یافتن جهتهای جغرافیایی را جهتیابی گویند. جهتیابی در بسیاری از موارد کاربرد دارد. برای نمونه وقتی در کوهستان، جنگل، دشت یا بیابان گم شده باشید، با دانستن جهتهای جغرافیایی، میتوانید به مکان مورد نظرتان برسید. یکی از استفادههای مسلمانان از جهتیابی، یافتن قبله برای نماز خواندن و ذبح حیوانات است. کوهنوردان، نظامیان، جنگلبانان و ... هم به دانستن روشهای جهتیابی نیازمندند.
هرچند امروزه با وسایلی مانند قطبنما یا GPS میتوان به راحتی و با دقت بسیار زیاد جهت جغرافیایی را مشخص کرد، در نبود ابزار، دانستن روشهای دیگر جهتیابی مفید و کاراست.
جهتهای اصلی و فرعی
جهتهای جغرافیایی، که شمال با رنگ قرمز مشخص شده
اگر رو به شمال بایستیم، سمت راستمان مشرق (شرق، باختر)، سمت چپمان مغرب (غرب، خاور) و پشت سرمان جنوب است. این چهار جهت را جهتهای اصلی مینامند. بین هر دو جهت اصلی یک جهت فرعی وجود دارد. مثلا نیمساز جهتهای شمال و شرق، جهت شمالِ شرقی (شمالِ شرق) را مشخص میکند.
با دانستن یکی از جهتها، بقیهی جهتها را میتوان به سادگی مشخص نمود. مثلاً اگر به سوی شمال ایستاده باشید، دست راست شما شرق، دست چپ شما غرب، و پشت سر شما جنوب است.
روشهای جهتیابی
برخی روشهای جهتیابی مخصوص روز، و برخی ویژهی شب اند. برخی روشها هم در همهی مواقع کارا هستند. توجه شود که:
بسیاری از این روشها کاملاً دقیق نیستند و صرفاً جهتهای اصلی را به صورت تقریبی مشخص میکنند. برای جهتهای دقیق باید از قطبنما استفاده کرد، و میل مغناطیسی و انحراف مغناطیسی آن را هم در نظر داشت.
آنچه گفته میشود اکثراً مربوط به نیمکرهی شمالی است؛ به طور دقیقتر، بالای 23.5 درجه(بالای مدار رأس السرطان). در نیمکرهی جنوبی در برخی روشها ممکن است جهت شمال و جنوب برعکس آنچه گفته میشود باشد.
روشهای جهتیابی در روز
جهتیابی با سمت خورشید
1- خورشید صبح تقریباً از سمت شرق طلوع میکند، و شب تقریباً در سمت غرب غروب میکند.
این مطلب فقط در اول بهار و پاییز صحیح است؛ یعنی در اولین روز بهار و پاییز خورشید دقیقاً از شرق طلوع و در غرب غروب میکند، ولی در زمانهای دیگر، محل طلوع و غروب خورشید نسبت به مشرق و مغرب مقداری انحراف دارد. در تابستان طلوع و غروب خورشید شمالیتر از شرق و غرب است، و در زمستان جنوبیتر از شرق و غرب میباشد. در اول تابستان و زمستان، محل طلوع و غروب خورشید حداقل حدود 23.5 درجه با محل دقیق شرق و غرب فاصله دارد، که این خطا به هیچ وجه قابل چشم پوشی نیست. در واقع از آنجا که موقعیت دقیق خورشید با توجه به فصل و عرض جغرافیایی متغیر است، این روش نسبتاً غیردقیق است.
تنها جایی که خورشید همیشه دقیقاً از شرق طلوع و در غرب غروب میکند، استواست.
2- در نیمکرهی شمالی زمین، در زمان ظهر شرعی خورشید همیشه دقیقاً در جهت جنوب است و سایهی اجسام رو به شمال میافتد.
ظهر شرعی یا ظهر نجومی در موقعیت جغرافیایی شما، دقیقاً هنگامی است که خورشید به بالاترین نقطهی خود در آسمان میرسد. در این زمان، سایهی شاخص به حداقل خود در روز میرسد، و پس از آن دوباره افزایش مییابد؛ همان زمان اذان ظهر.
برای دانستن زمان ظهر شرعی میتوانید به روزنامهها مراجعه کنید یا منتظر صدای اذان ظهر باشید. ظهر شرعی حدوداً نیمهی بین طلوع آفتاب و غروب آفتاب است.
3- حرکت خورشید از شرق به غرب است؛ و این هم میتواند روشی برای یافتن جهتهای جغرافیایی باشد.
جهتیابی با سایهی چوب(شاخص)
شاخص، چوب یا میلهای نسبتاً صاف و راست است (مثلا شاخهی نسبتا صافی از یک درخت به طول مثلا یک متر) که به طور عمودی در زمینی مسطح و هموار و افقی(تراز و میزان) فرو شده است.
