Wykład udostępniam na licencji Creative Commons: Ziemia jako zegar Piotr A. Dybczyński
Czas gwiazdowy
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N
N s = 0h
Miara czasowa kątów 360 = 24h 15 = 1h = 60m m 1 = 4 m 60' = 4 15' = 1m = 60s 1 ' = 4s 60" = 4s 15" = 1s
N s = 0h
N s = 2h
N s = 3h
N s = 4h
N s = 9h
N s = 12h
N s = 14h
N s = 18h
N s = 23h20m
s = t = t* + α* BN t δ α BS
punkt górowania na równiku s = t = t* + α* t* BN α*
punkt górowania na równiku t*=0 BN α* t = s Czas gwiazdowy (t ) jest zawsze równy rektascensji gwiazd górujących!
Czas gwiazdowy jest czasem miejscowym
λe = 30 = 2h N s= 2h00m s = 0h
λe = 240 = 16h00m N s= 16h00m s = 0h
λe = 335 = 22h20m N s= 22h20m s = 0h
Pomiar kąta godzinnego dowolnej gwiazdy o znanej rektascensji jest pomiarem czasu gwiazdowego. W szczególności może to być obserwacja górowania gwiazdy.
Czas słoneczny prawdziwy
b or ita Zi i em Ziemia Słońce
Czas słoneczny prawdziwy też jest czasem miejscowym
λe = 30 = 2h N t= 2h00m t = 0h
λe = 240 = 16h00m N t= 16h00m t = 0h
λe = 335 = 22h20m N t= 22h20m t = 0h
Czas słoneczny prawdziwy też umiemy mierzyć...
Niestety na skutek ruchu orbitalnego Ziemi Słońce zmienia swoją pozycje na tle gwiazd. Rektascensja Słońca rośnie niejednostajnie tak więc czas słoneczny prawdziwy jest czasem niejednostajnym!
Bn Δλ=1 Δα = 3m40s Δλ=1 Δα = 4m20s wrzesień styczeń czerwiec ka y t p ekli marzec ε 23 i równik niebiesk
By Garry R. Osgood Ziemia przechodzi przez peryhelium ok. 4 stycznia a przez aphelium ok. 5 lipca.
Równanie czasu (ΔT = prawdziwy - średni) [min] +15 +10 nachylenie ekliptyki +5 0-5 -10 eliptyczność orbity -15 1 Sty 1 Mar 1 Maj 1 Lip 1 Wrz 1 List 1 Sty
Dalsze kłopoty nierównomierność rotacji Ziemi Ruchy bieguna ziemskiego Spowalnianie pływowe Księżyc i Słońce Zmiany sezonowe atmosfera Zmiany rozkładu masy ruchy tektoniczne
Ruch bieguna na przestrzeni lat ~3 m http://www.usno.navy.mil/usno/earth-orientation/images_eo/pole.png
Zmiany długości ziemskiej doby na przestrzeni lat
Zmiany długości doby a pogoda http://maia.usno.navy.mil/lod2.png
Czas uniwersalny UT0 czas średni ( UT ΔT) UT1 czas UT poprawiony na ruch bieguna UT1R czas UT1 poprawiony na nierównomierności pływowe UTC czas uniwersalny koordynowany, podstawa czas atomowy
UT1 UTC (sekundy przestępne) No positive leap second will be introduced at the end of December 2011.
Zmiany długości ziemskiej doby
Czas a długość geograficzna.
Autor: Sean Baker, http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e4/northern_hemisphere_lamaz.png
południk zerowy
fot. Zlatko Krastev fot. Takasunrise0921
południk zerowy
ku Słońcu godzina 6:00 UTC
ku Słońcu godzina 6:00 UTC
ku Słońcu godzina 6:20 UTC
ku Słońcu godzina 7:00 UTC
ku Słońcu godzina 8:00 UTC
ku Słońcu godzina 10:30 UTC
Poznań ku Słońcu Godzina 15:45 na zegarku w Poznaniu
czas letni! Poznań, 15:45 Londyn, 14:45 Tokio, 23:45 ku Słońcu Nowy Jork, 10:45 Hawaje, 4:45
16 56'30 1h00m00s 52 27'50 1h07m46s 0h07m46s 2h00m00s Aula wydziału geografii na UAM w Poznaniu
21 04'05 1h00m00s 52 12'47 1h24m16s 0h24m16s CBK PAN w Warszawie
Poznań ku Słońcu Godzina 15:45 na zegarku w Poznaniu
Poznań ku Słońcu Godzina 15:45 na zegarku w Poznaniu
Poznań środa Godzina 15:45 na zegarku w Poznaniu wtorek ku Słońcu
Poznań wtorek środa Godzina 16:15 na zegarku w Poznaniu ku Słońcu
Linia zmiany daty Poznań, 14:00 wtorek wtorek ku Słońcu wtorek wtorek Godzina 12:00 UTC
Poznań,16:15 Linia zmiany daty wtorek wtorek środa wtorek godzina 14:15 UTC ku Słońcu
Linia zmiany daty wtorek środa Poznań,02:00 wtorek ku Słońcu środa godzina 00:00 UTC
Linia zmiany daty południk zerowy wtorek środa Poznań,02:00 wtorek ku Słońcu środa godzina 00:00 UTC
N S
Związek czasu słonecznego z gwiazdowym.
