En stor cirkel defineres som enhver cirkel, der tegnes på en klode (eller en anden sfære) med et centrum, der inkluderer jordklodden. Således deler en stor cirkel op globus i to lige store halvdele. Da de skal følge jordens omkreds for at opdele den, er store cirkler omkring 40.000 kilometer (24.854 miles) i længde langs meridianerne. Ved ækvatordog er en stor cirkel lidt længere, da Jorden ikke er en perfekt sfære.
Derudover repræsenterer store cirkler den korteste afstand mellem to punkter hvor som helst på jordens overflade. På grund af dette har store cirkler været vigtige i navigation i hundreder af år, men deres tilstedeværelse blev opdaget af gamle matematikere.
Globale placeringer af store cirkler
Store cirkler er easye baseret på breddegrad og længdegrad. Hver længdegradeller meridian er den samme længde og repræsenterer halvdelen af en stor cirkel. Dette skyldes, at hver meridian har en tilsvarende linje på den modsatte side af Jorden. Når de kombineres, skar de kloden i lige halvdele, hvilket repræsenterer en stor cirkel. F.eks. Er premiermeridianen ved 0 ° halvdelen af en stor cirkel. På den modsatte side af kloden er International Date Line på 180 °. Det repræsenterer også halvdelen af en stor cirkel. Når de to kombineres, skaber de en fuld stor cirkel, der skærer Jorden i lige halvdele.
Den eneste breddegrad, eller parallel, karakteriseret som en stor cirkel, er ækvator, fordi den passerer gennem det nøjagtige centrum af Jorden og deler den i halvdelen. Linjer med breddegrad nord og syd for ækvator er der ikke store cirkler, fordi deres længde aftager, når de bevæger sig mod polerne, og de ikke passerer gennem Jordens centrum. Som sådan betragtes disse paralleller som små cirkler.
Navigering med store cirkler
Den mest berømte anvendelse af store cirkler i geografi er til navigation, fordi de repræsenterer den korteste afstand mellem to punkter på en kugle. På grund af jordens rotation skal sejlere og piloter, der bruger store cirkelruter, konstant justere deres rute, når overskriften ændres over lange afstande. De eneste steder på Jorden, hvor overskriften ikke ændres, er på ækvator eller når man rejser mod nord eller syd.
På grund af disse justeringer opdeles store cirkelruter i kortere linjer kaldet Rhumb linjer, som viser den konstante kompasretning, der er nødvendig for ruten, der køres. Rhumb-linjerne krydser også alle meridianer i samme vinkel, hvilket gør dem nyttige til at bryde store cirkler i navigationen.
Udseende på kort
For at bestemme store cirkelruter til navigation eller anden viden bruges ofte gnomisk kortprojektion. Dette er den valgte fremskrivning, fordi på en kort bue af en stor cirkel er afbildet som en lige linje. Disse rette linier er derefter ofte afbildet på et kort med Mercator-projektion til brug i navigation, fordi det følger ægte kompasretninger og derfor er nyttigt i en sådan indstilling.
Det er dog vigtigt at bemærke, at når lange afstande efter store cirkler tegnes på Mercator-kort, ser de buede ud og længere end lige linjer langs de samme ruter. I virkeligheden er den buede linje faktisk kortere, jo længere man ser, fordi den er på den store cirkelrute.
Almindelige anvendelser af store cirkler i dag
I dag bruges stadig store cirkelruter til langdistanserejser, fordi de er den mest effektive måde at bevæge sig over hele kloden. De bruges mest af skibe og fly, hvor vind- og vandstrømme ikke er en væsentlig faktor, selvom strømme som jetstrøm er ofte mere effektive til langdistanserejser end at følge den store cirkel. For eksempel på den nordlige halvkugle følger fly, der kører vest, normalt en stor cirkelrute der bevæger sig ind i Arktis for at undgå at skulle rejse i jetstrømmen, når man går i den modsatte retning som dens flyde. Når man rejser østpå, er det imidlertid mere effektivt for disse fly at bruge jetstrømmen i modsætning til den store cirkelrute.
Uanset hvilken anvendelse de er, har store cirkelruter dog været en vigtig del af navigationen og geografi i hundreder af år, og viden om dem er vigtig for langdistanse rejser over jordkloden.