روش اول: نوک(انتهای) سایهی شاخص روی زمین را [مثلا با یک سنگ] علامتگذاری میکنیم. مدتی (مثلاً ده-بیست دقیقه بعد، یا بیشتر) صبر میکنیم تا نوک سایه چند سانتیمتر جابهجا شود. حال محل جدید سایهی شاخص (که تغییر مکان داده است) را علامتگذاری مینماییم. حال اگر این دو نقطه را با خطی به هم وصل کنیم، جهت شرق-غرب را مشخص میکند. نقطهی علامتگذاری اول سمت غرب، و نقطهی دوم سمت شرق را نشان میدهد. یعنی اگر طوری بایستیم که پای چپمان را روی نقطهی اول و پای راستمان را روی نقطهی دوم بگذاریم، روبرویمان شمال را نشان میدهد، و رو به خورشید (پشت سرمان) جنوب است.
از آنجا که جهت ظاهری حرکت خورشید در آسمان از شرق به غرب است، جهت حرکت سایهی خورشید بر روی زمین از غرب به شرق خواهد بود. یعنی در نیمکرهی شمالی سایهها ساعتگرد میچرخند.
هر چه از استوا دورتر بشویم، از دقت پاسخ در این روش کاسته میشود. یعنی در مناطق قطبی (عرض جغرافیایی بالاتر از 60 درجه) استفاده از آن توصیه نمیشود.
در شبهای مهتابی هم از این روش میتوان استفاده کرد: به جای خورشید از ماه استفاده کنید.
روش دوم(دقیقتر): محل سایهی شاخص را زمانی پیش از ظهر علامت گذاری میکنیم. دایره یا کمانی به مرکز محل شاخص و به شعاع محل علامتگذاری شده میکشیم. سایه به تدریج که به سمت شرق میرود کوتاهتر میشود، در ظهر به کوتاهترین اندازهاش میرسد، و بعداز ظهر به تدریج بلندتر میگردد. هر گاه بعد از ظهر سایهی شاخص از روی کمان گذشت (یعنی سایهی شاخص هماندازهی پیش از ظهرش شد) آنجا را به عنوان نقطهی دوم علامتگذاری میکنیم. مانند روش پیشین، این نقطه سمت شرق و نقطهی پیشین سمت غرب را نشان میدهد.
در واقع هر دو نقطه سایهی همفاصله از شاخص، امتداد شرق-غرب را مشخص میکنند.
با اینکه روش پیشین نسبتاً دقیق است، این روش دقیقتر است؛ البته وقت بیشتری برای آن لازم است.
برای کشیدن کمان مثلا طنابی(مانند بند کفش، نخ دندان) را انتخاب کنید. یک طرف طناب را به شاخص ببندید، و طرف دیگرش را به یک جسم تیز؛ به شکلی که وقتی طناب را میکشید دقیقاً به محل علامتگذاری شده برسد. نیمدایرهای روی زمین با جسم تیز رسم کنید.
وقتی سایهی شاخص به حداقل اندازهی خود میرسد(در ظهر شرعی)، این سایه سمت جنوب را نشان میدهد (بالای 23.5 درجه).
جهتیابی با ساعت عقربهدار
ساعت مچی معمولی(آنالوگ، عقربهای) را به حالت افقی طوری در کف دست نگه میداریم که عقربهی ساعتشمار به سمت خورشید اشاره کند. در این حالت، نیمسازِ زاویهای که عقربهی ساعتشمار با عدد 12 ساعت میسازد(زاویهی کوچکتر، نه بزرگتر)، جهت جنوب را نشان میدهد. یعنی مثلا اگر چوبکبریتی را [به طور افقی] در نیمهی راه میان عقربهی ساعتشمار و عدد 12 ساعت قرار دهید، به طور شمالی-جنوبی قرار گرفتهاست.
نکات
این که گفته شد عقربهی کوچک ساعت به سمت خورشید اشاره کند، یعنی اینکه اگر شاخصی [مثلا چوبکبریت] ای که در مرکز ساعت قرار دهیم، سایهاش موازی با عقربهی ساعتشمار و در جهت مقابل آن باشد. یا اینکه سایهی عقربهی ساعتشمار درست در زیر خود عقربه قرار گیرد. یا مثلاً اگر چوبی ده-پانزده سانتیمتری را در زمین بهطور عمودی قرار دهیم، ساعت روی زمین به شکلی قرار گرفته باشد که عقربهی ساعتشمارش موازی با سایهی چوب باشد.
نیمساز، خطی است که یک زاویه را به دو قسمت مساوی تقسیم میکند. در واقع باید میان عقربهی ساعتشمار و 12 را بیابید و با خطی فرضی به مرکز ساعت وصل نمایید.
دلیل اینکه زاویه(ی بین عقربهی ساعتشمار و 12) را نصف میکنیم این است که: وقتی خوشید یک بار دور زمین میچرخد، ساعت ما دو دور میچرخد(دو تا 12 ساعت). یعنی گرچه روز 24 ساعت است(و یک دور کامل را در 24 ساعت طی میکند)، ساعتهای ما یک دور کامل را در 12 ساعت طی مینماید. اگر ساعت 24 ساعتهای میداشتید، که دور آن به 24 قسمت مساوی تقسیم شده بود، هر گاه عقربهی ساعتشمار را رو به خورشید میگرفتید عدد 12 ساعت همیشه جهت جنوب را نشان میداد.
