Системы измерения времени, звездное время, истинное солнечное время, среднее солнечное время

СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ
Измерение времени является одной из важнейших задач
астрономии. Для измерения времени необходимо установить
единицы измерения и системы счета времени. Единица измере-
ния может быть выбрана произвольно, но она должна быть по-
стоянной и удобной для практического использования. Если
же единица измерения непостоянна, то должна быть известна
закономерность, с которой она меняется. Зная эту законо-
мерность, можно определить и учесть изменение величины,
принятой за единицу измерения времени. В настоящее время
для получения эталонных единиц времени используют следую-
щие периодические процессы:
• вращение Земли вокруг своей оси;
• обращение Земли вокруг Солнца;
• электромагнитные колебания, излучаемые или погло-
щаемые атомами или молекулами некоторых веществ,
при переходе из одного энергетического состояния в
другое.
Исторически, в качестве единицы времени используется
суточное вращение Земли. Продолжительность одного оборота
Земли вокруг своей оси называется сутками. Эта единица из-
мерения всемирного времени. Сутки делятся на 24 часа и
т.д.
Скорость вращения Земли вокруг оси подвержена измене-
ниям векового, периодического и нерегулярного характера.
Эти отклонения от равномерного вращения могут быть опреде-
лены и учтены.
Сутки могут быть определены как промежуток времени ме-
жду двумя последовательными прохождениями точки небесной
сферы через один и тот же меридиан.
Сутки представляют собой сравнительно короткий проме-
жуток времени. Для измерения больших промежутков времени
используется период обращения Земли вокруг Солнца.
Промежуток времени между последовательными прохожде-
ниями Солнца через точку весеннего равноденствия называет-
ся тропическим годом. Он равен 365,2422 средних солнечных
суток.
Промежуток времени, в течение которого, центр Солнца
делает полный оборот вокруг Земли и возвращается в прежнее
положение относительно звезд, называется звездным или си-
дерическим годом. Он равен 365,2564 средних солнечных су-
ток.
Звездное время
Видимое вращение небесной сферы приводит к периодиче-
скому прохождению через меридиан данного места любой ее
точки, в том числе и точки весеннего равноденствия.
Промежуток времени между двумя последовательными верх-
ними кульминациями точки весеннего равноденствия Υ на од-
ном и том же географическом меридиане называется звездными
сутками.
За начало звездных суток (0h звездного времени) прини-
мается момент верхней кульминации точки весеннего равно-
денствия. В этот момент часовой угол точки весеннего рав-
ноденствия равен нулю, а звездное время 0h 0m 0s.
Рис.15. Звездное время как часовой угол точки весеннего равноденствия
Время, прошедшее от начала звездных суток до любого
другого момента, выраженное в звездных часах, минутах и
секундах, называется звездным временем и обозначается – s:
s = tγ ,
т.е. звездное время равно часовому углу точки весенне-
го равноденствия (см.рис.15).
На небесной сфере, в месте, где расположена точка ве-
сеннего равноденствия, нет ни одной видимой звезды, поэто-
му часовой угол точки весеннего равноденствия непосредст-
венно измерить нельзя, но, зная часовой угол какой-либо
звезды t, можно определить звездное время из выражения:
s = tγ = α + t
где α – прямое восхождение звезды
Звездное время удобно для использования при астрономи-
ческих наблюдениях. Однако в повседневной жизни использо-
вание звездного времени не всегда удобно, т.к. начало
звездных суток приходится на разные моменты солнечных су-
ток и бывает то днем, то ночью. Поэтому используют измере-
ние времени по Солнцу.

Истинное солнечное время.
Промежуток времени между двумя последовательными про-
хождениями через небесный меридиан данного пункта истинно-
го Солнца называется истинными сутками. За истинное Солнце
принимают центр солнечного диска.
За начало истинных суток принимают момент нижней куль-
минации истинного Солнца на меридиане данного пункта, т.е.
истинная полночь. В этот момент истинное солнечное время
равно 0h 0m 0s, а часовой угол истинного Солнца 12h
(рис.16).
Рис.16. Истинное солнечное время как часовой угол истинного Солнца
Момент верхней кульминации истинного Солнца на мери-
диане данного пункта называется истинным полднем. В этот
момент t =0h, а солнечное время равно m =12h.
Промежуток времени, прошедший от истинной полночи до
любого другого момента, выраженный в истинных часах, мину-
тах и секундах называется местным истинным солнечным вре-
менем, обозначается буквой m .
Мерой истинного солнечного времени является
угол t истинного Солнца, увеличенный на 12h, т.е.
часовой
m☼ = t☼ + 12h
Часовой угол Солнца изменяется непропорционально вре-
мени, т.е. истинное солнечное время течет неравномерно.
Солнце имеет самую большую скорость в перигелии(61′), и ма-
лую в апогее (57′).
Во вторых, из-за наклона небесного экватора к эклипти-
ке склонение Солнца в течение года изменяется в пределах
-23°27′ ≤ δ ☼ ≤ +23°27′.
Поэтому часовые углы истинного Солнца, отсчитываемые
от небесного экватора, изменяются неравномерно.
Вследствие указанных причин, продолжительность истин-
ных солнечных суток в течение года меняется, причем разни-
ца доходит до 50s.
Среднее солнечное время.
Чтобы получить сутки постоянной продолжительности вво-
дят две фиктивные точки
— среднее эклиптическое Солнце
— среднее экваториальное Солнце
Среднее эклиптическое Солнце движется по эклиптике с
одинаковой скоростью, равной средней скорости движения ис-
тинного Солнца, соответствующей средней скорости движения
Земли.
Среднее экваториальное Солнце движется по экватору с
постоянной скоростью среднего эклиптического Солнца и од-
новременно с ним проходит через точки весеннего и осеннего
равноденствия.
Промежуток времени между двумя последовательными куль-
минациями среднего экваториального Солнца на меридиане
данного пункта называется средними солнечными сутками. Они
представляют собой постоянную (с точностью до 1⋅10-7) еди-
ницу измерения времени. Средние сутки делятся на 24 сред-
них часа, час – на 60 средних секунд, минута – на 60 сред-
них секунд. В сутках 86400 средних секунд.
В момент нижней кульминации, т.е. в среднюю полночь,
среднее солнечное время 0h0m00S, а часовой угол среднего
экваториального Солнца 12h.
Время, прошедшее от начала средних солнечных суток до
любого момента, выраженное в средних солнечных часах, ми-
нутах и секундах, называется и обозначается буквой m.
Среднее солнечное время численно равно часовому углу
среднего экваториального Солнца (tс) на данном меридиане,
выраженному в часовой мере и увеличенному на 12h, т.е.
m=tс+12h
Гринвичское среднее солнечное время называется всемир-
ным или мировым временем и в АЕ обозначается буквой М.
М = Тс + 12 h,
где Тс — часовой угол среднего экваториального Солнца
на меридиане Гринвича.
 
 
    Скачать с Depositfiles