ستاره شناسی،نجوم شناسی

راه‌های قبله‌یابی

5- قبله‌یابی از طریق دایره‌ی هندیه (روش ترسیمی):

برای به دست آوردن قبله از دایره‌ی هندیه یا روش ترسیمی چند نکته قابل ذکر است:
الف) دایره‌ی سمت قبله: و آن دایره‌ی عظیمه‌ای است که از طرفی به سمت‌الرأس یک شهر و یا یک نقطه‌ی مفروض و از سوی دیگری به سمت‌الرأس مکه می‌گذرد.
ب) نقطه‌ی سمت قبله: نقطه‌ی تقاطع دایره‌ی سمت قبله در جهت مکه با افق شهر مفروض، نقطه‌ی سمت قبله است.
ج) قوس سمت قبله: قوسی است از دایره‌ی افق بین دایره‌ی نصف‌النهار (خط شمال و جنوب) و بین دایره‌ی سمت قبله، از جانب اقرب، این قوس، قوس انحراف سمت قبله نیز نامیده می‌شود.
د) خط سمت قبله: خط واصل بین نقطه‌ی سمت‌الرأس ناظر در افق حسی و بین نقطه‌ی سمت قبله را خط سمت قبله گویند. و چنانچه نمازگزار بر این خط قرار گیرد رو به قبله و فضای متعلق به آن ایستاده است. بنابراین سمت قبله نقطه‌ای است در محیط دایره‌ی افق که هر گاه انسان مواجه آن باشد مواجه قبله خواهد بود.
ه) دانستن طول و عرض بلاد و نقاط کره‌ی زمین در روش ترسیمی برای به دست آوردن قبله نقش مهم و اساسی دارد و بدون در دست داشتن نقشه یا جدول طول و عرض دست یافتن به سمت قبله کار آسانی نیست.
پس از توجه به نکات یاد شده و ترسیم دایره‌ی هندیه خواهیم گفت:
1. اگر شهر و یا نقطه‌ی مفروض، با مکه‌ی معظمه در یک طول قرار گرفته و عرض شهر مفروض شمالی‌تر از عرض مکه باشد، هر دو شهر در سطح یک دایره‌ی نیمروز قرار دارند و نقطه‌ی جنوب دایره‌ی هندیه، نقطه‌ی سمت قبله‌ی آن شهر است. در این فرض اگر عرض شهر، کمتر از عرض مکه و یا در نیمکره‌ی جنوبی باشد، نقطه‌ی شمالی دایره‌ی مزبور، سمت قبله است.
2. اگر طول و عرض شهر منظور، بیشتر و یا کمتر از طول و عرض مکه باشد لازم است نخست چهار جهت اصلی بر روی دایره‌ی هندیه توسط دو خط شمال و جنوب و مشرق و مغرب اعتدال، ترسیم شود آن‌گاه تفاوت میان طول عرض شهر با مکه، محاسبه، و توسط دو خط طول و عرض روی دایره معلوم گردد و سرانجام «خط سمت» بین موضع شهر و موضع مکه‌ی معظمه کشیده شود، خط سمت نشان دهنده‌ی تقریبی شهر مکه است.
مثال 1) طول مکه سی و نه درجه و پنجاه دقیقه (′50، °39 = λM) شرقی و عرض آن بیست و یک درجه و بیست و پنج دقیقه (′25 ، °21 = ΦM) شمالی و طول قم پنجاه درجه و پنجاه و پنج دقیقه (′55 ، °50 = λQ) و عرض آن سی و چهار درجه و سی و هشت دقیقه (′38 ، °34= ΦQ) شمالی است،تفاوت بین دوطول یازده درجه و پنج دقیقه (′5 ، °11) و تفاوت بین دو عرض سیزده درجه و سیزده دقیقه (′13 ، °13) است، یعنی شهر مکه (′5، °11) یازده درجه و پنج دقیقه غربی‌تر و (′13 ، °13) سیزده درجه و سیزده دقیقه جنوبی‌تر از قم است. بنابراین خط واصل بین نصف‌النهار نقطه‌ی مکه خط سمت قبله است. مثال 2) این مثال فنی‌تر است ولی توضیح کاملی را همراه خواهد داشت. اگر بخواهیم نقطه‌ی سمت قبله‌ی تهران را با روش ترسیمی شرح دهیم چنین خواهیم داشت:
الف) دایره‌ای مانند دایره NESW رسم و فرض شود کهT یعنی خط EW امتداد مشرق و مغرب جغرافیایی باشد، بنابراین نقاط E ،S ،N و W تشکیل چهار جهت اصلی را داده‌اند، پس قطر‌های NS و EW محور مختصات جغرافیایی می‌باشد. ب) کمان EB را برابر اختلاف جبری عرض‌های جغرافیایی نقاط M و T جدا سازید.