این روش وقتی سمت صحیح را نشان میدهد، که ساعت مورد نظر درست تنظیم شده باشد. یعنی اگر در بهار و تابستان ساعتها را نسبت به ساعت استاندارد یکساعت جلو میبرند، ما باید آن را تصحیح کنیم(ابتدا ساعتمان را یک ساعت عقب ببریم سپس روش را اِعمال کنیم؛ یا نیمساز عقربهی ساعتشمار را [به جای 12] با 1 حساب کنید). همچنین در همهی سطح یک کشور معمولا ساعت یکسانی وجود دارد، که مثلا در ایران حدود یک ساعت متغیر است(ایران تقریباً بین دو نصفالنهار قرار دارد؛ لذا ظهر شرعی در شرق و غرب ایران حدوداً یک ساعت فاصله دارد.) ساعت صحیح هر مکان همان ساعتی است که هنگام ظهر شرعی در آن در طول سال، اطراف ساعت 12 ظهر است. در واقع برای تعیین دقیق جهتهای جغرافیایی ساعت باید طوری تنظیم باشد که هنگام ظهر شرعی ساعت 12 را نشان دهد.
روش ساعت مچی تا 24 درجه امکان خطا دارد. برای دقت بیشتر باید از آن در عرض جغرافیایی بین 40 و 60 درجه [شمالی یا جنوبی] استفاده شود؛ هر چند در عرض جغرافیایی 5/23 تا 5/66 درجه [شمالی یا جنوبی]نتیجهاش قابل قبول است.(البته در نیمکردهی جنوبی جهت شمال و جنوب برعکس است.) در واقع هر چه به استوا نزدیکتر شویم، از دقت این روش کاسته میشود. ضمناً هر چه زمان به کار بردن این روش به ظهر شرعی نزدیکتر باشد، نتیجهی آن دقیقتر خواهد بود. (کشور ایران دارای عرض جغرافیایی بین 36 و 39 درجهی شمالی است.)
اگر مطمئن نیستید کدام طرف شمال است و کدام طرف جنوب، به یاد بیاورید که خورشید از شرق بر میخیزد، در غرب مینشیند، و در ظهر سمت جنوب است.
توجه کنید که اگر این روش را در هنگام ظهر شرعی (یعنی ساعت 12) اجرا کنیم، جهت عقربهی ساعتشمار خود به سوی جنوب است. یعنی مانند همان روش «جهتیابی با سمت خورشید»، که گفتیم خورشید در ظهر شرعی به سمت جنوب است.
اگر از ساعت دیجیتال استفاده میکنید، میتوانید ساعت عقربهداری را روی یک کاغذ یا روی زمین بکشید (دور دایرهای از 1 تا 12 بنویسید، و عقربهی ساعتشمار را هم بکشید)، و سپس از روش بالا استفاده کنید.
حتی وقتی هوا آفتابی نیست و خورشید به راحتی دیده نمیشود هم گاه سایهی خوشید را میتوان دید. اگر یک چوبکبریت را عمود نگه دارید، سایهی آن برعکس جهت خورشید میافتد.
به شکل عکس، اگر جهتهای جغرافیایی را بدانیم، میتوانیم زمان را در روز بدانیم. با همین روش ساعتهای خورشیدی در گذشته ساخته میشدند. برای ساخت آن باید نیمدایرهای را روی زمین به طرف شمال رسم کنیم و از 6 تا 18 به شکلی شمارهگذاری نماییم که عدد 12 آن رو به شمال، عدد 6 در سمت غرب و عدد 18 در سمت شرق باشد. حال اگر شاخصی در مرکز دایره قرار دهیم، سایهی شاخص به منزلهی عقربهی ساعتشمار ساعت است. چنین ساعتی کاملا دقیق نیست. ساعتهای آفتابیای ساخته شده است که دقت بسیاری دارند.
روشهای جهتیابی در شب
جهتیابی با ستارهی قطبی
از آنجا که ستارهها به محور ستارهی قطبی در آسمان میچرخند، ممکن است پیالهی دب اکبر را صحیح یا وارون یا به پهلو ببینید؛ و همچنین دیگر صورتهای فلکی را
در نیمکرهی شمالی زمین ستارهی قطبی با تقریب بسیاری خوبی(حدود 0.7 درجه خطا) جهت شمال جغرافیایی (و نه شمال مغناطیسی) را نشان میدهد؛ یعنی اگر رو به آن بایستیم، رو به شمال خواهیم بود. برای یافتن ستارهی قطبی روشهای مختلفی وجود دارد:
به وسیلهی مجموعه ستارگان «دبّ اکبر»: صورت فلکی دبّ اکبر شامل هفت ستارهاست که به شکل ملاقه قرار گرفتهاند: چهار ستارهی آن تشکیل یک ذوزنقه را میدهند، و سه ستارهی دیگر مانند یک دنباله در ادامهی ذوزنقه قرار گرفتهاند. هر گاه دو ستارهای که لبهی بیرونی ملاقه را تشکیل میدهند(دو ستارهی قاعدهی کوچک ذوزنقه؛ لبهی پیالهی ملاقه؛ محلی که آب از آنجا میریزد) را [با خطی فرضی] به هم وصل کنیم، و 5 برابر فاصلهی میان دو ستاره، به سمت جلو ادامه دهیم، به ستارهی قطبی میرسیم.
