अक्षांश व रेखांश : भूपृष्ठावरील कोणत्याही बिंदूचे स्थान दर्शविण्यासाठी अक्षवृत्त व रेखावृत्त या दोन वृत्तांचा उपयोग करतात. अक्षवृत्ते पूर्व-पश्चिम कल्पिलेली असून रेखावृत्ते दक्षिणोत्तर कल्पिलेली असतात. पृथ्वीच्या गोल पृष्ठावर दोन्ही ध्रुवांपासून सारख्या अंतरावर कल्पिलेल्या पूर्व-पश्चिम वर्तुळाला ‘विषुववृत्ते’ म्हणतात. या वृत्तामुळे गोल भूपृष्ठाचे दोन समान भाग पडतात. विषुववृत्ताच्या उत्तरेकडील भागाला ‘उत्तर गोलार्ध’ व दक्षिणेकडील भागाला ‘दक्षिण गोलार्ध’ असे म्हणतात. विषुववृत्ताची पातळी भूमध्यातून जाते. विषुववृत्ताला समांतर कल्पिलेल्या वर्तुळांना ‘अक्षवृत्ते’ म्हणतात. एकाच अक्षवृत्तावरील सर्व स्थाने विषुववृत्ताच्या पातळीशी पृथ्वीगोलाच्या मध्यबिंदूजवळ सारखाच कोन करतात. त्या स्थानांचे विषुववृत्ताशी असलेले हे कोनीय अंतर म्हणजे त्यांचे अक्षांश होत.

एकाच अक्षवृत्तावरील सर्व स्थानांचे अक्षांश सारखेच असतात. तेव्हा विषुववृत्ताच्या पातळीशी पृथ्वीगोलाच्या मध्यबिंदूजवळ समान कोनीय अंतर असलेल्या, विषुववृत्ताच्या एकाच बाजूला असणाऱ्या सर्व बिंदूंना जोडणारे पृथ्वीगोलावरील वर्तुळ म्हणजे अक्षवृत्त, असेही म्हणता येईल. विषुववृत्त हे सर्वांत मोठे व मूळ अक्षवृत्त होय. त्यावरील सर्व स्थळांचे अक्षांश ०० असतात. बाकीची अक्षवृत्ते त्याच्या उत्तरेस व दक्षिणेस ध्रुवांकडे लहान लहान होत जातात. उत्तर ध्रुव व दक्षिण ध्रुव ही सर्वांत लहान, बिंदुमात्र अक्षवृत्ते होत. त्यांचे अक्षांश अनुक्रमे ९००उ. व ९०० द. असतात. विषुववृत्ताच्या उत्तरेस उत्तर ध्रुवापर्यंत व दक्षिणेस दक्षिण ध्रुवापर्यंत अनंत अक्षवृत्ते मानता येतील. त्यांवरील स्थळांचे अक्षांश अंश, कला व विकला या मापांत सांगतात. कोणत्याही स्थळाचे अक्षांश सांगताना त्याचे विषुवृत्तापासूनचे कोनीय अंतर व ते दक्षिणेचे की उत्तरेचे, हे सांगावे लागते. उदा., मुंबईचे अक्षांश १८० ५५' उ. आहेत, तर रीओ दे जानेरोचे २२० ५५'द. आहेत.

पृथ्वीगोलावरील ज्या वर्तुळाची पातळी गोलमध्यातून जाते त्या वर्तुळाला ‘बृहद्‌वृत्त’ म्हणतात. विषुववृत्त हे एकबृहद्‌वृत्त आहे. बाकीच्या अक्षवृत्तांची पातळी गोलमध्यातून जात नाही. ती बृहद्‌वृत्तापेक्षा लहान असतात. अशा वर्तुळांना ‘लघुवृत्ते’ म्हणतात. दोन्ही ध्रुवांमधून जाणाऱ्या वर्तुळांची पातळीही भूमध्यातून जाते. ती वर्तुळेही बृहद्‌वृत्तच होत. दोन्ही ध्रुवांतून दक्षिणोत्तर जाणाऱ्या अर्धवर्तुळांना ‘रेखावृत्ते’ किंवा ‘याम्योत्तर वृत्ते’ असे म्हणतात. ती अक्षवृत्तांना काटकोनात छेदतात. एका रेखावृत्तावरील सर्व ठिकाणी एकाच वेळी मध्यान्ह होत असल्याने रेखावृत्ताला ‘मध्यान्ह वृत्त’ असेही म्हणतात. लंडनमधील ग्रिनिच वेधशाळेवरून जाणाऱ्या रेखावृत्ताला ‘मूळ रेखावृत्त’ किंवा ‘शून्य रेखावृत्त’ असे म्हणतात. या मूळ रेखावृत्तीची पातळी आणि स्थलरेखावृत्ताची पातळी यांमधील कोनास ‘रेखांश’ असे म्हणतात. मूळ रेखावृत्ताच्या पूर्वेकडे व पश्चिमेकडे रेखांश मोजले जातात. उदा., मुंबईचे रेखांश ७२० ५४' पू. आहेत तर न्यूयॉर्कचे ७४० १' प. आहेत.