°28/14- = °68/35-°4/21 = EB = ETB
این مقدار در حقیقت فاصله‌ای بین دو مدار دو نقطه است سپس خط ′BB محور WE رسم گردد.
ج) کمان NA برابر اختلاف جبری جغرافیایی نقاط M و T جدا شود.
°55/11- = °45/51-°9/39 = NA = NTA
در حقیقت این مقدار برابر با فاصله‌ی زاویه‌ای بین نصف‌النهارهای دو نقطه است، سپس خط ′AA را به موازات محور S رسم می‌کنیم.
زوایای ATN و ETB را ممکن است با استفاده از یک نقّاله جدا کرد، اما برای دقت بیشتر می‌توان تانژانت زاویه را جدا کرد بدین ترتیب که طول مشخصی را از مبدأ مختصات بر روی محور موردنظر جدا کرده آن‌گاه اندازه‌ی طول آن را در تانژانت زاویه‌ی مربوط ضرب می‌کنیم، سپس از انتهای طول جدا شده خطی عمود بر محور، برابر با حاصل ضرب به دست آمده در جهت مورد نظر رسم می‌کنیم. از اتصال انتهای این خط به مبدأ مختصات، زاویه‌ی مورد نظر رسم می‌شود، این روش برای رسم زاویه‌ی °28/14-=ETB در شکل نشان داده شده است. د) خط ′AA خط ′BB را در نقطه‌ای مانند M قطع می‌کند از اتصال M به نقطه‌ی T جهت قبله به دست می‌آید. یعنی خط TM جهت قبله در تهران است. زاویه‌ی MTS انحراف قبله نسبت به امتداد جنوب جغرافیایی را به طرف مغرب نشان می‌دهد. اندازه‌ی زاویه‌ی MTS در این مثال تقریباً برابر با °5/38 است. اندازه‌گیری با نقاله تقریباً با نتیجه‌ی محاسبه °52/38 برابر است.
اما همیشه نتیجه‌ی روش ترسیمی با نتیجه‌ی شیوه‌ی محاسبه از راه مثلثات کروی یکی نیست و گاهی میزان اختلاف خیلی زیاد است بلکه به طور کلی هر چه فاصله‌ی محل موردنظر بر روی زمین از مکه‌ی معظمه بیشتر باشد اختلاف نتیجه دو روش بیشتر خواهد بود.
اساس کار این روش در شکل نمایانده شده است، بدین ترتیب که دو محور مختصات عمود بر هم در نقطه‌ی مورد نظر یعنی نقطه‌ی T صفر بوده و وضعیت مکه‌ی معظمه (نقطه‌ی M) با توجه به جهت‌های مربوط از راه تفاوت جبری، مختصات جغرافیایی نقطه‌ی T و نقطه‌ی M به دست می‌آید. به دیگر سخن در این روش سطح زمین بین نقاط T و M به صورت مسطح فرض می‌شود که فرض درستی نیست، این مطلب در فواصل کمتر ممکن است خطای زیادی را موجب نشود، اما در فواصل زیادتر میزان خطا بیشتر خواهد بود، مثلاً جهت قبله را در بمبئی در هندوستان با مختصات زیر به دست می‌آوریم: مختصات مکه را نیز همچنان در نظر می‌گیریم، پس چنین خواهیم داشت: نتیجه‌ی روش ترسیمی که در شکل نشان داده شده جهت قبله را 5/85 درجه در مغرب امتداد شمال جغرافیایی به دست می‌دهد، در حالی که نتایج محاسبه از راه مثلثات کروی 52/79 درجه است، بنابراین میزان خطا در روش ترسیمی زیاد است از این رو باید از روش مثلثات یا کره‌ی جغرافیایی استفاده کرد. افزون بر این روش ترسیمی برای شهر و نقطه‌ای که تا مکه‌ی معظمه 90 درجه و بیشتر فاصله داشته باشد کارساز نیست؛ از این رو، محقق طوسی و برخی دیگر از پژوهشگران در مقام چاره‌اندیشی گفته‌اند: اگر بین طول مکه‌ی معظمه و شهر مورد نظر 90 درجه فاصله باشد، اگر آن شهر در جهت شرقی مکه است یک خط طولی موازی خط نصف‌النهار شهر، عمود بر نقطه‌ی مغرب اعتدال (یعنی نقطه‌ی تقاطع دایره‌ی هندیه با خط اعتدال) اخراج شود که خط طولی در نقطه‌ی مغرب اعتدال، مماس دایره، از خارج می‌گردد.