به وسیلهی مجموعه ستارههای «ذاتالکرسی»: صورت فلکی ذاتالکرسی شامل 5 ستاره است که به شکل W یا M قرار گرفتهاند. هرگاه (مطابق شکل) ستارهی وسط W (رأس زاویهی وسطی) را حدود 5 برابرِِ «فاصلهی آن نسبت به ستارههای اطراف» به سوی جلو ادامه دهیم، به ستارهی قطبی میرسیم.
نکات
صورتهای فلکی ذاتالکرسی و دبّ اکبر نسبت به ستارهی قطبی تقریبا روبهروی یکدیگر، و دور ستارهی قطبی خلاف جهت عقربههای ساعت میچرخند. این دو صورت فلکی هیچگاه غروب نمیکنند. این دو همیشه در یک شب صاف قابل رؤیت اند. ولی اگر یکی از آنها پشت کوه پنهان بود، با دیگری میتوان ستارهی قطبی را یافت. فاصلهی هر کدام از این دو صورت فلکی تا ستارهی قطبی تقریباً برابر است.
ستارهی قطبی، خود آخرین ستارهی دستهی ملاقهی صورت فلکی ملاقهای شکل «دبّ اصغر» است. برخی ستارههای دبّ اصغر چندان پرنور نیستند، و گاه ممکن است به راحتی دیده نشوند.
اگر برای یافتن ستارهها در آسمان از ستارهیاب(افلاکنما) استفاده میکنید، بهخاطر داشته باشید که ستارهیابها موقعیت ستارهها را در زمان، تاریخ و موقعیت جغرافیایی(طول و عرض جغرافیایی) خاصی نشان میدهند.
زمین دور محوری فرضی که از شمال و جنوب کرهی زمین میگذرد میچرخد. این چرخش زمین موجب میشود که ما تصور کنیم همهی ستارههای آسمان حول محوری میچرخند(حرکت ظاهری دارند)، که در محل محور گردش آنها ستارهی قطبی میدرخشد؛ ستارهی پرنوری که در راستای محور گردش زمین قرار داد، و بدین دلیل در آسمان ثابت به نظر میرسد.
هر چه از استوا به سوی قطب شمال برویم، ستارهی قطبی در آسمان بالاتر (در ارتفاع بیشتر) دیده میشود. یعنی ستارهی قطبی در استوا (عرض جغرافیایی 0 درجه) تقریبا در افق دیده میشود، و در قطب شمال(عرض جغرافیایی 90 درجه) تقریباً بالای سر(سرسو، سمتالرّأس، رأسالقدم) دیده میشود. بالاتر از عرض جغرافیایی 70 درجهی شمالی عملا نمیتوان با ستارهی قطبی شمال را پیدا کرد.
در شب هم میتوان به وسیلهی ستارهی قطبی و دب اکبر زمان را تشخیص داد؛ همانطور که در مدخل ساعت ستارهای آمده است.
جهتیابی با هلال ماه
در زمان قرص کامل نمیتوان از این روش استفاده کرد
اگر به دلیل وجود ابر یا درختان نمیتوانید ستارهها را ببینید، میتوانید از ماه برای جهتیابی استفاده کنید.
ماه به شکل هلال باریکی تولد مییابد، و در نیمههای ماه قمری به قرص کامل تبدیل میشود، و سپس در جهت مقابل هلالی میشود. در نیمهی اول ماههای قمری قسمت خارجی ماه (تحدب و کوژی ماه، برآمدگی و برجستگی ماه) مانند پیکانی جهت غرب را نشان میدهد. در نیمهی دوم ماههای قمری، تحدب ماه به سمت مشرق است.
این روش جهتیابی چندان دقیق نیست، ولی حداقل راهنمایی تقریبی را فراهم میسازد.
اگر خطی از بالای هلال به پایین آن وصل کنیم و ادامه دهیم، در نیمهی اول ماه قمری شکل p و در نیمهی دوم شکل q خواهد داشت.
کرهی ماه در نیمهی اول ماههای قمری پیش از غروب آفتاب طلوع میکند، و در نیمهی دوم پس از غروب، تا پایان ماه که پس از نیمهشب طلوع مینماید.
پیدا کردن جنوب توسط ماه: اگر خطی فرضی میان دو نوک(تیزی) هلال ماه رسم کرده و آن را تا زمین ادامه دهید، تقاطع امتداد این خط با افق، نقطه جنوب را [در نیمکرهی شمالی زمین] نشان میدهد.
وقتی ماه به صورت قرص کامل است، میتوان به کمک حرکت ظاهری ماه -که از مشرق به طرف مغرب است- جهتیابی کرد.
روشهای دیگر جهتیابی در شب
حرکت ظاهری ماه در آسمان از شرق به غرب است.
خوشه پروین: دستهاى (حدود ده تا پانزده عدد) ستاره، به شکل خوشه انگور، در یک جا مجتمع هستند که به آن مجموعه خوشهی پروین میگویند. این ستارگان مانند خورشید از شرق به طرف غرب در حرکتند، ولى در همه حال دُمِ آنها به طرف مشرق است.
