中国科普博览|每一张你看过的世界地图都是失真的


中国科普博览|每一张你看过的世界地图都是失真的
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作者:王素(中国科学院大气物理研究所)
文章来源于中国科普博览大家族科学大院(ID:kexuedayuan)
自亚里士多德第一次论证出地球是圆形 , 经过几个世纪的发展 , “地圆说”已经成为了一种主流意识 。
然而这么简单的道理 , 不相信的人却大有人在!
地球上有这么一个逐渐壮大的组织——地平论国际联盟(FEIC) 。 他们坚信 , 地球就是一个大平面 , 北极圈是中心 , 各大洲和各大洋漂浮在其周围 。 而最外围 , 是南极圈那高达45米的冰墙 , 将地球围绕在中间 。 太阳和月亮则是在上空以24小时为周期 , 永不停歇旋转着的“碳烤灯” 。
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“地平论”者认为的地球运转(图片来源:科学网)
他们坚持认为:是各国政府联合起来欺骗了人们 , 不然为什么联合国会徽上是平面的地球 , 为啥投影面不放南极点?为了让人们信服 , 他们还拿出自己的“证据”:在平面和球面上 , 怎么解释洋流分布和各国大小都完全不同 , 而且变化的非常随意 。
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(图片来源:知乎)
分享一个冷知识:依照联合国宪章的规定 , 南极洲不属于世界上任何一个国家 , 为全人类共同保护之地 , 所以投影面选择以北极为中心 。
同样的国家 , 不同样的大小 , 到底谁说了“谎”?——地图投影关于“地平论” , 网友提出:地图中格陵兰岛和南非大陆面积相差不大 , 而实际上格陵兰岛面积为南非大陆1/14、比南美洲小9倍” , 地图上同一个国家怎么大小差距这么大?这要从地图投影说起 。
地图投影 , 就是要建立地球表面的点与地图平面上的点之间一一对应关系 。
地球仪又大又笨 , 古时候人们不能抱着地球仪工作和生活 。 如果遇到一些需要精准确定方位和方向的情况 , 就要将地球仪变得能放进裤兜里——将3维的球体投影到2维的平面上 , 做成地图 。 而如何做到二维地图不失真 , 就成了绘制地图最大的难题 。
如果尝试将地球仪剪开 , 铺成一个平面 , 你会得到这样一个“橘子瓣” 。 因为维度变换 , 不可避免的会产生变形扭曲 。 我们带着它走南闯北也太“南”了 。
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如果将地球强行铺平 , 大概是这个样子(图片来源:酷玩实验室)
地图进化史:“美颜”绘图有风险1.墨卡托投影
为了帮助航海家了解世界 , 16世纪 , 地图学家墨卡托发明了等角正轴圆柱投影——墨卡托投影 。
他以地轴方向作为平行线 , 将地球展开成一个圆柱 , 经线变为一组竖直的等距离平行线 , 再将圆柱展开成平面 , 实现了从球面到平面的置换 。 通过这样的方法 , 一点上任何方向的长度比均相等 , 更妙的是没有角度变形的困扰 , 地图显示方位和方向居然跟实际方位一模一样 , 简直是导航一把好手!因此成为现在最热门的世界地图投影方式 。
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(动图来源:知乎)
但是 , 由于越靠近两级 , 将地球拉成圆柱的过程地表上的点“走”的路程越多 , 相邻纬线间隔由赤道向两极增大 , 面积变形也随之增大 。 也就产生了上面提到的面积不一的误解:格陵兰岛就算和非洲(后者实际面积是前者10倍以上)相比 , 也会呈现出压倒性的优势 。
这可能是最经典的“眼睛也会骗人”了 。
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