و اگر شهر مورد نظر در جهت غربی باشد، خط طولی را بر نقطه‌ی مشرق اعتدال همچنان عمود باید کرد پس از آن، یک خط عرضی موازی خط اعتدال باید اخراج و امتداد داده شود تا خط طولی را در خارج دایره قطع کند، نقطه‌ی قطع، سمت قبله است، و خطی که از مرکز دایره بدان وصل شود خط سمت قبله است. ولی چنان‌که اشاره شد روش ترسیمی در فواصل زیاد از مکه‌ی معظمه نمی‌تواند نتیجه‌ی درستی به بار آورد به ویژه در 90 درجه و بیشتر، از باب نمونه به مثال زیر توجه شود:
جهت قبله در نقطه‌ای در سانفرانسیسکو در آمریکا با مختصات زیر: چنین داریم: در این مثال دیده می‌شود که فاصله‌ی محل و مکه‌ی معظمه از نظر طول جغرافیایی از 90 درجه بیشتر است و روش ترسیمی نمی‌تواند کاربرد داشته باشد.
با روش محاسباتی (مثلث کروی) جهت قبله در سانفرانسیسکو °7/18 در مشرق شمالی جغرافیایی است. یعنی با توجه به این که مدار سانفرانسیسکو (′35 ، °37 = Φsan شمالی) در شمال مدار مکه (°5/21 = Φm) قرار دارد ممکن است تصور شود که جهت قبله‌ی شهر مزبور می‌بایست در شرق جنوب جغرافیایی باشد ـ نه در شرق شمال جغرافیایی ـ ولی چنین تصوری درست نیست و نتیجه‌ی محاسبه (مثلثاتی) صحیح است. این اشتباه از آن‌جا ناشی می‌شود که با مقایسه‌ی عرض‌های جغرافیایی، زمین به صورت مسطح تصور می‌شود و این نکته که فاصله‌ی زاویه‌ای سانفرانسیسکو و مکه‌ی معظمه در حدود °4/162 درجه است فراموش می‌گردد. بنابراین برای یافتن جهت قبله‌ی یک محل، مسیر کوتاهترین فاصله، یعنی مسیر دایره‌ی عظیمه را باید در نظر گرفت.

6- جهت قبله در نقطه‌ی مقابل مکه

هر گاه موضع شخص و مکه‌ی معظمه متقاطر باشند، یعنی آن محل، طرف قطری باشد که از مکه به مرکز زمین و امتداد آن به موضع شخص رسیده باشد، طبعاً طول غربی آن محل، برابر ′10،°140، و عرض جنوبی آن ′51،°21 است، چنین محلی در جنوب شرقی جزیره‌ی تاهیتی (Tahiti) نزدیک مجمع الجزایر پلینزی در میان مجمع الجزایر تواموتو در اقیانوس آرام قرار گرفته است.