ستارگان بادبادکی: حدود هفت -هشت ستاره در آسمان وجود دارد که به شکل بادبادک یا علامت سوال میباشند. این ستارگان نیز از شرق به غرب حرکت میکنند، و در همه حال دنباله بادبادکى آنها بطرف جنوب است.
کهکشان راه شیری تودهی عظیمی از انبوه ستارگان است که تقریباً از شمال شرقی به جنوب غربی امتداد یافته است. در شمال شرقی این راه باریک است، و هر چه به سمت جنوب غربی میرود، پهنتر میشود. هر چه به آخر شب نزدیکتر میشویم، قسمت پهن راه شیری به طرف مغرب منحرف میشود.
روشهای جهتیابی، قابل استفاده در روز و شب
خودتان هم میتوانید با یک نقشهی خاورمیانه و یک نقاله زاویهی بین شمال و قبله را به روش نشان داده شده در شکل بیابید
جهتیابی با قبله
اگر جهت قبله را بدانیم، میتوانیم شمال را تشخیص دهیم. مثلا اگر در تهران 37 درجه از جنوب سمت به غرب متمایل شویم (یعنی حدوداً جنوب غربی)، به طرف قبله ایستادهایم. پس هرگاه جهت قبله را بدانیم، اگر 37 درجه از سمت قبله در جهت عقربههای ساعت بچرخیم، به طرف جنوب ایستادهایم، و اگر 143 درجه (37-180) در خلاف جهت عقربههای ساعت بچرخیم، به طرف شمال ایستادهایم.
قبله را از راههای مختلفی میتوان یافت:
قبلهنما: دقیقترین روش تعیین قبله، بهوسیلهی قبلهنماست، که آن هم با یک قطبنما انجام میگیرد؛ و اگر ما قطبنما داشته باشیم، با آن قطب را مشخص میکنیم!
محراب مسجد: محراب مساجد به طرف قبله است. در نمازخانهها هم معمولاً جهت قبله مشخص شده است.
بر خلاف تصور برخی، پای مرده در قبر رو به قبله نیست. بلکه پای محتضر (کسی که نزدیک به مرگ است) را رو به قبله میکنند. ولی مرده را طوری روی دست راست میخوابانند که بدنش رو به قبله باشد
* قبرستان: مرده را در قبر روی دست راست، به سمت قبله میخوابانند. پس اگر شما طوری ایستاده باشید که نوشتههای سنگ قبر را به درستی میخوانید، سمت چپتان قبله است.
دستشویی: از آنجا که قضای حاجت رو به قبله نباید باشد، معمولا توالتها را عمود بر قبله میسازند. این هم -در جایی که اصول اسلامی ساخت رعایت شده- میتواند کمککار باشد.
جهتیابی با قطبنمای دستساز
اگر قطبنمایی به همراه نداشتید، ولی اتفاقاً یک سوزن یا میخ کوچک در جیبتان یافتید، این روش کمککار شما در ساخت یک قطبنما خواهد بود. البته احتمال استفاده از آن در شرایط واقعی کم است، ولی انجام آن کاری سرگرمکننده است.
با مالش دادن یک سوزن فقط در یک جهت به آهنربا -یا حتی احتمالاً چاقوی خودتان-، یا مالیدن آن فقط در یک جهت به پارچهی ابریشمی یا پنبهای، سوزنْ مغناطیسی یا قطبی میشود؛ مانند سوزن قطبنما. (مثلا با ۳0 بار مالش دادن سوزن به آهنربا از طرف خودتان به سمت بیرون، سوزن به اندازهی کافی خاصیت آهنربایی پیدا میکند. همچنین مالش سر سوزن از پایین به بالا بر پارچهی ابریشمی باعث میشود که سر سوزن نقطه شمال را نشان دهد). حتی میتوانید آنرا در یک جهت میان موهای سر خود بکشید. توجه کنید که همیشه فقط در یک جهت مالش دهید.
این قطبنما را به سادگی میتوانید بسازید
حال اگر آنرا روی یک چوبپنبه یا پوشال کوچک قرار دهید(سوزن را به چوبپنبه چسب بزنید، یا درون آن فرو کنید؛ یا در دو طرف سوزن چوبپنبههایی کوچک فرو کنید)، و روی آب (آب راکد یا ظرفی پر از آب) شناور نمایید، مانند یک قطبنما عمل میکند، و سر سوزن رو به شمال میچرخد. برای اینکه سمت شمال و جنوب سوزن را اشتباه نکنید، این نکته را در نظر بگیرید که -در نیمکرهی شمالی زمین- آن سمت قطبنما که تقریبا رو به خورشید و ماه است، سمت جنوب است، زیرا آنها در قسمت جنوبی آسمان قرار دارند. همچنین میتوانید سوزن را با یک آهنربا امتحان کنید، و سپس سمت شمال را با علامتی روی آن مشخص نمایید.
روش دیگر ساخت آهنربا این است که یک میله یا سوزن آهنی یا فولادی را در جهت میدان مغناطیسی زمین تراز کنیم، و سپس آنرا حرارت داده یا بر آن ضربه وارد کنیم. حال اگر این آهنربا را روی سطحی با اصطکاک کم قرار دهیم (روی یک تکه چوب کوچک در آب شناور سازید، یا مثلا سوزن را با یک ریسمان غیرفلزی آویزان(معلق) نمایید) قطبنمای ما کار میکند؛ یعنی میله آنقدر میچرخد تا در راستای میدان مغناطیسی زمین (شمالی-جنوبی) قرار گیرد.