कोणत्याही स्थळाचे एकूण तीन प्रकारचे अक्षांश आढळतात : ते म्हणजे (१) खगोलीय अक्षांश, (२) भू-केंद्रीय अक्षांश व (३) भौगोलिक अक्षांश.
विषुववृत्ताची पातळी व त्या स्थळाची ओळंब्याची लंबरेषा यांमधील कोनाला ‘खगोलीय अक्षांश’ असे म्हणतात. आकृती आ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे त्या स्थळामधून जाणाऱ्या पृथ्वीच्या त्रिज्येने विषुववृत्ताच्या पातळीशी केलेला कोन म्हणजे भू-केंद्रीय अक्षांश होय. पृथ्वी जर स्थिर असती व तिचा पृष्ठभाग जर संपूर्णपणे गोलाकार

अक्षांश आणि रेखांश.असता तर खगोलीय व भू-केंद्रीय अक्षांशांत काहीच फरक पडला नसता; कारण मग पृथ्वीच्या पृष्ठावरील सर्व भागांत गुरुत्वमध्याकर्षणाचे प्रमाण सारखेच झाले असते. नकाशे काढण्यासाठी ज्या अक्षवृत्तांचाउपयोग करण्यात येतो, त्यांना ‘भौगोलिक अक्षवृत्ते’ असे म्हणतात. पृथ्वीच्या वस्तुमानाच्या असमान वाटणीमुळे निर्माण झालेला गुरुत्वमध्यातील स्थानीय अनियमितपणा काढून टाकून, मग ही अक्षवृत्ते काढली जातात. गुरुत्वमध्यातील स्थानीय अनियमितपणा तसाच ठेवून काढलेली अक्षवृत्ते ही थोडी वेडीवाकडी असतात. हा अनियमितपणा काढून टाकल्यामुळे भौगोलिक अक्षवृत्ते ही संपूर्णपणे वर्तुळाकार असतात. एखाद्या स्थळाच्या भौगोलिक आणि भू-केंद्रीय अक्षांशांमधील कमाल फरक १२ कलांपेक्षाही कमी असतो. यावरून पृथ्वी ही जवळजवळ गोलाकारच आहे हे दिसून येते.
मध्ये दाखविल्याप्रमाणे ‘न’ चे अक्षांश यमन या कोनाइतके असतात. ‘य’ हे विषुववृत्तावर असून ‘य’ आणि ‘न’ ही एकाच रेखावृत्तावर आहेत. भौगोलिक अक्षांश हे पृथ्वीवरील एखाद्या स्थळाचे विषुववृत्तापासूनचे कोनीय अंतर असल्याने ते त्या स्थळाच्या रेखावृत्तावर अंश, कला आणि विकला या मापांत मोजतात. १० अक्षांश-अंतर संपूर्ण याम्योत्तर वृत्ताच्या (पृथ्वीच्या १/२ परिघाच्या) १/१८० भागाइतके म्हणजे सरासरीने १११ किमी. (६९ मैल) भरते. पृथ्वी अगदी गोल नसल्याने एक अंश अक्षांशातील अंतर सर्वत्र सारखे नसते. विषुववृत्ताजवळ ते ११०·५३८३ किमी. (६८·७ मैल) असते, तर ध्रुवप्रदेशांत ते १११·६६४६ किमी. (६९·४ मैल) भरते.

ध्रुवताऱ्यांवरून अक्षांश ठरविणे आकृती ई मध्ये ‘उजद’ हे मूळ रेखावृत्त दाखविले असून जभन हा कोन ‘न’ चे रेखांश दाखवितो. या ठिकाणी ‘भ’ हे ‘ज’ आणि ‘न’ मधून जाणाऱ्या अक्षवृत्ताच्या मध्याशी आहे. एकाच रेखावृत्तावरील सर्व स्थानांचे रेखांश सारखेच असतात. १० रेखांशातील पूर्व-पश्चिम अंतर २π अक्षवृत्ताच्या १० लांबीच्या चापाइतके असते व म्हणून ते अक्षांशानुसार बदलते. कोणत्याही अक्षवृत्ताची त्रिज्या ही त्या वृत्ताच्या अक्षांशाची कोटि-ज्या व पृथ्वीच्या गोलाची त्रिज्या यांच्या गुणाकाराइतकी भरत असल्याने १० रेखांशातील पूर्व-पश्चिम अंतर २p त्रिज्या (पृथ्वीगोलाची) × कोटि-ज्या (अक्षांशाची) इतके भरते. ६०० अक्षवृत्तावर हे अंतर विषुववृत्तावरील १० अंतराच्या अर्ध्याइतके भरते.

