Un grand cercle est défini comme tout cercle dessiné sur un globe (ou une autre sphère) avec un centre qui inclut le centre du globe. Ainsi, un grand cercle divise le globe en deux moitiés égales. Puisqu'ils doivent suivre la circonférence de la Terre pour la diviser, les grands cercles ont une longueur d'environ 40 000 kilomètres (24 854 milles) le long des méridiens. Au équateur, cependant, un grand cercle est un peu plus long car la Terre n'est pas une sphère parfaite.
De plus, les grands cercles représentent la distance la plus courte entre deux points n'importe où sur la surface de la Terre. Pour cette raison, les grands cercles sont importants dans la navigation depuis des centaines d'années, mais leur présence a été découverte par des mathématiciens anciens.
Emplacements mondiaux des grands cercles
Les grands cercles sont facilement basés sur les lignes de latitude et de longitude. Chaque ligne de longitude, ou méridien, est de la même longueur et représente la moitié d'un grand cercle. En effet, chaque méridien a une ligne correspondante de l'autre côté de la Terre. Lorsqu'ils sont combinés, ils coupent le globe en deux moitiés égales, représentant un grand cercle. Par exemple, le méridien principal à 0 ° est la moitié d'un grand cercle. De l'autre côté du globe se trouve la ligne de date internationale à 180 °. Il représente également la moitié d'un grand cercle. Lorsque les deux sont combinés, ils créent un grand cercle complet qui coupe la Terre en deux moitiés égales.
La seule ligne de latitude, ou parallèle, caractérisée comme un grand cercle est l'équateur car il passe par le centre exact de la Terre et le divise en deux. Lignes de latitude nord et au sud de l'équateur ne sont pas de grands cercles car leur longueur diminue à mesure qu'ils se déplacent vers les pôles et qu'ils ne traversent pas le centre de la Terre. En tant que tels, ces parallèles sont considérés comme de petits cercles.
Naviguer avec de grands cercles
L'utilisation la plus célèbre des grands cercles en géographie est pour la navigation car ils représentent la distance la plus courte entre deux points sur une sphère. En raison de la rotation de la Terre, les marins et les pilotes utilisant des itinéraires en grand cercle doivent constamment ajuster leur itinéraire lorsque le cap change sur de longues distances. Les seuls endroits sur Terre où le cap ne change pas sont sur l'équateur ou lorsque vous voyagez plein nord ou sud.
En raison de ces ajustements, les itinéraires en grands cercles sont divisés en lignes plus courtes appelées lignes de Rhumb qui montrent la direction constante de la boussole nécessaire pour l'itinéraire parcouru. Les lignes de Rhumb croisent également tous les méridiens sous le même angle, ce qui les rend utiles pour briser de grands cercles dans la navigation.
Apparence sur les cartes
Pour déterminer les itinéraires de grands cercles pour la navigation ou d'autres connaissances, la projection cartographique gnomique est souvent utilisée. C'est la projection de choix car sur ces cartes l'arc d'un grand cercle est représenté en ligne droite. Ces lignes droites sont ensuite souvent tracées sur une carte avec Projection Mercator pour une utilisation en navigation car il suit les vraies directions de la boussole et est donc utile dans un tel réglage.
Il est important de noter cependant que lorsque des itinéraires longue distance suivant de grands cercles sont dessinés sur des cartes Mercator, ils ont l'air courbes et plus longs que des lignes droites le long des mêmes itinéraires. En réalité, cependant, plus la vue est longue, plus la ligne courbe est courte car elle est sur la route du grand cercle.
Usages courants des grands cercles aujourd'hui
Aujourd'hui, les grands itinéraires circulaires sont encore utilisés pour les voyages longue distance car ils sont le moyen le plus efficace de se déplacer à travers le monde. Ils sont le plus souvent utilisés par les navires et les aéronefs où les courants de vent et d'eau ne sont pas un facteur significatif, car des courants comme le jet stream sont souvent plus efficaces pour les longs trajets que pour suivre le grand cercle. Par exemple, dans l'hémisphère nord, les avions voyageant vers l'ouest suivent normalement un grand cercle se déplace dans l'Arctique pour éviter d'avoir à voyager dans le courant-jet en allant dans la direction opposée à celle de son couler. En voyageant vers l'est, cependant, il est plus efficace pour ces avions d'utiliser le jet stream par opposition à la route du grand cercle.
Quelle que soit leur utilisation, les grands itinéraires circulaires ont été un élément important de la navigation et géographie depuis des centaines d'années et leur connaissance est essentielle pour les voyages longue distance à travers le globe.