مغناطیسی کردن سوزن با باتری: اگر سیمی را دور سوزن بپیچانید و برای چند دقیقه سر سیم را به ته باتری وصل کنید، سوزن مغناطیسی میشود.
به دلیل کشش سطحی آب، میتوان سوزن را به تنهایی روی سطح آن شناور کرد. مثلا میتوان سوزن را روی کاغذی گذاشت، و کاغذ را روی آب گذاشت. اگر کاغذ روی آب بماند که بهتر، و اگر کاغذ در آب فرو برود احتمالاً سوزن روی آب باقی میماند. اگر سوزن را با گریس یا روغنی غیرقابلحل در آب چرب کنید (مثلا با مالش سوزن به موهای خود سوزن را چرب نمایید)، کار آسانتر خواهد شد. چرب بودن سوزن سبب میشود که سوزن روی سطح آب شناور بماند.
فیلم ساخت قطبنمای شناور را در این سایت میتوانید ببینید.
جهتیابی با نشانههای طبیعی
هرگونهای از درختان برشها و خصوصیات خاصّ خود را دارد. باد و آفتاب بر درختان تأثیر میگذارند و این سرنخی است برای محاسبه جهت شمال-جنوب.
این روشها خیلی قابل اطمینان نیستند. مثلاً «باد غالب» ممکن است حالت عادی را به طور قابلملاحظهای تغییر دهد و باعث تغییر و انحراف آن شود. همچنین در جنگلهای انبوه -به دلیل عدم نفوذ و رسوخ آفتاب درون آنها- برخی روشها کارا نخواهند بود. اگر از علامتهای طبیعی استفاده میکنید، برای تصمیمگیری، باید هر چند تا علامت مختلف را که میتوانید پیدا کنید.
بسیاری از روشهای زیر بر اساس آفتاب هستند: در نیمکرهی شمالی زمین، جهت رو به جنوب در معرض آفتاب بیشتری است. تابش خورشید رشد شاخهها و برگها را زیاد میکند.
1- جهتیابی با خزهها و گلسنگها: سمت شمالی درختان و تختهسنگها، گلسنگها و خزههای بیشتری دارد؛ چرا که نمناکتر و مرطوبتر از سمت جنوبی آنهاست.
خزه در جایی رشد میکند که دارای سایه و آب زیادی باشد؛ محلهای خنک و نمناک. تنهی درختان در سمت شمالی سایه و رطوبت بیشتری دارد، و در نتیجه خزهها معمولا بیشتر در این سمت میرویند.
این روش همیشه نتیجهی درست به ما نمیدهد. 1) هرچند سمت شمالی در سایهی بیشتری است، ولی لزوماً رطوبت سمت شمال بیشتر نیست؛ و برای رشد خزهها رطوبت مهمتر از سایه است(جایی که رطوبت در آنجا بیشتر ماندگار است). 2) گاه ممکن است درختان و پوشش گیاهی مجاور طرف دیگر درخت را هم سایه کند. 3) در یک اقلیم بارانی(جنگلها و بیشههای مرطوب) ممکن است همه طرف درخت نمناک باشد(یعنی خزه دور برخی درختان در همهطرف رشد کرده؛ البته معمولاً در جهت جنوب بیشتر رشد کردهاست). 4) ممکن است باد مانع رشد خزه در طرف شمالی درخت شود. 5) در مناطق خشک هم که اصلاً خزهای وجود ندارد!
ضمناً در نظر داشته باشید که معمولاً خزه در جهت نور آفتاب(جنوب) خرمایی رنگ است و در مکانهای سایه و مرطوب سبز یا طوسی رنگ. 2- جهتیابی با درختان: از آنجا که سمت شمالی درختان در معرض آفتاب کمتری است، درختان در این سمتشان شاخوبرگ کمتری دارند.
به دلیل آنکه آفتاب بیشتر از سمت جنوب میتابد، درختان جنوب بهتر و بیشتر رشد میکنند. وجود درختانی مانند صنوبر سیاه و سفید، راش، بلوط، درختان آزاد، شاه بلوط هندی، افرا نروژی و درخت اقاقیا صحت این مسئله را ثابت میکند. این درختها در جنوب بیشتر دیده میشوند.
پوست درختان قدیمی در سمت رو به آفتاب(جنوب) معمولاً نازکتر است.
پوسیده بودن یک طرف از اکثر درختان جنگل، جهت شمال را به ما نشان میدهد؛ سمت پوسیده شمال است.
به خاطر نوع تابش خورشید، شاخههای جنوبی اکثر درختان افقیتر و شاخههای شمالی عمودیترند.
در کوههای سنگی، کاجهای انحناپذیر در شیب جنوبی، و صنوبرهای انگلمان در شیب شمالی میرویند.
معمولاً درختان برگ ریز در شیبهای جنوبی تپهها میرویند و سراشیبهای شمالی همیشه سبز است.
