декретное время астрономия формула

Декретное время астрономия формула

9.1. Звездное время

Отсюда, в частности, следует, что в момент верхней кульминации какой-либо звезды O звездное время в точности равно ее прямому восхождению .

Рис. 17. Связь звездного времени s с прямым восхождением и часовым углом t светила

9.2. Истинное солнечное время

За начало истинных солнечных суток принимается момент нижней кульминации центра Солнца. Истинное солнечное время — это время, протекшее от момента нижней кульминации центра Солнца до любого другого его положения, выраженное в долях истинных солнечных суток (истинные солнечные часы, минуты и секунды). Значит, истинное солнечное время равно часовому углу центра Солнца плюс 12 часов:

К сожалению, продолжительность истинных солнечных суток различна в течение года, т.к.:

1) Солнце движется не по небесному экватору, а по наклонной к нему эклиптике, т.е. изменение прямого восхождения Солнца за один день вблизи солнцестояний больше, чем вблизи равноденствий. Поэтому между нижними кульминациями Солнца вблизи солнцестояний и равноденствий проходят немного разные промежутки времени.

2) Солнце и по эклиптике двигается неравномерно из-за эллиптичности орбиты Земли.

По этим причинам, например, истинные солнечные сутки 22 декабря приблизительно на 50 секунд длиннее, чем 23 сентября. Понятно, что использование истинного солнечного времени неудобно, и поэтому было введено среднее солнечное время.

9.3. Среднее солнечное время

Понятно, что среднее солнечное время нельзя непосредственно измерить из астрономических наблюдений, его можно только вычислить. Связь между истинным солнечным временем и средним солнечным временем выражается через уравнение времени :

Рис. 18. Изменение уравнения времени в течение года

9.4. Эфемеридное время

Поэтому было введено равномерное эфемеридное время, которое определяется по движению Луны и планет. В 1956 г. Международный комитет мер и весов принял за основу эфемеридного времени эфемеридную секунду, как 1/31 556 925.9747 часть тропического года на 12 часов эфемеридного времени 0 января 1900 года.

В настоящее время вместо эфемеридного времени используют так называемое земное динамическое время, которое приблизительно соответствует эфемеридному.

9.5. Атомное время

Развитие науки привело к ситуации, когда техническими средствами можно обеспечить измерение времени с большей точностью, чем из астрономических наблюдений. В 1964 г. Международный комитет мер и весов в качестве эталона времени принял атомные цезиевые часы.

В основе атомного времени лежит атомная секунда, как промежуток времени, за который происходит 9 192 631 771 колебание электромагнитной волны, которую излучает атом цезия при переходе с одного фиксированного энергетического уровня на другой.

Атомная секунда немного меньше эфемеридной, и за год разность между атомным и эфемеридным временем достигает 0.9 сек. Поэтому почти каждый год атомные часы переводят на 1 секунду назад. Сигналы точного времени, передаваемые по радио, соответствуют атомному времени. Эти сигналы передаются в виде шести секундных импульсов, причем начало последнего сигнала означает конец часа. Несколько радиостанций мира круглосуточно ведут непрерывную передачу сигналов точного времени.

9.6. Системы счета времени

Разность любых местных времен на двух меридианах в один и тот же физический момент, равна разности долгот этих меридианов:

Поясное время. В 1884 г. введена поясная система счета среднего времени. Счет времени ведется только на 24 основных географических меридианах, расположенных друг от друга по долготе точно через 15 o начиная с нулевого меридиана. Границы поясов отстоят, как правило, на от основного меридиана. Номера поясов N от 0 до 23. Местное среднее солнечное время основного меридиана какого-либо часового пояса называется поясным временем Tп, по которому и ведется счет времени на всей территории, лежащей в данном часовом поясе. Поясное время связано со всемирным через номер часового пояса:

Декретное время. В 1930 г. декретом правительства СССР стрелки часов переведены на 1 час вперед относительно поясного времени:

Это время и называется декретным временем.

Летнее время. В 1981 г. в СССР, по примеру большинства стран мира, было введено еще и летнее время, на 1 час опережающее декретное. Летнее время вводится с последнего воскресенья марта по последнее воскресенье октября:

Таким образом, то время, которое мы называем московским, зимой является декретным временем второго часового пояса и опережает всемирное время UT на 3 часа. Летом отличие от гринвичского времени составляет 4 часа.

