Какое время определяется по положению солнца

Истинное солнечное время

Местное солнечное время — в астрономии называемое истинным, с ним связано объективное положение Земли в Солнечной системе. Истинное время определяется положением солнца. Например, истинный полдень всегда наступает, когда солнце пересекает меридиан места, где мы находимся, то есть когда солнце располагается точно на юге (когда солнце находится на юге, наступает полдень).

Содержание

Истинное время определяется положением солнца

Именно положение солнца определяет истинное время. Ну а наши часы показывают время, которое лишь приблизительно связано с положением солнца. Гражданское время условно.

Истинное время не равномерно

Для современного городского жителя истинное время — скорее астрономическая абстракция, которая не имеет большого значения в его жизни, поскольку оно неравномерно. Действительно, сложно сделать часы, которые идут с переменной скоростью в течение года. А вот обычное время, напротив, организовано равномерно и точно и, значит, легче поддается учёту.

Плюсы и минусы

Расчёты

Расчёт среднего солнечного времени

От времени Гринвича можно рассчитать не только гражданское время в любом часовом поясе, но и местное среднее солнечное время на любом меридиане.

Гражданское время во всех часовых поясах сдвинуто на целое число часов относительно местного среднего солнечного времени в Гринвиче, которое называют универсальным и обозначают GMT (Greenwich Mean Time). Собственно, в этом и состоит его универсальность.

Предположим, что универсальное время равно 9 часов утра — 09:00. Тогда по гражданскому времени в Москве будет полдень: GMT+3 = 9:00 + 3:00 = 12:00. Но за три часа солнце перемещается на 15° × 3 = 45°. Поэтому истинный солнечный полдень будет в это время на 45° восточной долготы (например, в Пензе), а не в Москве. Чтобы узнать среднее солнечное время в Москве, надо перевести долготу места (около 38°) в часовые единицы. Поэтому в 9 часов по Гринвичу среднее солнечное время в Москве будет 9:00 + 2:32 = 11:32. Расчёт сделан для Москвы, а, например, в Балее можно самостоятельно рассчитать среднее солнечное время, имея в виду, что восточная долгота города Балей равна 116°38′, а часовой пояc считается как GMT+9.

Чтобы рассчитать среднее солнечное время, необходимо знать градусы и минуты долготы того места, где вы находитесь.

Расчёт истинного времени

Если учесть значение уравнения времени, то можно узнать истинное время на основании точного гражданского времени, то есть рассчитать положение солнца без солнечных часов. В общем виде формула очень проста. Если ST — истинное время, а UCT — универсальное время по Гринвичу, то:

В большинстве современных стран летом гражданское время сдвигают на один час вперёд. На универсальное время это не влияет (поэтому формула верна и летом), но если универсальное время UCT считать на основании гражданского, то следует учесть и этот летний час.

Интересные факты

• На Северном полюсе вопрос «Который сейчас час?» лишён всякого смысла: день длится полгода, при этом солнце меняет свою высоту незаметно, а любое направление есть направление на юг. Солнечные часы на Северном полюсе вполне объективно будут показывать истинное время в течение летнего полугодия. Просто единицей измерения следует выбрать день. Таков природный ритм жизни за Полярным кругом, и особенности восприятия времени у заполярных народов можно проследить и в лунном календаре, и в древних обрядах. Таким образом, понять условность гражданского времени нагляднее всего можно на Северном полюсе.

• Значение долготы для пункта, расположенного к западу от Гринвича, можно вычислить, если вычесть значение местного солнечного времени, определённое астрономическими наблюдениями, из значения всемирного времени, полученного по радиосигналам точного времени.

• С помощью уравнения времени (в виде годового графика) можно подсчитать гражданское время на основании положения солнца.

См. также

Солнечное время (с изменяемой продолжительностью часа, отсчитываемое от моментов астрономических полуночи и полудня)

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Истинное солнечное время» в других словарях:

ИСТИННОЕ СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. За точку, определяющую своим движением течение истинного солнечного времени, принимается центр Солнца; отсчет ведется от момента верхней кульминации Солнца (истинного полудня) … Большой Энциклопедический словарь

истинное солнечное время — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. За точку, определяющую своим движением течение истинного солнечного времени, принимается центр Солнца; отсчёт ведётся от момента верхней кульминации Солнца (истинного полудня). * * * ИСТИННОЕ … Энциклопедический словарь

истинное солнечное время — tikrasis saulinis laikas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Laikas, pagrįstas tikrąja sauline para – laiko tarpu tarp dviejų Saulės skritulio centro kulminacijų tame pačiame Žemės dienovidinyje. atitikmenys: angl.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