زمینِ اطراف ریشهی درختان، به سمت جنوب سستتر و توخالیتر از قسمت شمالی است. پس زمین به سمت شمال سفتتر بوده و به خشکی زمین جنوبی نیست.
رشد پوشش گیاهی در سمت جنوبی تپهها بیشتر از سمت شمالی خواهد بود.
توجه کنید که: به درختی نگاه کنید که ریشهاش در زمین باشد، نه به کندهای که بریده شده و بر زمین افتاده!
3- جهتیابی با تنهی درختان بریدهشده: اگر مقطع درخت بریدهشدهاى را نگاه کنید، تعدادى دایرهی هم مرکز را مشاهده خواهید کرد، که هر یک از آنها نشان یک سال عمر درخت میباشد. درختى که بطور دائم آفتاب به تنهاش بتابد، دایرههاى نشاندهنده عمر آن درخت در یک سمت به هم نزدیکتر شده و در سمت دیگر از هم دور خواهند بود. سمتی که فاصله خطوط حلقههای سنی درخت به هم نزدیکتر باشد سمت شمال را مشخص میکند، و سمتی که خطوط حلقههای سنی از هم فاصلهی بیشتری داشته باشد سمت جنوب را نشان میدهد؛ به علت تابش زیاد آفتاب و رشد شدیدتر آن.
4- جهتیابی به کمک گلها و گیاهان: گیاهان، و گلهای درختان تمایل دارند رو به آفتاب قرار بگیرند؛ یعنی جنوب یا شرق.
برخی گیاهان برای جهتیابی اشتهار یافتهاند. مثلاً در امریکا گُلی وجود دارد که همیشه جهتگیری شمالی-جنوبی دارد (رشد برگهایش به سمت خط شمال- جنوب است) و آن را «گیاه قطبنما(یا Compass Plant)» و یا «رُزینوید(Rosinweed)» میخوانند. نام علمی آن «سیلفیوم لاکینیاتوم» (Silphium laciniatum) است، و مسافران اولیهی این سرزمین از این گیاه برای جهتیابی استفاده میکردهاند.
اکالیپتوس استرالیایی هم گیاهی جهتیاب است. این گیاه که در سرزمینهای گرم و خشک میروید، برگهایش رو به شمال یا جنوب است.
همچنین درختی به نام «نخل رهنوردان([ یا Traveler’s Palm])» وجود دارد که محور شاخههایش شرقی-غربی اند.
همانطور که گفته شد، این که کدام طرف شرق است و کدام طرف غرب، یا کدام یک از طرفین شمال یا جنوب است را میتوان با توجه به سمت خورشید و ماه در آسمان یا روشهای دیگر یافت -ماه و خورشید تقریباً در سمت جنوبی آسمان قرار دارند.
5- جهتیابی به کمک باد غالب: بادها را از جهتی که میوزند، نامگذاری میکنند مانند باد شمالی از شمال. هر منطقهای باد غالب و برجستهای دارد که در فصل خاص یا گاهی در تمام فصول حکمفرماست. باد غالب، باد خاصی است که وزش آن طولانیتر بوده و در جهت خاصی میوزد. با دانستن جهت بادهای غالب میتوانید چهار جهت اصلی را تشخیص دهید.
معمولاً نام باد را از جهتی که وزیدهاست، نامگذاری میکنند. مثلاً باد شمال یعنی بادی که از شمال به سمت جنوب میوزد.
برای جهتیابی به کمک باد غالب، 1) ابتدا باید جهت باد غالب منطقه را دانست. 2) سپس باید در جایی که هستیم جهت باد غالب را تشخیص دهیم. برای نمونه، اگر بدانیم که در منطقهی ما باد غالب از شرق میوزد، و ضمناً جهت باد غالب منطقه را تشخیص دهیم، طرف منشأ باد شرق خواهد بود؛ که با دانستن شرق، دیگر جهتهای اصلی هم به سادگی یافته میشوند.
نکتهی اول: اگر جهت باد غالب منطقهتان را نمیدانید، اطلاعات زیر ممکن است کمککار باشد:
در نواحی معتدل، باد غالب از غرب میوزد. (در هر دو نیم کره شمالی و جنوبی)
در نواحی گرمسیری، باد غالب بین مناطق شمال شرقی و جنوب شرقی جریان دارد.
در نواحی استوایی، باد غالب معمولاً از سمت شرق میوزد.
نکتهی دوم: جهت باد غالب منطقه را تشخیص دهیم:
در هر منطقهای باد غالب ویژگیهای خاص خود را دارد؛ مثل درجه حرارت، رطوبت و سرعت که در فصول مختلف تغییر میکند.
باد غالب بر رشد درختان و گیاهان، جهت جمع شدن برفهای باد آورنده و در جهت علفهای بلند تأثیرگذار است. در واقع باد غالب بیشترین تأثیر را بر روی جهت پوشش گیاهی، برف، ماسه یا دیگر اشیای روی سطح زمین دارد.
الف)درختان:
جهت خم شدن اغلب درختان منطقه نشان دهنده جهت وزش باد غالب منطقه است. برای نمونه اگر درختان به طرف شمال منحرف و متمایل شدهاند، باد غالب محتملا از سمت جنوب وزیدهاست.
