Файл: Лабораторный практикум В. Ф. Говердовский, А. В. Дикинис.pdf

в часовой мере. Если точка 

М  (рис.  10)  определяет положение ка­

кой-то звезды на небесной сфере в момент звездного времени 

S, то

S = t + а , 

(2.2)

где а  - прямое восхождение.

Формула (2.2) называется основной  формулой звездного  вре­

мени.

Практически  неизменный  период  вращения  Земли  вокруг 

своей оси и удобство его использования лучше всего удовлетворя­
ет практическим требованиям измерения времени, поэтому за еди­
ницу времени и приняты сутки.

Основные  единицы  звездного  времени  -  звездные  сутки  и 

тропический  год -  определяются  вращением  Земли  вокруг  своей 

оси и обращением её вокруг Солнца.

Перевод астрономических величин из градусной меры в часо­

вую и обратно осуществляется по следующим соотношениям:

1 ч соответствует 15 °, 

1° соответствует 4 мин,

1 мин соответствует 15’, 

1  соответствует 4 с,

1 с соответствует 15" 

0,1  соответствует 0,4 с,

1  соответствует 1/15 с 

так как за 24 ч часовой угол 

t светила (звезды) изменяется на 360°.

В  момент  верхней  кульминации  светила,  то  есть  при 

t  =  0 

можно записать:

S = а  

(2.3)

или звездное время верхней кульминации небесного тела численно 
равно его прямому восхождению.

Точные  значения звездного  времени  вычисляются  по  геогра­

фической долготе 

X места наблюдения и по звездному времени £ 0 

в  среднюю  гринвичскую  полночь,  значения  которого  на  каждый 
день  года  приводятся  в  солнечных  эфемеридах  астрономических 
календарей-ежегодников.

Собственной даты звездное время не имеет,  поэтому при  его 

определении  принято  указывать:  «тех  же  суток»,  «предыдущих 
суток» или «последующих суток».

*  С трого  говоря,  вращ ение  Земли  не  идеально  равномерно  из-за  векового  замед­

ления вращ ения вследствие  приливного течения  в  ее  коре,  отчего  сутки  увеличи­
ваю тся на 0,0016 с в столетие.

3 1

Солнечное  время.  В  практической  жизни  звездное  время  не­

удобно, так как оно не согласуется со сменой дня и ночи.  Солнце 

перемещается по отношению к звездам с запада на восток, то есть 

отстает  от  звезд  в  своем  видимом  движении  вокруг  оси  мира  за 
сутки  на угол,  равный  360/365  градуса.  Небесная  сфера на такой 
угол повернется за время 3 мин 56,56 с. Следовательно, солнечные 
сутки почти на 4 мин длиннее звездных суток.

Истинное  солнце  движется  по  эклиптике  неравномерно, 

вследствие  чего  продолжительность  истинных  солнечных  суток, 
определяемая  как  промежуток  времени  между  двумя  последова­
тельными верхними кульминациями центра Солнца, в течение го­
да меняется.  Поэтому на практике употребляется  среднее  солнеч­
ное  время;  средние  солнечные  сутки равны  промежутку времени 

между двумя  последовательными  верхними  (или  нижними)  куль­
минации среднего солнца.

Среднее  экваториальное  солнце  -  это  фиктивная  точка,  дви­

жущаяся равномерно по небесному экватору и совершающая один 

оборот в течение тропического года .

Разность г) между средним и истинным солнечным временем

r\

 = tm- t0= a - a m = Tm-T 0 

(2.4)

называется уравнением времени, причем часовые углы 

t0и tm,  пря­

мое восхождение 

а0 и ат истинного и среднего солнца, истинное Т0 

и среднее 

Тт солнечное время выражены в часовой мере.  Уравне­

ние  времени  в течение  года изменяется  и может иметь  как поло­
жительные, так и отрицательные значения; в астрономических ка­
лендарях  оно  приводится  на каждый  день  или  может  быть  пред­
ставлено в виде графика.