ИСТИННОЕ СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое но изменению часового угла Солнца. За точку, определяющую своим движением течение И. с. в., принимается центр Солнца; отсчёт ведётся от момента верх. кульминации Солнца (истинного полудня) … Естествознание. Энциклопедический словарь

Истинное солнечное время — система счёта времени, в которой длительность суток принята равной интервалу между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через южную часть небесного меридиана (верхними кульминациями). И. с. в. отсчитывается от момента… … Большая советская энциклопедия

СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и среднее солнечное время в зависимости от того, по какому Солнцу (истинному или среднему) осуществляют отсчет времени … Большой Энциклопедический словарь

Время истинное солнечное — время, в котором продолжительность суток принята равной периоду между двумя последовательными одноименными кульминациями светила (Солнца). Истинные солнечные сутки не постоянны, поэтому на практике пользуются временем средним солнечным. EdwART.… … Морской словарь

СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и ср. солнечное время в зависимости от того, по какому Солнцу (истинному или среднему) осуществляют отсчёт времени … Естествознание. Энциклопедический словарь

Солнечное время — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и среднее солнечное время … Астрономический словарь

солнечное время — время, определяемое по изменению часового угла Солнца. Различают истинное солнечное время и среднее солнечное время в зависимости от того, по какому Солнцу (истинному или среднему) осуществляют отсчёт времени. * * * СОЛНЕЧНОЕ ВРЕМЯ СОЛНЕЧНОЕ… … Энциклопедический словарь

Источник

Солнечное время — Solar time

Солнечное время — это расчет времени, основанный на положении Солнца на небе . Фундаментальной единицей солнечного времени являются сутки , основанные на периоде синодического вращения . Два типа солнечного времени — это кажущееся солнечное время ( солнечные часы ) и среднее солнечное время (время часов).

СОДЕРЖАНИЕ

Вступление

Высокий столб, вертикально закрепленный в земле, отбрасывает тень в любой солнечный день. В какой-то момент в течение дня тень будет указывать точно на север или юг (или исчезнет, ​​когда и если Солнце движется прямо над головой). Это мгновение — полдень по местному времени или 12:00 по местному кажущемуся времени. Примерно через 24 часа тень снова будет указывать с севера на юг, и кажется, что Солнце покрыло дугу в 360 градусов вокруг оси Земли. Когда Солнце покрыло ровно 15 градусов (1/24 круга, оба угла измеряются в плоскости, перпендикулярной оси Земли), местное видимое время составляет ровно 13:00; еще через 15 градусов ровно 14:00.

Проблема в том, что в сентябре Солнцу требуется меньше времени (если судить по точным часам), чтобы совершить видимый оборот, чем в декабре; 24 «часа» солнечного времени могут быть на 21 секунду меньше или на 29 секунд больше, чем 24 часа часового времени. Это изменение количественно выражается уравнением времени и связано с эксцентриситетом орбиты Земли (т. Е. Орбита Земли не является идеально круговой, что означает, что расстояние Земля-Солнце меняется в течение года), а также тем фактом, что ось Земли не перпендикулярна плоскости своей орбиты (так называемый наклон эклиптики ).

Результатом этого является то, что часы, работающие с постоянной скоростью — например, совершая одинаковое количество колебаний маятника за каждый час, — не могут следовать за фактическим Солнцем; вместо этого он следует за воображаемым «средним Солнцем», которое движется вдоль небесного экватора с постоянной скоростью, которая соответствует средней скорости реального Солнца в течение года. Это «среднее солнечное время», которое все еще не является совершенно постоянным от одного столетия к другому, но достаточно близко для большинства целей. В настоящее время средний солнечный день составляет около 86 400,002 секунды СИ .

Два вида солнечного времени ( кажущееся солнечное время и среднее солнечное время ) относятся к трем видам исчисления времени, которые использовались астрономами до 1950-х годов. (Третий вид традиционного исчисления времени — звездное время , основанное на видимом движении звезд, отличных от Солнца.) К 1950-м годам стало ясно, что скорость вращения Земли непостоянна, поэтому астрономы разработали эфемеридное время , т. Е. шкала времени, основанная на положениях тел Солнечной системы на их орбитах.

Видимое солнечное время

Видимое Солнце — это истинное Солнце, как его видит наблюдатель на Земле. Видимое солнечное время или истинное солнечное время основано на видимом движении Солнца . Он основан на видимых солнечных днях , интервале между двумя последовательными возвращениями Солнца к местному меридиану . Кажущееся солнечное время можно грубо измерить с помощью солнечных часов . Эквивалент на других планетах называется местным истинным солнечным временем (LTST).