اثر دیگری که باد غالب بر درختان دارد این است که: در جهتی که از وزش باد در امان است، شاخ و برگ بیشتری رشد کردهاست.
در واقع باد ممکن است با صدمه زدن یا خشک کردن شاخه های جوان، رشد درخت را کند یا متوقف کند. معمولاً وزش باد، باعث کند شدن رشد درختان میشود؛ برعکسِ خورشید، که رشد شاخهها و برگها را زیاد میکند.
در زمستان باد غالب معمولاً با برف و تگرگ همراه است، که باعث شکستن شاخههای جوان میشود.
درختی که برای تعیین جهت استفاده میشود، باید در محلی باز و وسیع باشد. نباید در پناه تپه، درختان دیگر یا ساختمانها باشد. چند تا از درختان نزدیک به هم را مورد آزمایش قرار دهید. مطمئن شوید که درختان هرس نشده باشند.
از آنجا که درختان تحت تأثیر عوامل زیادی هستند، و باید یافتههای خود را با مشاهدهی درختان متعددی در همسایگی یکدیگر تأیید کنید.
ب)ماسه و برف:
امواج ماسه در بیابانها، و امواج پستی-بلندیهای برف در مناطق قطبی جهت باد را نشان میدهند. البته گاه به خاطر آنکه این موجها خیلی کوچکاند و از چند سانتیمتر تجاوز نمیکنند، برای یافتن باد غالب نمیتوانند کمککار باشند، زیرا میتوانند با هر باد تند موضعی به سرعت تشکیل شوند.
در بیابانها انواع مختلف تلماسهها وجود دارند، که شکل آنها جهت باد غالب را نمایان میسازد؛ همچنین در مورد تلیخهای قطب: در مناطقی که به شدت پوشیده از برفاند، باد غالب تودههای برف را میراند و آنها را تبدیل به تلهای برآمدهای میسازد. این تلها از چند سانتیمتر تا یک متر ارتفاع دارند، و موازی باد غالب تشکیل میشوند. در واقع برف از لحاظ فیزیکی شبیه ماسه عمل میکند.
ج) نسیم: برخی مناطق الگوی حرکت جریان هوایشان نوسان بیشتری نسبت به جاهای دیگر دارد. مثلا مردم کنار ساحل یا نسیم دریا مأنوساند. معمولا بعدازظهرها نسیم مداومی از طرف دریا میوزد. در شب هم معمولا جهت نسیم برعکس میشود و از خشکی به سمت دریا میوزد. نسیم مشابهی در درهها و کوهها میوزد: در روز نسیمی از دره به سمت بالای کوه وزیدن میگیرد؛ و در شب برعکس، نسیم از بالا به سمت دره میوزد. اگر -مثلاً به کمک نقشه- بدانیم که دریا یا کوه (یا ساحل یا دره) در کدام جهتمان است، میتوانیم جهتهای اصلی را بیابیم.
د) هوای گرم و سرد: در نیمکرهی شمالی زمین هوایی که از شمال میآید معمولاً سردتر از هوایی است که از جنوب میآید(بادهای شمالی از بادهای جنوبی سردتر است).
هـ) سایر موارد:
اگر گمان میکنید که بادی که در لحظه میوزد باد غالب منطقه است، میتوانید به درختان در مسیر باد نگاه کنید. با نگاه به نوک درختان میتوانید جهت باد را بفهمید.
میتوانید به تغییر جهت ابرها دقت کنید؛ بهویژه ابرهای بلندی که توسط بادهای غالب آورده میشوند.
در روی دریا و اقیانوسها بادهای غالب دارای ویژگیها و ابرهای خاص خود هستند.
6- جهتیابی به کمک رودخانهها: بسیاری از رودها و نهرها در نیمکرهی شمالی زمین رو به جنوب سرازیرند، یعنی رو به استوا. این روند عمومی رودهاست، ولی همیشه درست نیست. مثلا رود نیل -که تماماً در نیمکرهی شمالی است- به سوی شمال جریان دارد و به مدیترانه میریزد.
7- جهتیابی به کمک حیوانات و حشرات:
مورچهها خاکِ لانهی خود را به سمت جنوب یا شرق میریزند. مورچهها چنین میکنند تا در هنگام روز خاکریزشان به عنوان سایهبانی برایشان عمل کند، تا راحتتر کار خود را انجام دهند.
مورچهها خانههای خود(مورتپهها) را بر روی شیبهای جنوب شرقی میسازند؛ زیرا خورشید در پاییز و زمستان بیشتر به این قسمتها میتابد. آنها مورتپههای خود را نزدیک درختان و صخرههای جنوبی و جنوب شرقی بنا میکنند.
اگر شما در کنار برکه یا دریاچهای باشید که پرندگان، ماهیان یا دوزیستان در حال تولیدمثل هستند، در نظر داشته باشید که آنها معمولاً ترجیح میدهند در سمت غربی زاد و ولد (تولیدمثل و پرورش) نمایند.
دارکوب(شانهبهسر) معمولا حفرههایش را در سمت شرقی درخت حفر میکند.
سنجابها هم معمولاً در سوراخهای سمت شرقیِ درختان خانه و لانه میگزینند.
