Помимо движения вокруг Солнца, Земля вращается вокруг своей оси. Полный оборот - это одни сутки Но сутки бывают разные.
Выберем на земной поверхности определенную точку, например, Гринвичскую обсерваторию в городе Лондоне. Отметим, что в какой-то момент времени одна из звезд на небе достигла наивысшей точки над горизонтом.
Повторим наблюдение на следующую ночь, и отметим момент, когда эта же звезда снова достигнет наивысшей точки над горизонтом. Период между двумя такими последовательными явлениями называется звездными сутками.Определение. Период обращения Земли вокруг своей оси относительно звезд называется звездными сутками.
Теперь проделаем туже процедуру для Солнца. В полдень оно достигает наивысшей высоты над горизонтом. Заметим этот момент. Повторим наблюдение через сутки, на следующий день. Период времени между двумя последовательными похождениями Солнца через наивысшую точку над горизонтом составляет истинные солнечные сутки.
Определение. Период обращения Земли вокруг своей оси относительно Солнца называется истинными солнечными сутками.
Солнечные сутки длиннее звездных, так как Земля одновременно движется по орбите вокруг Солнца, и за время звездных суток она успевает продвинуться вперед, и чтобы снова наступил полдень в данной точке, ей нужно еще немного повернуться.
Рис. 5. Звездные и солнечные сутки
Если солнечные сутки принять за 24 часа, то звездные сутки продлятся 23 часа 5б минут. За год из этих 4 минут разницы накопятся как раз полные сутки.
Можно, конечно, настроить часы на звездное время, и такие часы у астрономов существуют, но жить по звездному времени было бы неудобно, так как 12 часов приходилось бы в разные периоды года то на вечер, то на ночь, то на утро, то на день. А нам удобно жить по Солнцу, а не по звездному времени. Поэтому мы пользуемся солнечными временем.Однако и здесь не все так просто. Дело в том, что Земля двигается вокруг Солнца не по круговой, а по эллиптической орбите. Хотя эта вытянутость орбиты незначительна, но она есть. Согласно второму закону Кеплера, вблизи Солнца, в перигелии, Земля движется быстрее, а в противоположной стороне орбиты медленнее. А вокруг оси Земля вращается почти равномерно. Из-за этого истинные солнечные сутки не всегда равны между собой, они то чуть-чуть длиннее, то короче. А нам нужно равномерное время. Тогда ввели среднее солнечное время. Оно равномерное. Между двумя средними полднями всегда точно 24 часа. Среднее Солнце - фиктивная точка, которая близка к истинному Солнцу. Но истинное Солнце то чуть обгоняет среднее, то чуть отстает от него. Четыре раза в год они точно совпадают. В остальное время между ними есть разница, которая называется уравнением времени. Оно приводится в некоторых календарях и справочниках. Максимальное значение уравнения времени бывает в начале ноября (16 минут), когда истинный полдень наступает раньше среднего, и в середине февраля (15 минут, но с обратным знаком), когда истинный полдень бывает позже среднего. Это было хорошо заметно, особенно когда не существовало летнего времени, при одной и той же долготе дня в начале ноября, вообще осенью, раньше светлело и раньше темнело, чем в феврале, когда световой день как бы сдвинут на более позднее время.
Поскольку Земля вращается с запада на восток, и соответственно мы видим, что Солнце двигается с востока на запад, то полдень (наивысшая точка суточного пути Солнца над горизонтом) наступает в разное время в разных местностях.
Как вы знаете из географии, на земной поверхности проведены воображаемые линии - параллели и меридианы. Сейчас нас интересуют последние. Известно, что точки пересечения оси вращения Земли с земной поверхностью называются полюсами Земли. В одном полушарии Северный полюс, в другом - Южный. Меридианы - это окружности, проведенные по земной поверхности через оба полюса Земли. На одном меридиане полдень наступает в одно и то же время. Один из меридианов условно выбрали за нулевой (0° географической долготы). Он проходит через Гринвичскую обсерваторию в Лондоне.
Определение. Среднее солнечное время для меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию, принято за Всемирное время и обозначается GMT (от английского Greenwich middle time).
Восточнее Гринвича полдень наступает раньше, западнее Гринвича - позже. Чем дальше к востоку, тем раньше. Каждые 15° долготы соответствуют одному часу (360°: 24 часа=15°/час). Москва имеет восточную долготу 37°,5, и полдень в Москве наступает на 2 ч 30 мин раньше, чем в Гринвиче. Само понятие географической долготы появилось именно из этих измерений времени. Разница долгот двух пунктов равна разнице между средним солнечным временем в них.
Свежие комментарии