9.7. Связь среднего времени со звездным

Удобнее всего переходить от звездного времени к среднему через тропический год. Его продолжительность в звездных сутках ровно на одни сутки больше, чем продолжительность в средних солнечных сутках. Связано это с тем, что за год Солнце делает полный оборот на небесной сфере в ту же сторону, в какую вращается Земля. Поэтому за год Земля делает относительно Солнца на один оборот меньше, чем относительно звезд.

Тропический год равен 365.2422 средних солнечных суток и 366.2422 звездных суток. Поэтому связь среднего солнечного времени и звездного времени осуществляется через равенство: 365.2422 ср.суток = 366.2422 зв.суток. Или

Все остальные единицы времени соотносятся друг с другом через эти же коэффициенты, т.е. 1 ср. час = 1.002738 зв. часа, и т.д., т.е.

Зная S₀, можно вычислить звездное время s₀в среднюю полночь на данном меридиане . Так как на этом меридиане полночь наступит на раньше, чем в Гринвиче, то и величина s₀, будет несколько меньше, чем S₀:

9.8. Календарь

Мы живем по солнечному календарю. Из практических соображений календарь должен удовлетворять следующим условиям:

1) Календарный год должен содержать целое число суток.

2) Продолжительность календарного года должна быть как можно ближе к продолжительности тропического года.

9.8.1. Юлианский календарь

9.8.2. Григорианский календарь

Реформа юлианского календаря стала необходимостью и в 1582 г. была проведена римским папой Григорием XIII, поэтому новый календарь носит название григорианского. Проект нового календаря был разработан итальянским математиком и врачом Лилио и направлен на приближение средней продолжительности календарного года к продолжительности тропического года. Суть реформы состоит в следующем.

1) Было устранено накопившееся расхождение в 10 суток юлианского календаря с счетом тропических лет (после 4 октября постановили считать 15 октября).

В России григорианский календарь был введен только в 1918 году (после 1 февраля постановили считать сразу 14 февраля), а православная церковь до сих пор пользуется юлианским.

9.9. Линия перемены даты

9.10. Юлианские дни

В астрономии часто возникает задача определения числа суток, прошедших между двумя далеко отстоящими датами (наблюдения комет, переменных звезд, вспышки Новых и Сверхновых звезд).

Для удобства решения этой задачи в XVI веке н.э. Скалигер ввел понятие юлианского периода длиной 7980 лет, предложил считать за его начало 1 января 4713 года до н.э. и вести непрерывный счет дней, называемых юлианскими днями JD, начиная с этой даты. Началом юлианского дня считается средний гринвичский полдень. Юлианские даты дней текущего года даются в астрономических календарях и Астрономическом Ежегоднике. Например, 0 часов 1 января 2000 г. в Гринвиче это JD 2451544.5. Часто первые две цифры юлианской даты опускаются.

Период и дни названы Скалигером юлианскими в честь его отца Юлия, и не имеют отношения к Юлию Цезарю.

36. (228) В Орле по часам, идущим по киевскому звездному времени, в 4 h 48 m наблюдалась верхняя кульминация Капеллы ( ). Какова разность долгот этих двух городов?

Решение: Разность долгот двух пунктов равна разности двух любых местных времен, в данном случае звездных. В Орле звездное время равно прямому восхождению звезды в момент верхней кульминации, поэтому разность долгот составляет .

37. (233) Затмение Луны 2 апреля 1950 г. началось в 19 h 03 m по всемирному времени. Когда оно началось в Алма-Ате ( , V часовой пояс) по поясному, декретному и местному солнечному времени?

39. (277) Пароход, покинув Владивосток в субботу 6 ноября, прибыл в Сан-Франциско в среду, 23 ноября. Сколько суток он был в пути?

42. (235) 14 июня по наблюдениям на судне, произведенным с секстаном, кульминация Солнца произошла в 8 h 23 m по хронометру, показывающему гринвичское звездное время. Кульминация произошла при зенитном расстоянии z=22 o 02′ (рефракция учтена). Определить долготу и широту судна, если по морскому астрономическому ежегоднику в этот день и час координаты Солнца были .

