Определение географической широты и долготы Суточное вращение небесной

Определение географической широты и долготы

Суточное вращение небесной сферы В суточном вращении небесной сферы вокруг оси мира небесные светила движутся по малым кругам (ab, cd, ef, gh), плоскости которых параллельны плоскости небесного экватора. Эти круги называются суточными (небесными) параллелями.

Двигаясь по суточной параллели светило восходит на востоке и заходит на западе. Пересечение светилом при движении по суточной параллели начального вертикала называется его верхней кульминацией. В этот момент высота светила над горизонтом будет максимальной, а азимут А = 0°. Пересечение светилом Северной половины небесного меридиана называется нижней кульминацией (А = 180°).

Z Z1 Светило, у которого над горизонтом происходит только верхняя кульминация, называется восходящим и заходящим. Светило может быть также незаходящим или невосходящим.

Определение географической широты

Высота полюса мира равна географической широте места наблюдения hp=φ Следовательно:

Таким образом, измерив в момент верхней кульминации высоту светила (или его зенитное расстояние) и взяв из каталога склонение этого светила, можно вычислить географическую широту места наблюдения. Если географическая широта известна, то можно вычислить высоту светила в верхней кульминации:

Основы измерения времени Для измерения времени нужно использовать какой-нибудь периодический процесс, который можно считать равномерным. Точность используемой шкалы времени зависит от положенного в ее основу периодического процесса.

С древности установился счет времени солнечными сутками. Различают истинные солнечные сутки и средние.

Истинные солнечные сутки – это промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями центра Солнца. В повседневной жизни используют не истинные (их продолжительность меняется в течение года), а средние солнечные сутки, продолжительность которых принята постоянной.

В настоящее время для шкалы времени используют атомную секунду: 1 а.с. = 9 192 631 770 периодов колебаний волны, излучаемой атомом 133Cs. Отклонение от равномерности такой единицы времени за год = 1 мкс.

Сутки и их доли (часы, минуты, секунды) используются при измерении коротких промежутков времени. Для измерения больших промежутков времени используется тропический год.

Тропический год – это промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия. 1 тр.г. = 365.2422 средних солн. суток.

Связь времени с географической долготой Время, измеренное на данном географическом меридиане с долготой λ , называется местным временем этого меридиана ( Тm ). Разность местных времен на двух меридианах равна разности долгот этих меридианов: Тm1-Тm2=λ1-λ2

Всемирное время Местное среднее солнечное время гринвичского (нулевого) меридиана называется всемирным временем ( Т0 ). Полагая Tm2=0, 2=0 и Tm1=Tm, 1=, получим Tm=T0+ (местное среднее время любого пункта на Земле равно всемирному времени в этот момент + долгота данного пункта, выраженная в часовой мере и считаемая положительной к востоку от Гринвича)

Поясное время Используется в повседневной жизни. Счет времени ведут только на 24 основных географических меридианах, расположенных посередине часовых поясов. Часовые пояса – это участки земной поверхности, ограниченные линиями, идущими от северного полюса до южного и отстоящими на ~ 7.5° от основных меридианов. Они занумерованы от 0 до 23. Основной меридиан нулевого пояса – гринвичский.

Местное среднее солнечное время основного меридиана какого-либо часового пояса называется поясным временем Tn. По нему ведут счет времени на всей территории внутри часового пояса.

Разность между местным временем Tm какого-либо пункта и его поясным временем Tn равна Tm-Tn=-nh ( - восточная долгота пункта от гринвича, nh – число целых часов, равное номеру часового пояса, в котором данный пункт находится).

Поясное время данного пояса связано с всемирным временем очевидным соотношением Tn=T0+nh

Декретное время В России с 1930г. используется декретное время Тд. Это время связано с поясным, всемирным и с местным средним солнечным временем соотношениями: Тд=Tn+1h Тд=T0+nh+1h Тд=Tm-h+nh+1h

Летнее время С 1981 г. На всей территории СССР, а затем России, на лето ежегодно часы переводятся еще на один час вперед, т.е. всего на два часа по сравнению с поясным временем.

Календарь Календарь – система счета длительных промежутков времени. Есть три главных типа календарей: 1. солнечные; 2. лунные; 3. лунно-солнечные.

В основе солнечных календарей – продолжительность тропического года, лунных – продолжительность лунного месяца, лунно-солнечных – сочетание обоих этих периодов.

Примером лунного календаря является мусульманский календарь. Он содержит 12 лунных месяцев (354 или 355 средних солнечных суток). Пример лунно-солнечного календаря – еврейский. В нем год состоит то из 12 месяцев (354d), то из 13 месяцев (384d). Кроме того есть годы «недостаточные» (353d и 383d) и «избыточные» (355d и 385d)

Любой календарь составляют так, чтобы большие единицы измерения времени содержали в себе целое число меньших, а смена времен года приходилась на одну и ту же дату.

В настоящее время весь мир живет по наиболее удобному календарю – солнечному.

С 46 г. до н.э. и до 1582 г. н.э. использовался юлианский календарь (старый стиль), предложенный александрийским астрономом Созигеном. В нем три года содержали по 365 суток (простые годы), а четвертый – 366 суток (високосный год).

Високосными считают годы, номера которых делятся на 4 без остатка. Т.о. в среднем за 4 года в юлианском календаре 365.25 средних солнечных суток. Такой календарный год длиннее тропического на 0.0078 суток. За 128 лет разница составит ~1 сутки

В 1582 г. был введен более точный григорианский календарь (новый стиль), которым пользуются до сих пор.

Булла папы Григория XIII по реформе юлианского календаря содержала два основных пункта: 1) после 4 октября 1582 г. наступает сразу 15 октября; 2) из високосных годов исключаются те, числа столетий которых не делятся на 4 без остатка (например 1700, 1800, 1900, 2100 и т.д.).

Средняя продолжительность такого года за 400 лет равна ~365.2425 средних солнечных суток, что всего лишь на 0.0003 суток отличается от продолжительности тропического года. Разница в 1 сутки накопится за 3300 лет.

В течение XVI – XVII вв. большинство западных стран перешли на новый стиль. В России это случилось только в 1918 г., когда расхождение юлианского календаря со счетом тропическими годами составило уже 13 суток.