Продолжительность солнечных суток меняется в течение года, и накопленный эффект приводит к сезонным отклонениям до 16 минут от среднего значения. Эффект имеет две основные причины. Во-первых, из-за эксцентриситета орбиты Земли Земля движется быстрее, когда она находится ближе всего к Солнцу ( перигелий ), и медленнее, когда она находится дальше всего от Солнца ( афелий ) (см . Законы движения планет Кеплера ). Во-вторых, из-за наклона оси Земли (известного как наклон эклиптики ) годовое движение Солнца происходит по большому кругу ( эклиптике ), наклоненному к небесному экватору Земли . Когда Солнце пересекает экватор во время обоих равноденствий , суточное смещение Солнца (относительно фоновых звезд) происходит под углом к ​​экватору, поэтому проекция этого смещения на экватор меньше его среднего значения за год; когда Солнце находится дальше всего от экватора во время обоих солнцестояний , смещение Солнца в положении от одного дня к другому параллельно экватору, поэтому проекция на экватор этого смещения больше, чем в среднем за год (см. тропический год ). В июне и декабре, когда Солнце находится дальше всего от небесного экватора, данное смещение по эклиптике соответствует большому смещению на экваторе. Таким образом, видимые солнечные дни в марте и сентябре короче, чем в июне или декабре.

Эта длина немного изменится через несколько лет и значительно изменится через тысячи лет.

Среднее солнечное время

Среднее солнечное время — это часовой угол среднего Солнца плюс 12 часов. Это 12-часовое смещение происходит из решения начинать каждый день в полночь для гражданских целей, тогда как часовой угол или среднее солнце отсчитывается от местного меридиана. В настоящее время (2009 г.) это реализовано с помощью шкалы времени UT1 , построенной математически на основе интерферометрических наблюдений с очень длинной базой дневных движений радиоисточников, расположенных в других галактиках, и других наблюдений. Продолжительность светового дня меняется в течение года, но продолжительность среднего солнечного дня почти постоянна, в отличие от кажущегося солнечного дня. Кажущийся солнечный день может быть на 20 секунд короче или на 30 секунд длиннее среднего солнечного дня. Длинные или короткие дни происходят последовательно, поэтому разница увеличивается до тех пор, пока среднее время не опережает кажущееся время примерно на 14 минут около 6 февраля и отстает от кажущегося времени примерно на 16 минут около 3 ноября. Уравнение времени представляет собой эту разницу, которая равна цикличен и не накапливается из года в год.

Среднее время следует за средним солнцем. Жан Мееус описывает среднее солнце следующим образом:

Рассмотрим первое вымышленное Солнце, движущееся по эклиптике с постоянной скоростью и совпадающее с истинным Солнцем в перигее и апогее (когда Земля находится в перигелии и афелии соответственно). Затем представьте себе второе фиктивное Солнце, движущееся по небесному экватору с постоянной скоростью и совпадающее с первым фиктивным Солнцем в дни равноденствия. Это второе вымышленное Солнце — среднее Солнце . «

Продолжительность среднего солнечного дня медленно увеличивается из-за приливного ускорения Луны Землей и соответствующего замедления вращения Земли Луной.

История

Для моделирования среднего солнечного времени использовалось множество методов. Самыми ранними из них были клепсидры или водяные часы , которые использовались почти четыре тысячелетия с середины 2-го тысячелетия до нашей эры до начала 2-го тысячелетия. До середины 1-го тысячелетия до нашей эры водяные часы были настроены только для согласования с видимым солнечным днем, поэтому они были не лучше, чем тень, отбрасываемая гномоном (вертикальный столб), за исключением того, что их можно было использовать ночью.

Но давно известно, что Солнце движется на восток относительно неподвижных звезд по эклиптике. С середины первого тысячелетия до нашей эры суточное вращение неподвижных звезд использовалось для определения среднего солнечного времени, с которым сравнивались часы, чтобы определить частоту их ошибок. Вавилонские астрономы знали уравнение времени и корректировали его, а также различную скорость вращения звезд, звездное время, чтобы получить среднее солнечное время гораздо более точное, чем их водяные часы. Это идеальное среднее солнечное время с тех пор используется для описания движения планет, Луны и Солнца.

Механические часы не достигли точности «звездных часов» Земли до начала 20 века. Сегодняшние атомные часы имеют гораздо более постоянный ход, чем земные, но звездные часы по-прежнему используются для определения среднего солнечного времени. Где-то в конце 20-го века вращение Земли было определено относительно ансамбля внегалактических радиоисточников, а затем преобразовано в среднее солнечное время в принятом соотношении. Разница между этим вычисленным средним солнечным временем и всемирным координированным временем (UTC) определяет, нужна ли дополнительная секунда . (Шкала времени UTC теперь работает в секундах СИ , а секунда в системе СИ, когда она принята, уже была немного короче, чем текущее значение секунды среднего солнечного времени.)

Источник