43. (267) Полное затмение Солнца должно было произойти в пункте с долготой в 9 h 27 m гринвичского времени. Уравнение времени в этот день было . Произошло ли затмение до момента истинного полудня?

44. (272) 26 сентября Солнце в пункте с долготой восходит по местному среднему солнечному времени в 5 h 51 m утра, а заходит в 5 h 51 m вечера. Чему равно в этот день уравнение времени?

45. (278) Корабль, покинувший Сан-Франциско утром в среду 12 октября, прибыл во Владивосток ровно через 16 суток. Какого числа месяца и в какой день недели он прибыл?

Источник

ДЕКРЕТНОЕ ВРЕМЯ И ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ АСТРОМЕТРИИ

Декретным временем Т_д называется поясное время, увеличенное на один час. Декре́тное вре́мя получило своё название от установившего его правительственного постановления) от 16 июня 1930 года. Согласно этому постановлению часовая стрелка была переведена на 1 час вперёд 21 июня 1930 года [1,3,5].

Рассмотрим целесообразность введения декретного времени. Известно, что основная часть людей встает в среднем в 7 ч и ложится спать в 23 ч. Если начало суток считать по поясному времени, то в летний период искусственное освещение понадобится только вечером примерно с 21 ч, т. е. на 2 ч. Утром в это время года пользоваться искусственным освещением не приходится, так как рассвет наступает гораздо раньше семи часов. После введения декретного времени утром по-прежнему не нужно будет пользоваться искусственным освещением, зато вечером искусственного освещения понадобится на один час меньше. Таким образом, перевод стрелок часов в летний период вперед на 1 ч создает очевидную экономию электроэнергии, расходуемой на освещение [1,3,5].

Летнее время неоднократно вводилось в нашей стране. В сентябре 1930г. по окончании периода летнего времени в СССР стрелки часов обратно не перевели. Особым декретом правительства было принято решение о введении, вплоть до особого распоряжения, круглогодичного стабильного времени, отличающегося от поясного времени на 1 ч. Декрет преследовал цель – в светлое время года (с весны до осени) начинать и заканчивать трудовой день пораньше, чтобы снизить расход электроэнергии на искусственное освещение. В зимний период расход электроэнергии этим не сокращается, но достигается более равномерная нагрузка электростанций. Такое время получило название зимнего декретного времени:

9 февраля 1931 г. срок действия декрета был продлен впредь до отмены и распространен на все время года. Постановление от 9 февраля 1931 не только продлило действие постановлений от 1930 года, но и отменило действие постановления от 8 февраля 1919 с назначенными границами часовых поясов. Зимой декретное время не снижает расхода электроэнергии на освещение, но зато обеспечивает более равномерную нагрузку электростанций в течение суток: днем преимущественно для производства, а вечером для освещения жилых помещений [1,3,5].

За последние годы неизмеримо возросло производство и потребление электроэнергии. В целях дальнейшей экономии электроэнергии за счет рационального использования светлого времени суток разумно в летний период передвигать стрелки часов еще на 1 ч вперед. Поэтому, весной 1981 г. введен общий порядок исчисления времени на территории РФ. Ежегодно все часы должны были переводиться на 1 ч вперед в последнее воскресенье марта и возвращаться на 1 ч назад в последнее воскресенье октября. Таким образом, с 1 апреля границы суток были сдвинуты по отношению ко времени часового пояса на 2 ч. Такое время называлось, летним декретным временим:

Осенью 1981 г.значительная часть субъектов СССР стрелки назад не вернули, оставшись на зимний период с летним, а фактически с восстановленным декретным временем. Однако весной 1982 эти субъекты не переводили стрелки на летнее время, а осенью перевели их вместе со всеми на 1 час назад, вернувшись таким образом на своё привычное «зимнее» время (без «декретного часа») [1,3,5].

Декретное время было официально отменено на всей территории СССР с 31 марта 1991 года. Отмена декретного времени в 1991 году происходила без учёта того, что многие регионы в 1957—1989 годах уже фактически отменили «декретный час», перейдя на использование времени соседних западных часовых поясов.