स्थानाचे अचूक अक्षांश ठरविण्याच्या पद्धती बऱ्याच किचकट आहेत; तथापि स्थानिक अक्षांश स्थूलमानाने खालील दोन प्रकारांनी ठरविता येतील :

पहिल्या पद्धतीत ध्रुवताऱ्याचा उत्तर क्षितिजापासून उन्नतांश किती आहे ते काढून स्थानिक अक्षांश काढता येतात. आकृती ‘ई’ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे सप्तर्षीच्या साहाय्याने उत्तर गोलार्धाच्या आकाशातील ध्रुवताऱ्याचे स्थान निश्चित करता येते. ध्रुवताऱ्याकडे जाणारी आपली दृष्टिरेषा ही पृथ्वीच्या काल्पनिक आसाशी जवळजवळ समांतर असते. त्यामुळे या दृष्टिरेषेचा क्षितिजावरील उन्नतांश स्थानीय अक्षांशाबरोबर होतो.

दुसऱ्या पद्धतीनुसार सूर्य आपल्या स्थानाच्या मध्यान्हवृत्तावर आला, की क्षितिजावरील त्याचा उन्नतांश ठरवून स्थानिक अक्षांश काढता येतात. विषुववृत्ताला समांतर असलेल्या पातळीशी सूर्याने केलेल्या उन्नतांशाला ‘क्रांती’ असे म्हणतात. ऋतुमानानुसार या क्रांतीचे प्रमाण सूर्य उत्तरायणात असताना +२३ १/२ अंशांपासून ते सूर्य दक्षिणायनात गेल्यावर −२३ १/२ अंशांपर्यंत बदलते. कोणत्या दिवशी सूर्याची क्रांती किती असते, हे खगोलीय कोष्टकात किंवा निरनिराळ्या पंचांगांत दिलेले असते. स्थानाच्या ख-मध्याशी मध्यान्हसूर्याने केलेल्या कोनाला ‘नतांश’ असे म्हणतात. काटकोनातून (म्हणून ९० अंशांतून) सूर्याचा उन्नतांश वजा केल्यास स्थानावरील सूर्याचा नतांश किती आहे हे मिळते. आकृती उ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे कोणत्याही स्थानाचे अक्षांश त्या स्थानावरील सूर्याचा नतांश आणि त्या ठिकाणी सूर्याची क्रांती यांच्या बेरजेबरोबर असतात.

प्राचीन काळी ग्रीक लोकांनी शास्त्रशुद्ध नकाशे तयार करण्यात बरीच प्रगती केलेली होती. पृथ्वीचा आकार गोल आहे हे निश्चित करून त्यांनी विषुववृत्त, ध्रुवबिंदू व अयनवृत्ते यांची स्थानेही निश्चित केली होती. अक्षवृत्ते व रेखावृत्ते या काल्पनिक रेषांचा उपयोग नकाशे तयार करण्याकडे सर्वप्रथम त्यांनी केला, हे एराटॉस्थीनीझ (इ. स. पू. २७०–१९५) व टॉलेमी (सु. दुसरे शतक) या तत्कालीन विद्वानांनी काढलेल्या नकाशांवरून स्पष्ट होते.

अक्षवृत्ते व रेखावृत्ते यांचे अनेक उपयोग आहेत. या वृत्तांना ‘स्थाननिर्णायक वृत्ते’ असे म्हणतात. कारण त्यांच्या योगाने पृथ्वीगोलावरील एखादे स्थान निश्चित करता येते. या वृत्तांमुळे नकाशा तयार करण्यास फार सोपे जाते. नकाशा-शास्त्रात सर्वप्रथम आवश्यक त्या वृत्तांची जाळी नकाशा काढण्यासाठी कागदावर तयार करणे, याला फार महत्त्व दिले जाते. एखाद्या स्थानाचे हवामानही अक्षवृत्तानुसार स्थूलमानाने ठरविता येते. पृथ्वीची उष्ण, समशीतोष्ण व शीत या तीन कटिबंधांत झालेली वाटणी अक्षवृत्तांनुसार झालेली आहे. हवामान ठरविण्यासाठी जसा अक्षांशाचा उपयोग होतो, तसाच स्थानीय कालसाधनासाठी रेखांशाचा उपयोग होतो. पृथ्वीचे परिवलन २४ तासांत पूर्ण होते. म्हणजे ३६०० फिरण्यास पृथ्वीला २४ तास लागतात. याचाच अर्थ असा, की दर तासाला १५० अगर चार मिनिटांत पृथ्वी १० फिरते. यामुळे कोणत्याही ठिकाणच्या १० पूर्वेला सूर्योदय चार मिनिटे लवकर होतो व १० पश्चिमेला चार मिनिटे उशिरा होतो. जसे रेखावृत्तावरून स्थानीय कालमान सांगता येते, तसेच स्थानीय कालमानावरून रेखावृत्तही सांगता येते.