Как измеряются береговые линии?
Береговая линия США составляет 29 093 мили по данным Исследовательского института Конгресса и 19 924 мили по данным ЦРУ. Оба учреждения имеют разные результаты измерения одной и той же береговой линии. Ни один из этих институтов не является неправильным; их различия заключаются в шкале измерения. Проблема определения фактической протяженности береговых линий представляет много трудностей для картографов и исследователей. Парадокс береговой линии - это просто наблюдение, что береговая линия суши не имеет определенной длины. В зависимости от используемого масштаба береговая линия может быть больше или меньше. При использовании меньшего масштаба длина береговой линии больше, чем та, которая измеряется с использованием большего масштаба. Различные ученые изучали это явление в течение нескольких лет, пытаясь объяснить парадокс береговой линии.
Объяснение парадокса Береговой линии
Льюис Фрай Ричардсон обнаружил парадокс береговой линии в 1951 году. Он обнаружил это явление, когда пытался рассчитать вероятность того, что две страны вступят в войну из-за общей границы. Изучая различные опубликованные работы, он обратил внимание на различия в протяженности международных границ, особенно между Испанией и Португалией, а также между Нидерландами и Бельгией. Ричардсон обнаружил парадокс, влияющий на размер береговой линии в зависимости от используемого масштаба. Он обнаружил, что при использовании меньшего масштаба размер береговой линии имеет тенденцию к бесконечному увеличению.
Бенуа Мандельброт позже расширил работы Ричардсона, объясняя парадокс береговой линии. В своем стремлении создать формулу для вычисления шероховатости объектов в природе Мандельброт открыл фракталы. Фрактал - это абстрактный объект, который имеет самоподобные паттерны, которые становятся более сложными по мере их увеличения. Таким образом, определение длины фракталов становится невыполнимой задачей, и могут быть сделаны только оценки. Береговые линии создают такие проблемы, что чем больше вы увеличиваете масштаб, тем больше увеличивается количество несоответствий, что делает невозможным определение их фактической длины. Фракталы распространены, в том числе в горах, растениях и на береговых линиях. Их присутствие в природе, особенно в случае береговых линий, усилило несводимость земли и тот факт, что не все можно определить.
Изменение береговой линии
Береговые линии мира постоянно меняются из-за эрозии, повышения уровня моря и приливных волн. Это в сочетании с математической сложностью измерения береговых линий еще больше затрудняет определение фактической длины береговых линий. Другие особенности, такие как фьорды и неровности береговой линии, усложняют измерение береговой линии.
Установление стандарта
Парадокс береговой линии вызывает большое разочарование у картографов и исследователей, которые не могут точно определить размеры береговой линии. Из-за этого устанавливаются стандарты для создания оценок размеров этих береговых линий. Эти стандарты включают в себя береговую линию ShoreZone 1990 года от Департамента природных ресурсов Вашингтона, которая измеряет береговую линию с низколетящего самолета. Сделанные оценки имеют управляемое число вместо использования абстрактных определений, таких как бесконечность. Однако эти стандартизации также представляют собой погрешность, которая иногда приводит к значительным расхождениям в измерениях по сравнению с фактической береговой линией.
