La posizione di un punto sul globo terrestre si misura per mezzo dei meridiani e dei paralleli.

I meridiani, linee idealmente tracciate intorno alla Terra passando per i poli, determinano la longitudine, la coordinata geografica latitudine indica la distanza angolare in senso Est o Ovest dal meridiano considerato fondamentale.

Tale angolo viene misurato in gradi sessagesimali su un piano perpendicolare all'asse terrestre e può assumere valori nell'intervallo da 0 a 180° E e da 0 a 180° W. A Est per ogni meridiano si aggiunge un'ora e a Ovest la si toglie.

Il meridiano che passa attraverso Greenwich, in Inghilterra, è il meridiano fondamentale della longitudine, e tutti gli altri si trovano o a est o a ovest di esso.

Gli antichi fissarono come meridiano fondamentale quello passante dall'isola di Ferro nelle Canarie (situato a 20° a ovest di Parigi).

meridiano di Greenwich

Nel 1885 una commissione riunitasi a Washington convenne di adottare il meridiano di Greenwich (situato a 2° 20' 14" da Parigi).

In Italia si è spesso usato, anche in tempi recenti, il meridiano del Monte Mario (Roma), situato a 12° 27' 10",93 E in E.D. 1950'' da Greenwich; sovente si possono trovare indicazioni leggermente diverse a seconda dell'ellissoide usato, per esempio viene riferita a 12° 27' 08",40 secondo il sistema italiano 1940.

I paralleli, cerchi immaginari paralleli all'equatore, determinano la latitudine.

La lunghezza di un grado di longitudine varia in funzione del coseno della latitudine.

All'equatore un grado misura 11,319 km; la lunghezza del grado diminuisce via via che si avvicina ai poli.

Il valore dei gradi di longitudine ai poli si riduce a zero.

La latitudine viene calcolata in base al numero di gradi a nord o a sud dell'equatore, un cerchio idealmente tracciato sulla superficie della Terra equidistante in ogni suo punto dai due poli.

La coordinata geografica latitudine è pari all'altezza del polo celeste sull'orizzonte.

La latitudine è pari all'angolo che la verticale di un punto sulla superficie della Terra (o di un pianeta) forma con il piano equatoriale. Tale angolo viene misurato in gradi sessagesimali e può assumere valori nell'intervallo da 0 a 90° N e da 0 a 90° S.

Secondo l'ellissoide dell'UAI, del 1964, la lunghezza di un grado di latitudine è pari a 110,574 km all'equatore e varia leggermente a nord e a sud a causa dello schiacciamento del globo; ai poli la lunghezza è di 111 ,699 km.

I punti la cui latitudine è un angolo retto sono detti poli.

Il polo dal quale la rotazione del pianeta è vista come antioraria è detto polo nord, l'altro polo sud.

La latitudine nell'emisfero centrato sul polo nord si indica come latitudine nord, l'altra come latitudine sud, e i rispettivi emisferi come boreale e australe.

I punti che hanno la stessa latitudine si trovano sullo stesso parallelo.

A causa dello schiacciamento dei poli terrestri i meridiani non sono dei cerchi perfetti, bensì delle ellissi.

Questo implica che i gradi di latitudine non hanno lunghezze uguali.

La misura della longitudine si effettua con un orologio (o meglio un cronometro) e una meridiana.

L'orologio deve segnare l'ora di Greenwich.

Semplificando: leggendo l'ora locale dalla meridiana e calcolando la differenza con quella dell'orologio si trova la longitudine (15° per ogni ora).

In realtà bisognerebbe correggere l'ora di osservazione della nostra meridiana con l'equazione del tempo ottenibile dalla consultazione delle Effemeridi cambiata di segno.

La latitudine si calcola con la misura dell'altezza del Sole o della Stella Polare sull'Orizzonte, in gradi.

Si potrebbe utilizzare un sestante per tale operazione.

Nell'emisfero australe si deve prendere come riferimento l'altezza del polo sud celeste, trovato tramite la Croce del Sud, sull'Orizzonte.

I tropici sono i paralleli di latitudine 23°26'16" N e S, corrispondenti all'angolo di inclinazione dell'asse terrestre rispetto alla perpendicolare al piano dell'orbita.

I tropici rappresentano la massima latitudine, a nord e a sud dell'equatore, alle quali il sole può raggiungere il suo zenit; per entrambi gli emisferi ciò avviene in occasione dei rispettivi solstizi estivi, intorno al 21 giugno per l'emisfero nord e al 21 dicembre per l'emisfero sud.

Dal punto di vista climatico geografico i tropici separano la fascia intertropicale da quelle temperate.