Среднее  солнечное  время 

Тт  на  данном  меридиане  в  любой 

момент численно равно

Тт = (т + 12 [ч], 

(2.5)

поскольку  среднее  солнечное  время  измеряется от момента  ниж­
ней кульминации среднего  солнца,  а его часовые углы 

tm  измеря­

ются от противоположной, полуденной части меридиана наблюда­

*  Тропический  го д -  промеж уток  времени  меж ду двум я  последовательными  про­

хож дениям и  центра  Солнца  через  то ч ку  весеннего  равноденствия,  равный 

365,2422  средних суто к и соответствую щ ий периоду см ены времен года.

32

теля.  Длительное  время  при  астрономических  наблюдениях  мо­
мент верхней кульминации среднего  солнца принимали за начало 
средних суток,  определяя астрономическое и гражданское (отсчи­
тываемое от полуночи) среднее время.  Начиная с  1925 г.  астроно­
мы стали  считать  среднее время от полуночи и надобность  в тер­
минах  «астрономическое  время»  и  «гражданское  время»  отпала. 
Моменты  среднего  времени  обязательно  должны  сопровождаться 
указанием даты, так как календарный счет ведется в средних сутках.

Средние  солнечные  сутки,  как  и  звездные  сутки,  делятся  на 

средние  солнечные  и  звездные  (соответственно)  часы,  минуты  и 
секунды.

Средние сутки и их доли (24 средних часа;  час делится на 60 

средних минут,  средняя минута - на 60 средних секунд) являются 
общепринятыми  единицами  времени  в  науке,  технике  и  повсе­
дневной жизни людей.

Системы счета врем ени

М естное время и долгота. Время, измеренное на данном гео­

графическом меридиане,  называется местным временем этого ме­
ридиана.  Оно зависит от географической долготы места.  Для всех 

мест на одном и том же меридиане часовой угол точки весеннего 

равноденствия  (или  Солнца,  или  среднего  экваториального  солн­

ца) в какой-либо  момент один и тот же.  Поэтому на всем геогра­

фическом меридиане местное время (звездное, солнечное) в один и 

тот  же  момент  одинаково.  Разность  местного  времени  двух  мест 

равна разности долгот этих мест.

Раньше местное  время было  принято  в  обыденной жизни,  но 

с конца X IX  века стало заменяться в  большинстве стран поясным 
временем.  Однако выбор  момента запуска спутника на  солнечно­
синхронную  орбиту,  для  которой условия  освещенности  солнцем 
подспутниковой полосы поверхности Земли остаются неизменны­
ми  в  течение  длительного  периода,  производится  по  местному 
времени.

Поясное время.  В  основе  международной  системы счета вре­

мени  лежит  деление  поверхности  земного  шара на 24  пояса  гео­
графическими  меридианами,  расположенными  друг  от  друга  по 
долготе  точно  через  15  °  (или  1  ч)  посередине  каждого  часового

3 3

пояса. Границы часовых поясов точно следуют по географическим 

меридианам лишь в  открытых  морях и океанах и в ненаселенных 
местах  суши.  На остальном  своем  протяжении  они  идут по  госу­
дарственным,  административно-хозяйственным  или  географиче­
ским  границам,  отступая  от  соответствующего  географического 
меридиана. Часовые пояса пронумерованы от 0 до 23.  За нулевой 
принят пояс,  через  середину  которого  проходит гринвичский  ме­

ридиан.  Основной  меридиан  первого  часового  пояса  расположен 

от  гринвичского  точно  на  15°  к  востоку,  второго  -  на  30°  и  т.д. 

Местное  среднее  солнечное  время  основного  меридиана  какого- 

либо часового пояса называется поясным временем, по которому и 
ведется счет времени на всей территории, лежащей в данном часо­
вом поясе.  На центральных  (основных)  меридианах  часовых  поя­
сов, в том числе и на гринвичском меридиане,  поясная полночь и 
поясной полдень наступают одновременно со средними.

