航海為何用海里不用公里

航海為何用海里不用公里

尚作仁船長 著

 

「公里」，作為全世界通用的距離標準單位，已經是廣為人知且廣為應用在我們周遭的生活之中，例如汽機車的速度表都是以「公里/小時」(km/hr)為單位(包括警察抓超速也是以公里為標準)，一公里等於1,000公尺，這也是人盡皆知的換算標準，而「公尺」雖然同屬距離單位，但它大多用於度量「高度」，例如玉山的高度為3952公尺(我們不會說它的高度為3.952公里)。

在習慣以公制作為度量衡標準的我們(其實幾乎是全世界啦)，有沒有發現，當我們搭飛機時，機長播報的飛行高度卻是英尺(例如目前飛行高度三萬英呎)，這三萬英呎到底是有多高? 相信很多人心中是沒有數的(無法去想像它等於多少公尺)，而航海系的學生也經常疑問為何海上量取距離的單位是海里(Nultical Miles)，而不用我沒所熟悉的公里? 要回答這個問題，說來就話常了。

讓我們先從地球的圓周長說起，地球的圓周到底有多長? 這個問題其實在小學的自然課有教，但相信大部分的成年人現在都答不出來。而人類是從什麼時候認識到地球是圓形的球體，而且能確實計算出地球到底有多「大」? 很多人以為是1522年麥哲倫船隊花了三年完成環繞地球一圈的壯舉，才以行動證實了地球是一個「球」體，(麥哲倫本人死在菲律賓宿霧旁的麥克坦島，為了一場當地的部落紛爭)。但事實上，早在公元前兩百多年(距今超過兩千年，相當於中國的戰國時期，當咱們還在互相打打殺殺時，人家就已經知道地球是圓的而且有多大了)，古希臘有一個叫「埃拉托斯特尼」(Eratosthenes)的學者，僅憑著一根木棍以及簡單的幾何數學，就意識到我們生活的世界其實是一個球體(當年還沒有「地球」的概念)，並且還精確的計算出了這個球體的的圓周長，也就是地球的實際大小(如果不認為地球是圓的，怎麼會算出圓周長呢)。(現在可以理解為何數學是科學之母的意義了吧)，至於他是怎麼算出來的，因為說來話長，有興趣的話請參閱拙作：「一個美麗的誤會：托勒密的錯誤讓哥倫布「勇闖」美洲」(https://trshang.blogspot.com/2026/02/blog-post_12.html)

總之，關於地球到底有多「大」? 現代的科技給出了標準答案，我們都知道地球本身並不是一個完美的正圓形球體，因為地球自轉產生的離心力，使得赤道的圓周長要略大於南北極的圓周長(一個略扁的球體)，極地周長(垂直圓周)：約40,075.017公里，赤道周長(水平圓周)：約40,007.863公里，地球的扁率約為03%。但對於一般人來說，我們只要記得地球的圓周長是四萬公里這個整數，基本上就八九不離十了。

好，知道了地球的圓周長之後，我們就來解釋海里與公里的定義差別：

首先。它們對「地球測量」的邏輯不同：公里是為了方便「算數」(十進位)，而海里是為了方便「導航」(角度，六十進位)。

1. 公里(Kilometer)的定義：基於十進位

公里是為了簡化陸地上的計算而設計的，它與地球的關係是「整倍數」的切割。

原始定義：1791年法國科學院規定，從北極點經過巴黎到赤道的這段子午線長度，將其平分為10,000,000份(一千萬份)，每一份就是1公尺。

特性：它是純粹的十進位制，適合陸地上的地圖測繪與日常計算。

與地球的關係：地球的四分之一圓周(90º)正好是一萬公里。(360º等於四萬公里)

2. 海里(Nautical Mile)的定義：基於角度(六十進位)

海里是為了配合航海與航空的地圖座標而設計的，它與地球的關係是「幾何角度」的關係。

定義基礎：將地球圓周(360º)的每一度(Degree)再細分為60分(Minutes)。

定義公式：地球大圓(如赤道或經線圈)上〔註〕，「1分」弧度所對應的地面長度 = 1海里。

地球的總分弧：360  x 60′ = 21,600分

〔註〕大圓的定義：

赤道(Equator)：它是唯一垂直於地軸的大圓，將地球分為南北半球。(水平大圓)

經線圈(Meridians)：所有通過兩極的經線圈。(垂直大圓)

說白話：

地球圓周為360 。每1 (度)又可分為60′(分)。所以360 的總分弧 = 21,600分

若要換算每一分等於幾公里，這又涉及到地球的扁率造成極地圓周長與赤道圓周長不等的問題：

極地圓周長：40,008公里 / 21,600分，每一分等於1.8522222222公里

赤道圓周長：40,075公里 / 21,600分，每一分等於1.8553240741公里

這意味著在兩極附近一分弧的長度，會比在赤道附近一分弧的長度多一點點。

為了避免航海員在不同緯度還要換算修正的麻煩，國際水文局(IHO)在1929年取了一個平均值，將其統一規定為：一海里 = 1.852公里

海里與公里的直觀對比：

可以透過這個簡單的邏輯來記住它們的差異：

公里(km)：從赤道到北極距離的萬分之一，也就是說地球四分之一圓周(90º)等於一萬公里。
(這是當初的定義，現在已經龜毛到以光速做為定義標準)

海里(nm)：定義為地球圓周一分弧的長度，地球四分之一圓周(90º)等於90º × 60′ = 5,400海里。

換算公式：

10,000公里 ÷ 5,400海里 = 1.8518518519(四捨五入等於1.852公里)

差異對照表：

比較項目	公里(km)	海里(nm)
設計目的	日常生活、陸地測量	航海、航空導航
計算邏輯	十進位(10, 100, 1000)	六十進位(與度、分同步)
地球關聯	子午線長度的1/10,000,000	地球圓周「1分」的弧長
導航優勢	需額外計算才能對應經緯度	1分緯度 = 1海里，直覺對應
長度數值	1,000公尺	1,852公尺

 

為何航海用海里不用公里：

經過了上述海里與公里的定義比較後，相信各位應該能理解為何航海要採用海里而不用公里。

我們再以下面幾個航海實務上的例子來作對照：

1. 假設你在海上航行，航向045º走了1小時後，以分規量取這一小時所走的距離，然後將分規移到海圖上的緯度刻度，讀取分規跨度為23′，請問船一小時走了多少距離?

若是以海里為單位，船的時速就是很直觀的23海里。(一分等於一海里)

若是以公里為單位，23′還要乘上1.852公里，心算基本上沒那本事，還要敲計算機才能得出42.595公里。

2. 越洋航行時，計算大圓航路的里程，假設得出了9,831'的距離，若以海里而言，這個分度弧的距離就直接可視為9,831海里，若硬要換算成公里，你還得再敲一次計算機才能換算出18,207.012公里。

3. 若反過來看，當你得到一個166.68公里的距離數據時，你是否能直接的在海圖上量出它的緯度差呢? (答案是1.5º)。去!!! 你直接講90海里不就簡單多了。

沒錯，正是因為海浬是與「緯度分弧」直接掛鉤的，在實務上我們可以直接量取緯度差就可以直觀的得知海里數。這就是為何航海要用海里不用公里的原因。