در این هنگام هیچ یک از دایره‌ی سمت قبله، نقطه‌ی سمت و دیگر امور یاد شده صورت نخواهد پذیرفت. چون هر دایره‌ی عظیمه‌ای که از این محل عبور کند از نقطه‌ی مقابل آن - که مکه‌ی معظمه است - خواهد گذشت، بنابراین هنگام نماز مثلاً مــی‌توان بــه هـر طرف نماز گزارد «أَیْنََما تُوَلُّوْا فَثَمَّ وَجْهُ اللّهِ» به هر سو رو کنید به سوی خدا رو آورده‌اید. (بقره/ 115)

7- تعیین قبله در قطب و مناطق قطبی

در نقطه‌ی انقلاب تابستانی (در نیمکره‌ی شمالی) میل خورشید به بالاترین درجه (°5/23+) می‌رسد در این حالت بیشترین وسعت از ناحیه‌ی قطب شمالی در روشنایی دایم خورشید قرار می‌گیرد و بر عکس بیشترین سطح از ناحیه‌ی منجمد جنوبی در تاریکی دائم شب فرو می‌رود.
از اول تابستان به بعد خورشید تدریجاً به امتداد سطح دایره‌ی استوا نزدیک‌تر و از روشنایی و ارتفاع آن کاسته می‌شود اما برای ناظری که در این روز طولانی در نقطه‌ی قطب قرار گرفته خورشید همیشه روبروی نقطه‌ی قطب شمال می‌درخشد، یعنی خورشید را در یک مسیر دایره‌ای شکل تقریباً به موازات سطح افق در حرکت می‌بیند. این حرکت ناشی از حرکت وضعی زمین است و به همین علت به نام حرکت ظاهری روزانه‌ی خورشید نامیده می‌شود، در شکل مسیرهای اول تابستان و اول بهار نشان داده شده است و جهت ظاهری خورشید همسوی عقربه‌های ساعت است. (در حال مسیر حرکت روزانه‌ی خورشید در قطب جنوب برعکس عقربه‌های ساعت به نظر می‌رسد).
چنان که ناظر در عرض‌های جغرافیایی کمتر از 90 درجه‌ی شمالی و بیش از 5/66 درجه‌ی شمالی قرار گیرد، خورشید به نظر او مسیری دایره‌ای را خواهد پیمود، اما سطح مسیر دایره‌ای به موازات سطح افق نبوده بلکه نسبت به آن متمایل است. شکل برای مدار 80 درجه‌ی شمالی است: در عرض 80 درجه، در اعتدال پاییزی که میل خورشید از صفر به 10 درجه می‌رسد (28 مهرماه) شب طولانی قطبی آغاز می‌شود - و بر روز طولانی قطبی در مدار 80 درجه‌ی جنوبی شروع می‌گردد - این شب و روز طولانی تا چهارم اسفند که میل خورشید دوباره به 10 درجه می‌رسد به طول می‌انجامد؛ بنابراین مدت شب طولانی قطبی در مدار 80 درجه‌ی شمالی، و روز طولانی قطبی بر مناطق واقع بر مدار 80 درجه‌ی جنوبی در حدود 127 روز به درازا می‌کشد. از نقطه‌ی اعتدال بهاری به بعد که میل خورشید صفر درجه است تا 27 فروردین ماه که میل خورشید تقریباً 10+ درجه می‌شود در مناطق واقع بر مدار 80 درجه‌ی شمالی خورشید به صورت معمولی دارای طلوع و غروب می‌باشد و طول شبانه‌روز 24 ساعت است که به تدریج طول روز افزایش یافته و از شب کاسته می‌شود.
از 27 فروردین به بعد که میل خورشید از 10+ درجه بیشتر می‌شود خورشید پیوسته در آسمان می‌درخشد، غروب نمی‌کند و تا ششم شهریور که میل خورشید دوباره به 10+ درجه می‌رسد ادامه می‌یابد، از این تاریخ به بعد مجدداً خورشید دارای طلوع و غروب است.
در 6 شهریور خورشید بار دیگر در مناطق واقع بر مدار 80 درجه‌ی جنوبی طلوع می‌کند. بنابراین هر یک روز مناطق شمالی در مدار یاد شده و شب طولانی مناطق جنوبی در مدار مزبور حدود 135 روز به طول می‌انجامد.
با توجه به این توضیحات خواهیم گفت:
الف) در مناطقی که عرض آن‌ها بیش از 5/66 درجه است غیر از خود قطب، می‌توان با استفاده از امتداد یک شاخص قائم در روز هفتم خرداد ماه در ساعت 9 و 17 دقیقه‌ی صبح، و یا در روز 25 تیر ماه در ساعت 9 و 26 دقیقه‌ی صبح به وقت گرینویچ جهت قبله را در مناطق منجمد شمالی تعیین کرد، زیرا مکه‌ی معظمه نسبت به گرینویچ، شرقی است و خورشید زودتر به دایره‌ی نصف‌النهار آن گذر خواهد کرد.