Zadanie: Która godzina średniego, miejscowego czasu gwiazdowego będzie w tym miejscu, gdy na zegarkach będziemy mieli godzinę 14:47:23 czasu strefowego (o 15:47:23 czasu letniego)? Jesteśmy na długości geograficznej 16 56'30 czyli 1h07m46s
południk zerowy środkowy południk naszej strefy nasza strefa czasowa nasz południk miejscowy
środkowy południk naszej strefy oś czasu południk zerowy nasza strefa czasowa długość geograficzna nasz południk miejscowy
południk zerowy środkowy południk naszej strefy nasz południk miejscowy nasza strefa czasowa λ=0 λ=15 =1h λ=16 56'30 =1h07m46s
południk zerowy środkowy południk naszej strefy nasz południk miejscowy nasza strefa czasowa t = 14h47m23s (15h47m23s) s=?
środkowy południk naszej strefy 1h00m00s nasza strefa czasowa nasz południk miejscowy 13h47m23s południk zerowy
0h00m00s środkowy południk naszej strefy 1h00m00s (2h00m00s) nasza strefa czasowa nasz południk miejscowy 13h47m23s południk zerowy
0h00m00s środkowy południk naszej strefy nasz południk miejscowy 1h00m00s (2h00m00s) 13h47m23s 13h47m23s południk zerowy nasza strefa czasowa t = 13h47m23s t = 14h47m23s (15h47m23s)
nasz południk miejscowy 0h00m00s t = 13h47m23s 1h00m00s (2h00m00s) 13h47m23s 13h47m23s s = So =? t = 14h47m23s (15h47m23s)
2h12m09s
αg s = t
Miejscowy czas gwiazdowy jest zawsze równy rektascensji gwiazd właśnie górujących
nasz południk miejscowy 0h00m00s t = 13h47m23s 1h00m00s (2h00m00s) 13h47m23s 13h47m23s So = 2h12m09s t = 14h47m23s (15h47m23s)
nasz południk miejscowy 0h00m00s t = 13h47m23s 1h00m00s (2h00m00s) 13h47m23s? 13h47m23s So = 2h12m09s t = 14h47m23s (15h47m23s)
Jeden rok zwrotnikowy (czyli okres obiegu Ziemi po orbicie wokół Słońca) to 365.242198797 średnich dób słonecznych. Jeden rok zwrotnikowy ma dokładnie o jedną średnią dobę gwiazdową więcej. 366.24219897 k= =1.0027379093 365.14219897
liczymy... 13h47m23s = 13.789722222 godzin k = 1.0027379093 13.789722222 x k = 13.827477231 13.827477231 = 13h49m39s
liczymy... 13h47m23s = 13.789722222 godzin k = 1.0027379093 13.789722222 x k = 13.827477231 13.827477231 = 13h49m39s
nasz południk miejscowy 0h00m00s t = 13h47m23s 1h00m00s (2h00m00s) 13h47m23s 13h49m39s 13h47m23s So = 2h12m09s t = 14h47m23s (15h47m23s)
nasz południk miejscowy 0h00m00s 1h00m00s (2h00m00s) 13h47m23s 13h49m39s 13h47m23s So = 2h12m09s s = 16h01m48s t = 13h47m23s t = 14h47m23s (15h47m23s)
λe=16 56'30 =1h07m46s 0h00m00s 1h00m00s (2h00m00s) 13h47m23s 13h49m39s 13h47m23s So = 2h12m09s s = 16h01m48s 16h01m48s + 1h07m46s t = 13h47m23s t = 14h47m23s (15h47m23s)
13h49m39s 13h47m23s So = 2h12m09s 0h00m00s 1h00m00s (2h00m00s) s = 16h01m48s s=17h09m34s 16h01m48s + 1h07m46s t = 13h47m23s t = 14h47m23s (15h47m23s) 13h47m23s λe=16 56'30 =1h07m46s
13h49m39s 13h47m23s So = 2h12m09s 0h00m00s 1h00m00s (2h00m00s) s = 16h01m48s s=17h09m34s 16h01m48s + 1h07m46s t = 13h47m23s t = 14h47m23s (15h47m23s) 13h47m23s λe=16 56'30 =1h07m46s
s = (t TZ) x k +So + λe k = 1.0027379093
17h09m34s czasu gwiazdowego, 14h47m23s + 0h07m46s = 14h55m09s miejscowego czasu słonecznego (średniego)
Różnica długości geograficznych obserwatorów jest zawsze dokładnie równa różnicy ich czasów miejscowych, tak słonecznych jak i gwiazdowych.