Местное  среднее  солнечное  время  гринвичского  (нулевого) 

меридиана называется всемирным временем.  Так называемое сред­
неевропейское время является временем первого часового пояса.

В СШ А и Великобритании поясное время называют стандарт­

ным  временем  (Standard  times),  в  Европе  -  мировым  временем 
(Welt Zeit, Universal temps).

Декретное  и  сезонное время.  В  целях рационального распре­

деления  электроэнергии и наиболее полного  использования днев­
ного света в летние месяцы во многих странах переводят стрелки 

часов, идущих по поясному времени, на один час вперед. Перевод 
осуществляется  специальным  правительственным  распоряжением 
(декретом).  В  некоторых  странах  периодически  еще  вводится так 
называемое  сезонное  время:  примерно  с  конца  октября  до  конца 
марта там действует поясное время, а в другое полугодие стрелки 
переводят на один час вперед.

Эфемеридное  время.  Исследования  показали,  что  Земля  вра­

щается не вполне равномерно,  обладая весьма малыми,  скачкооб­

разными вековыми и сезонными изменениями скорости вращения, 
что  для  обыденной  жизни  значения  не  имеет.  Однако  для  нужд 
научных исследований было введено понятие равномерно текуще­
го времени, которое называется ньютоновским, или эфемеридным, 
временем.  За  единицу  измерения  эфемеридного  времени  в  нем

34

принята эфемеридная секунда, равная  1/31556295,9747  части тро­
пического года (знаменатель  есть число секунд в тропическом го­
ду эпохи 1900).

Положение небесных тел в  системе  всемирного  (неравномер­

ного)  времени  вычисляют  по  разности  А

Т  между  эфемеридным 

временем 

ТЕ и всемирным  Т0.  Точное значение этой разности мо­

жет  быть  получено  лишь  для  прошедших  моментов  времени  (на­
пример,  из  сравнения  наблюденных  координат Луны  с  ее  вычис­
ленными координатами). Разность АГ была равна нулю в  1900 г., и 
этот год в астрономии принят за начало эпохи 1900*. Другими сло­
вами,  начало шкалы эфемеридного времени совпадает с полуднем 
31  декабря  1899 г., когда средняя тропическая долгота Солнца бы­

ла равна 279°41'48,04".

Атомное  время.  Система  атомного  времени  устанавливает 

принципиально  новую,  не  зависящую  от  вращения  Земли,  шкалу 
времени:  единицей этого времени является атомная секунда, опре­
деляемая  как продолжительность  9  192  631  770  периодов  колеба­
ний  излучения,  соответствующего  резонансной  частоте  перехода 
между; двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атомов 
изотопа цезия-133.  Атомное  время является  основой для  изучения 
периодической неравномерности вращения Земли вокруг своей оси.

Необходимо подчеркнуть, что все моменты времени,  если нет 

специальных оговорок, всегда задаются в системе счета, принятой 

в данной стране. Моменты времени в других системах отсчета все­
гда оговариваются.

В  каждой  системе  счета  времени  (кроме  звездной)  имеется 

своя полночь (начало  суток) и свой полдень  (середина суток),  ко­

торые  на  одном  географическом  меридиане  наступают  в  различ­

ные физические моменты времени.  Последовательность наступле­
ния одноименных моментов времени  в различных системах  счета 

зависит  от  географической долготы 

X места,  его  принадлежности 

к определенному часовому поясу и  и  от значения уравнения  вре­
мени в данный день года.

*  А строном ическая эпоха  (гр .  epochё -  остановка) -  момент  времени,  для которо­

го  дается  значение  какой-либо  величины,  меняю щ ейся  со  временем  и  опреде­
ляю щ ей положение небесного тела или ориентировку координатной систем ы .

35