ب) در قطب که فقط دارای روز طولانی است این امور لازم است:
1- میزان کردن ساعت به وقت گرینویچ.
2- تعیین زمان عبور خورشید از نصف‌النهار گرینویچ به کمک جدول تعدیل زمان.
3- تعیین امتداد سایه‌ی یک شاخص عمودی در زمان محاسبه که امتداد سایه، امتداد نصف‌النهار 180 درجه‌ی شرقی و یا غربی است، و جهت عکس امتداد سایه، امتداد نصف‌النهار گرینویچ را نشان می‌دهد.
4- اگر در قطب شمال جغرافیایی خطی در جهت عکس عقربه‌های ساعت رسم شود به طوری که با امتداد نصف‌النهار گرینویچ زاویه‌ی 9/39 درجه بسازد این خط، جهت قبله را نشان می‌دهد. 5- در قطب جنوب، خط مزبور در جهت حرکت عقربه‌های ساعت ترسیم می‌شود. ج) در قطب شمال و مناطق قطبی شمالی، راه دیگر جهت تحصیل قبله آن است که وقتی میل خورشید به اندازه‌ی عرض مکه رسید، یعنی هنگامی که خورشید فوق رأس مکه به وقت نیمروز برسد (7 خرداد و 25 تیر) با وسایل پیشرفته‌ی مخابراتی لحظه‌ی ظهر شرعی مکه به سرتاسر جهان مخابره گردد، از جمله در مناطق قطبی در آن لحظه خورشید بالای افق مشاهده می‌شود، چنانچه ناظر در این هنگام (ظهر شرعی مکه) خطی رسم کند، و به جانب خورشید امتداد دهد و در برابر خورشید بایستد تحقیقاً به سمت قبله و روبروی مکه‌ی معظمه ایستاده است.
لازم به ذکر است که مناطق قطبی جنوبی از این شیوه بهره‌مند نخواهند بود زیرا در این دو روز، خورشید را بالای دایره‌ی افق خویش مشاهده نخواهند کرد.

8- استفاده از قبله نما:

سرتیپ حسینعلی رزم آرا در سال 1331 هجری شمسی به ابتکار شایسته‌ی قبله‌نما دست یافت، در این قبله‌نما یک عقربه‌ی مغناطیسی و یک صفحه‌ی مدرج حاوی جهت قبله در شهرهای مختلف استفاده و در محاسبات مربوطه مسأله‌ی میل مغناطیسی منظور شده است. به نظر کارشناسان، رزم آرا، زاویه‌ی بین امتداد قبله و شمال مغناطیسی را از روی جداول و نقشه‌ها با در نظر گرفتن میل مغناطیسی، طبق آخرین نقشه‌ها تعیین کرده و در تهیه‌ی قطب‌نمای مغناطیسی به نحوی ترکیب و دخالت داده که - به جز در مواردی که وجود مواردی آهنی یا معادن ترکیبات آهن سبب انحراف غیر عادی عقربه می‌گردد - امتداد قبله را با دقت لازم نشان می‌دهد. گر چه انحراف مغناطیسی نقاط مختلف، افزون بر تغییر ناچیز روزانه به طور دایم نیز تغییر می‌کند ولی برای مدت زیادی که تغییر انحراف مغناطیس از حدود چند درجه تجاوز نکند از اعتبار ساختار قبله‌نمای مغناطیسی نمی‌کاهد.
رزم آرا محاسبات قبله‌نما را از دو راه ذکر کرده و گفته است:
1- پس از تعیین طول و عرض جغرافیایی دقیق مکه و شهر منظور، به وسیله‌ی دستورهای حل مثلثات کروی، جهت قبله تعیین می‌شود. این طریق (مثلثات) خیلی دقیق است و می‌توان درجه‌ها، دقیقه‌ها و ثانیه‌ها را نیز تعیین کرد، ولی محتاج به محاسبات طولانی و استعمال لگاریتم است که برای اشخاص غیر ورزیده احتمال اشتباهات کلی می‌رود.
