają prostopadle na równik, a punkty główne horyzontu pokrywają się ściśle z azymutem 90° dla wschodu i 270° dla zachodu. Wynika z tego, że kierunek wschodni i kierunek zachodni mają właśnie te stałe wartości.

W codziennej praktyce Słońce przesuwa się jednak po horyzoncie w zależności od pory roku. Latem wschodzi bardziej na północny wschód, zimą bliżej południowego wschodu. Mimo to znajomość punktów kardynalnych z dnia równonocy pozwala bazować na nich jako na układzie odniesienia – i na tym właśnie opiera się każda róży kompasowa.

To właśnie najdłuższe ramię tej róży zawsze wskazuje północ. Kierunek ten stał się standardem w kartografii: na niemal wszystkich współczesnych mapach góra oznacza północ, dół – południe, prawa krawędź – wschód, a lewa – zachód. Dawniej, z pobudek religijnych, mapy orientowano na wschód – ku Jerozolimie.

Praktyczne metody wyznaczania stron świata

Znając już geograficzne podstawy, można przejść do tego, jak bez drogiego sprzętu zorientować się w przestrzeni. Poniższe techniki wymagają jedynie odrobiny słońca, zegarka lub widoku rozgwieżdżonego nieba.

Słońce jako naturalny kompas

Najstarszy sposób opiera się na wędrówce Słońca po nieboskłonie. O poranku tarcza pojawia się w pobliżu wschodu, w południe słoneczne góruje mniej więcej od strony południa (na półkuli północnej), a wieczorem chyli się ku zachodowi. Samo to dostarcza przybliżonej orientacji w ciągu kilku sekund.

Dla uściślenia: w Polsce moment górowania Słońca przypada najczęściej kilka–kilkanaście minut po godzinie dwunastej czasu urzędowego latem oraz przed dwunastą zimą. O tej porze najkrótszy cień rzucany przez pionowy przedmiot wskazuje kierunek północny na półkuli północnej – to najprostsza weryfikacja południka lokalnego.

Cień i kij – metoda gnomonu

Do dokładniejszego wyznaczenia linii północ–południe wystarczy prosty patyk wbity pionowo w ziemię. Należy zaznaczyć koniec cienia, odczekać kwadrans i ponownie postawić kropkę. Odcinek łączący oba punkty wytycza przybliżoną linię wschód–zachód, a prostopadła do niego – północ–południe.

Jeszcze pewniejszy wariant polega na obserwacji cienia przed i po lokalnym południu. W chwili, gdy cień jest najkrótszy, jego wierzchołek pokazuje dokładnie północ. Ta metoda działa wszędzie poza strefą międzyzwrotnikową, gdzie Słońce może górować po stronie północnej.

Wędrówka cienia ujawnia też różnicę w długości dnia o różnych porach roku – zjawisko to ściśle wiąże się z nachyleniem osi ziemskiej i ekliptyką. Wiedza ta pomaga lepiej zrozumieć, dlaczego wschód i zachód Słońca nie zawsze idealnie pokrywają się z azymutem 90° i 270°.

Wykorzystanie zegarka analogowego

Ciekawą metodą, choć mniej precyzyjną, jest użycie tradycyjnego zegarka ze wskazówkami. Należy skierować wskazówkę godzinową wprost na tarczę słoneczną. Następnie kąt pomiędzy nią a cyfrą 12 dzieli się na pół – dwusieczna tego kąta w przybliżeniu pokazuje południe na półkuli północnej.

Technika ta opiera się na założeniu, że Słońce pozornie obiega Ziemię w 24 godziny, a więc w ciągu godziny pokonuje 15° długości geograficznej. Im bliżej równika, tym błąd metody rośnie, dlatego w podróży lepiej sprawdzić uzyskany kierunek innym sposobem.

Róża kompasowa i azymut – precyzyjne pomiary

Róża kompasowa to znak graficzny umieszczany na mapach, w którym najdłuższe ramię jednoznacznie wskazuje północ. Od tego właśnie symbolu odmierza się azymut – wartość kątową mierzoną w stopniach, liczoną od kierunku północnego zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Dzięki niemu dowolny obiekt w terenie zyskuje precyzyjnie określony kierunek.

Azymut zmienia się od 0° (północ) przez 90° (wschód), 180° (południe) aż do 270° (zachód).

Wykorzystanie azymutu i kompasu otwiera drogę do zaawansowanej nawigacji – czy to na jachcie, czy podczas marszu na orientację. Do pełnego opisu terenu nie wystarczą jednak same kierunki główne.

Poniższa tabela zbiera najważniejsze oznaczenia i przyporządkowane im wartości azymutu, odwołując się do polskich skrótów (krótszych i dłuższych) oraz ich międzynarodowych odpowiedników:

Znajomość tych wartości pozwala samodzielnie przeliczać kierunki nawet bez użycia kompasu – wystarczy mapa i odrobina wprawy w mierzeniu kątów.

Kierunki pośrednie i ich znaczenie

Świat nie kończy się na czterech punktach kardynalnych. W geografii, żegludze i lotnictwie powszechnie operuje się całym wachlarzem kierunków pośrednich pierwszego, drugiego, a nawet trzeciego stopnia. Ich źródłem jest skala rumbowa, która dzieli pełny obwód koła na 32 rumby, a każdy z nich ma dokładnie 11°15′.

Kierunki pierwszego stopnia

Do najczęściej używanych należą: północno-wschodni (azymut 45°), południowo-wschodni (135°), południowo-zachodni (225°) i północno-zachodni (315°). Ich nazwy konstruuje się według ścisłej reguły: człon północny lub południowy musi stać na pierwszym miejscu, a oba składniki łączy dywiz. Dlatego poprawna forma to właśnie północno-wschodni, a nie wschodnio-północny.

W tekstach specjalistycznych funkcjonują także rzeczownikowe odpowiedniki tych przysłówków – na przykład południo-zachód, północo-wschód. Zapis taki, obecny w polszczyźnie już od XIX wieku, jest oszczędniejszy i nadal spotykany w wydawnictwach kartograficznych.

Kierunki drugiego stopnia i skala rumbowa

Gdy potrzebna jest jeszcze większa dokładność, sięga się po kierunki drugiego stopnia, takie jak północno-północno-wschodni (NNE, 22,5°), wschodnio-północno-wschodni (ENE, 67,5°) czy wschodnio-południowo-wschodni (ESE, 112,5°). Każdy z nich wypada w połowie odległości kątowej między dwoma sąsiednimi kierunkami głównymi i pierwszego stopnia.

Pełny zestaw 32 rumów wywodzi się z tradycji żeglarskiej. Obejmuje on także kierunki trzeciego stopnia, opisywane zwrotami typu „północny ku wschodowi” (N/E, 11,25°). Mimo że współczesne urządzenia nawigacyjne dawno zastąpiły ręczne przeliczanie, terminologia rumbowa przetrwała w opisach meteorologicznych i wojskowych.

Omawiane tu podziały geometrycznie wynikają z podzielenia pełnego kąta 360° przez kolejne wielokrotności czwórki. Ta matematyczna regularność sprawia, że nawet bez tabel wystarczy pamiętać wyjściowe wartości azymutu i stopniować kierunki w myśli, dzieląc kąt na pół.