La fascia di terra tra essi compresa è detta fascia torrida o fascia tropicale.

Le antiche denominazioni di Tropico del Cancro e del Capricorno per indicare rispettivamente il tropico del nord e del sud non sarebbero oggi più corrette in senso astronomico: infatti, laddove nell'antichità il Sole entrava effettivamente nella costellazione del Cancro durante il solstizio d'estate dell'emisfero boreale, e nel Capricorno in occasione dell'analogo solstizio nell'emisfero australe, oggi il Sole appare proiettato nelle vicinanze dei Gemelli a giugno, e nel Sagittario a dicembre.

Questo concetto può essere esteso ad altri corpi celesti che orbitano attorno al Sole e ad altre stelle.

Siccome la posizione dei paralleli che delimitano i tropici è direttamente legata all'inclinazione dell'asse di rotazione, differenti saranno le posizioni stesse rispetto a differenti inclinazioni.

Nel caso di Mercurio le posizioni dei tropici saranno di appena 1° sopra e sotto l'equatore; invece su Urano saranno di 97,7°; se l'inclinazione dell'asse dovesse essere 0° il tropico risulterebbe fuso con l'equatore stesso.

l Tropico del Cancro è uno dei due tropici della Terra, quello situato nell'emisfero boreale (emisfero nord), mentre il suo equivalente nell'emisfero australe è il Tropico del Capricorno.

Corrisponde al parallelo più settentrionale in cui il Sole culmina allo zenit almeno un giorno all'anno (nel solstizio d'estate); più a nord, quindi, i raggi del Sole non cadono mai perpendicolari alla superficie della Terra.

Il Tropico del Cancro deve il suo nome al fatto che in passato il Sole, nel solstizio d'estate, si trovava nella costellazione del Cancro; questo oggi non è più vero, a causa del fenomeno della precessione degli equinozi.

Benché la posizione dei tropici si consideri spesso come fissata, la distanza dall'equatore varia col tempo, a causa degli spostamenti dell'asse di rotazione terrestre.

monumento al tropico del Capricorno

monumento al tropico del Cancro

Nel 2010 il tropico del Cancro si trova 23° 26′ 22″ a nord dall'equatore, e si sta allontanando dall'equatore di qualche frazione di secondo di latitudine ogni anno.

Nel 1917 la distanza dall'equatore era di 23° 27′.

Come conseguenza dello spostamento del tropico, anche il suo perimetro è variabile.

La Fédération Aéronautique Internationale lo considera convenzionalmente lungo 36.787,559 chilometri.

Il Tropico del Capricorno è l'insieme dei punti sulla Terra nei quali il sole culmina allo zenit a mezzogiorno del solstizio di inverno.

A sud del Tropico del Capricorno, il sole non raggiunge mai lo zenit. Il tropico viene definito "del Capricorno" perché circa 2.000 anni fa, nel giorno del solstizio d'inverno, il sole entrava nella costellazione del Capricorno.

Oggi questo fatto non si verifica più, a causa del fenomeno della precessione degli equinozi.

Il circolo polare, sia artico che antartico, è il parallelo che circoscrive l'area attorno al polo, rispettivamente nord e sud, cui appartiene; e all'interno della quale, almeno una volta all'anno, il sole non sorge e non tramonta per 24 ore continuate, creando rispettivamente i fenomeni della notte polare e del giorno polare, o sole di mezzanotte.

In estate il sole si abbassa sull'orizzonte, senza mai tramontare. Alla mezzanotte esso tocca il punto più basso, che è tanto più alto in cielo quanto maggiore è la latitudine, e quindi ricomincia a salire. In inverno, invece, non sorge mai al di sopra dell'orizzonte, arrivando al massimo a schiarire il cielo con luce vespertina nelle ore centrali del giorno.

circolo polare artico

La latitudine dei circoli polari è di 66° 33′ 39″ (o 66.56083°) ed è stata calcolata come la differenza tra la verticale (90°) dell'inclinazione dell'asse di rotazione della Terra e il piano dell'eclittica (23° 26' 22").

Poiché l'inclinazione dell'asse terrestre rispetto l'eclittica varia sensibilmente col passare del tempo, il valore di 66˚ 33' 39" per i due circoli polari è fissato per convenzione.

Il circolo polare attorno al polo nord prende il nome di circolo polare artico, mentre quello attorno al polo sud è detto circolo polare antartico.

Le porzioni di superficie sferica racchiuse dai circoli polari vengono chiamate regione polare o zone frigide, e hanno al loro centro il rispettivo polo geografico.