[ولی امروزه با دسترسی به ماشین‌های دقیق حساب الکترونیکی، رایانه و جداول ویژه، مشکل محاسبات طولانی حل شده است].
2- اندازه‌گیری جهت مکه روی کره: این طریق چنانچه با مهارت انجام شود سریع بوده احتمال اشتباه کمتری می‌رود و دقت آن در حدود نیم درجه است. برای ساختن قبله‌نمای مغناطیسی دقت طریقه‌ی دوم کافی است. با این وجود با نتیجه‌ی طریقه‌ی اول تطبیق شده است.
ساختمان قبله‌نما
قبله‌نما جعبه‌ای است مدور از فلز یا پلاستیک که در قسمت فوقانی آن یک عقربه‌ی مغناطیسی و در قسمت تحتانی آن یک یا چند صفحه قرار دارد. روی هر صفحه نام تعدادی از شهرها بر اساس محاسبه‌ی دقیق جهت مکه و انحراف مغناطیسی محل نوشته شده است.
قبله‌نمای خودکار محلی، علاوه بر عقربه‌ی مغناطیسی، عقربه‌ی دیگری به رنگ قرمز یا برنجی یا شب‌نما دارد که جهت قبله را می‌نماید و کعبه‌ی معظمه در خارج صفحه در نظر گرفته شده است.
قبله‌نما با صفحه‌ی گردان که جدیدترین نوع و خودکار برای همه جا به حساب می‌آید در آن عقربه‌ای دیده نمی‌شود و خود صفحه‌ی فلزی می‌گردد و توجیه می‌شود و محل کعبه در وسط صفحه فرض شده است. لذا با یک مرتبه توجیه صفحه به وسیله‌ی گرداندن قبله‌نما، یا به طور خودکار در نمونه‌های با صفحه‌ی گردان، خطی که جلوی هر شهر رسم شده، جهت قبله‌ی آن است به طرف مرکز صفحه.
روش استفاده از قبله‌نما
الف) قبله‌نمای عقربه‌دار:
1- اگر داخل قبله‌نما، برگ‌های متعددی است برگی که نام شهر مورد نظر در آن است باید روی همه‌ی صفحات زیر عقربه قرار گیرد.
2- قبله‌نما، روی سطحی افقی دور از آهن‌آلات و ابزار و ادوات برقی گذاشته شود.
3- عقربه‌ی مغناطیسی پس از نوسان، یک نوک آن، معمولاً نوک سیاه یا شب‌نما، به سوی شمال خواهد ایستاد.
4- به آرامی قبله‌نما را گردانده تا شعاع شهر مورد نظر زیر نوک شمالی عقربه قرار گیرد، خط قبله که روی صفحه رسم شده است - جهت مکه را نشان می‌دهد.
ب) نمونه‌های خودکار با صفحه‌ی گردان:
هر گاه قبله‌نما در سطحی افقی دور از آهن‌آلات قرار گیرد صفحه‌ی آن پس از قدری نوسان بی‌حرکت می‌شود و شعاع هر شهر، قبله‌ی آن را به طور خودکار نشان خواهد داد. چنان که اشاره شد مکه‌ی معظمه در مرکز صفحه فرض شده و محاسبات زاویه‌ی قبله هر محل روی این فرض به عمل آمده است.
تأکید می‌شود در قبله‌نمای عقربه‌دار، عقربه‌ی مغناطیسی، شمال و جنوب مغناطیسی را نشان می‌دهد نه قبله را، و هنگام قبله‌یابی باید شعاع مربوط به هر شهر را مورد استفاده قرار داد نه نام شهر را، مانند قرار گرفتن عقربه‌ی سیاه برابر شعاع کلمبو در شکل. لازم به ذکر است - با توجه به تغییر میدان‌ها و خطوط مغناطیسی - در مواردی که تعیین دقیق جهت قبله مورد نظر است، مانند احداث ابنیه‌ی اسلامی به ویژه محراب مساجد، شایسته است تنها به قطب‌نما اکتفا نشود، بلکه نتایج شیوه‌های دیگر قبله‌یابی را نیز باید در نظر داشت.

دانستنیهای جامع نجوم/ حسین غزالی اصفهانی.