Отмена декретного времени в 1991 году была совмещена с очередным переходом на летнее время (ежегодный перевод стрелок сохранялся), поэтому стрелки часов в марте не переводились. 29 сентября 1991 стрелки были переведены на 1 час назад, и в регионах, отменивших «декретный час» в прошедшие годы, местное время в зимний период стало отставать от поясного времени на 1 час, а в целом по стране «зимнее» время оказалось сдвинутым на 1 час назад [1,3,5].

23 октября 1991 года по причине недовольства населения и увеличения расхода электроэнергии Совет Республики Верховного Совета РСФСР принял решение о восстановлении декретного времени на территории РСФСР.

В России возврат декретного времени был осуществлён 19 января 1992 года постановлением правительства от 8 января 1992 года. Субъекты Российской Федерации, кроме Калининградской области, перевели стрелки часов на 1 час вперёд. Тем же постановлением было официально утверждено продолжающееся уже многие годы применение на территории ряда субъектов времени соседнего западного часового пояса.

6 августа 2011 года вступил в силу закон «Об исчислении времени», который выводит такие понятия как декретное время и летнее время (только для РФ). Поэтому Россия переходит на постоянный порядок исчисления времени.

Принятый закон установил новое часовое деление (вместо административных часовых поясов — часовые зоны, без ссылок на бывшие часовые пояса) и фактически вывел понятие декретное время из обращения.

По приблизительным оценкам, сделанным РАО ЕЭС, перевод стрелок позволяет экономить ежегодно около 4,4 млрд. киловатт-часов.

Если разделить это количество на всё население России (которое составляет около 141млн человек), то каждый из россиян сэкономит в год по 31 кВт·ч, то есть в пересчёте на тарифы энергетических компаний (1,85 р/кВт·ч) — почти по 60 рублей в год или 5 рублей в месяц. Таким образом, всё население России экономит 8,14 млрд рублей за год. Также аргументом против летнего времени является то, что освещение не является в современном мире основным потребителем электричества, а распорядок использования внутреннего освещения квартир зависит от графика жизни населения, который далеко не у всех зависит от светового дня [1,3,5].

1 июля 2014 Государственная Дума РФ приняла в третьем чтении доработанный вариант законопроекта о внесении изменений в Федеральный закон «Об исчислении времени». 9 июля 2014 закон был одобрен Советом Федерации и 21 июля 2014 подписан президентом.

Изменения фактически отменяют летнее время 2011 года. Все регионы, кроме Удмуртии, Самарской и Кемеровской области, Камчатского края и Чукотского автономного округа 26 октября 2014 переведут стрелки на 1 час назад. Забайкальский край и Магаданская область переведут стрелки на 2 часа назад, то есть там будет отменён и «декретный час» 1930 года. Для восточной части территории Магаданской области это будет ещё один (после 1972 года) переход в соседнюю западную часовую зону, и местное время там будет отставать на один час от поясного времени. Вместе с тем, местное время, значительно опережающее местное солнечное время, останется в Камчатском крае и в Кемеровской области [1,3,5].

Пример решения задачи

Условие: изучение различных систем счета времени, закрепление выше данного материала.

Задание: определить последовательность наступления полночи и полудня по различным системам счета времени для дат и городов: 27февраля, Белгород, Уральск, Чита.

Выполнение: исходя из выше перечисленных формул и правил, можно определить последовательность наступления полночи и полудня в различные даты и в различных городах, в нашем примере это: 27 февраля; Белгород, Уральск, Чита.

Для наглядности и удобства сделаем таблицу для трех городов с датами, которые даны выше.

Источник

Время в астрономии

На протяжении всей истории человечества времени отводилась важная роль. Время в астрономии, как и в любой сфере, играет важную и интересную роль. В своем роде, это продолжительность любого действия, оценка самой жизнидеятельности. Представьте, если бы его не было, то как бы мы определяли все вокруг.

Сутки Земли

Юлианские дни

Астрономы приняли определенную порядковую нумерацию дней. В ней существует цикл длиной 28 лет. В нём все дни и недели повторяются.

Юлианский календарь

Данный способ измерения разработан Джоном Гершелем в 1849 году. Счёт времени начался с полудня 1 апреля с 4713 года до нашей эры. А предложил его использовать Иосиф Скалигер. Кстати, он и назвал его юлианским, в честь отца Юлия

Джон Гершель

«Вселенная и время бесконечны. Значит любое событие неизбежно, даже невозможное»
из фильма Трасса 60

Звёздное время в астрономии

Звёздные сутки соответствуют дистанции между двумя последовательными вершинами.

Такое время в астрономии можно определить как часовой угол точки весеннего равноденствия. Более того, по этому месту отсчитывают звёздное время.

Звёздные сутки подразумевают продолжительность оборота Земли вокруг своей оси. Их делят на часы, минуты и секунды. В одном году звездных суток больше на один, чем в средних солнечных.
Как видно, звёздные сутки короче, чем средние солнечные. Установленная разница составляет 3 минуты 56 секунд.

Притом, время обращения Земли к точке весеннего равноденствия всегда одно и то же. Итак, сутки постоянны.

Солнечное время в астрономии

Применение звёздного времени удобно в астрономии, но не для обыденной жизни человека. Поэтому было принято такое понятие как солнечное время.
Этот отрезок времени зависит от изменения часового угла Солнца.

Данный порядок расчёта времени основан на интервале между двумя последовательными кульминациями Солнца. Кстати, большую роль играет были эти кульминации верхними или нижними. От этого различают полдень сейчас или полночь.

Истинное и среднее солнечное время в астрономии

Солнечное время бывает истинным и средним. Зависит это того, по какому Солнцу его определяют.

Истинные солнечные сутки это время оборота Земли касательно Солнца.
Началом таких суток принято считать истинную полночь, то есть период нижней кульминации Солнца.

Солнечне часы

Передвижение солнца неравномерно. В результате этого, солнечные сутки 22 декабря длиннее, чем 23 сентября почти на одну минуту. Но такая неточность неудобна для расчёта.

В нашей жизни сутки составляют 24 часа. Как правило, измеряют всё в секундах. Кроме того, для определения времени человек различает утро, день, вечер и ночь. Это зависит, прежде всего, от того, где расположено Солнце относительно отдельного меридиана.

А вот средние солнечные сутки используются для точного определения времени.
Это время между двумя относительными кульминациями среднего экваториального Солнца на одном меридиане. Лучше сказать, что средние солнечные сутки соответствуют среднему значению истинных солнечных.

Эклиптическое Солнце размеренно двигается со средней скоростью Солнца. Сходятся они примерно 3 января и 4 июля.
Экваториальное также равномерно, но совпадает с эклиптическим солнцем в точке весеннего равноденствия. Среднее экваториальное солнце постоянно и равномерно относительно истинному солнечному времени.

Эклиптика

Поясное время

В общем, используется оно в основном в географии.
Из школьных знаний нам известно, что Земля делится на меридианы. Всего их 24 и они отстают друг от друга на 15 градусов долготы.
Принято считать, что начальный меридиан с нулевой долготой является основным. Его ещё называют всемирным.
Меридианы простираются с запада на восток.
Такое время в соседних поясах отличается на один час. Для того, чтобы вычислить время отдельного пояса, необходимо узнать номер пояса.

Меридианы

Собственно говоря, поясное время это время часового пояса. Принято считать, что день состоит из 24 часов и начинается в полночь.

Декретное время

Например, на территории России выделено на 9 часовых поясов. В 1930 году определили понятие декретного времени. К поясному добавили один час.

Чаосвые пояса мира

Декретное время также называют московским.

Это определение времени по подразумевает использование времени соседнего пояса. Иначе говоря, декретное время это поясное время плюс один час.
По новым понятиям его называют местным временем.

Эфемеридное время

Это шкала времени, определяющая секунды. Расчёт такого времени не зависит от скорости вращения Земли.
Вдобавок, оно является основной единицей времени. Ввел это понятие в 1952 году Дж. М. Клеменс.

Эфемеридное время постоянно и применяется, на самом деле, для удобства исчисления.

«Отнять у человека час времени, отнять у человека жизнь-разница в масштабах»
Франк Герберт

Как видно, время отражает продолжительность чего-либо. Надо полагать, это самое уникальное течение и величина, которую определил человек. Помимо всего, для его расчёта придумали множество способов.

Время

Безусловно, время очень много значит для человека. Так как это одна из основных составляющих его жизни.
Что будет дальше покажет нам время.

Источник