"Астрономия (базовый уровень)", Воронцов-Вельяминов Б.А., Страут Е.К.
Точное время связывает наблюдения за Солнцем и звёздами с вращением Земли. По моменту кульминации светила можно определить местное солнечное время, а сравнив его со всемирным временем, установить географическую долготу места. Главная связь такова: Земля поворачивается на 15° за час, поэтому разность времени переводится в угловое расстояние. Опережение времени означает восточную долготу, отставание — западную.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Местное солнечное время — время, определяемое положением Солнца над горизонтом в данной местности. Истинное солнечное время отсчитывают по настоящему Солнцу, поэтому продолжительность солнечных суток немного меняется. Среднее солнечное время основано на условном равномерном движении среднего Солнца, поэтому его сутки всегда принимают равными 24 часам.
Всемирное время — время, принятое за время начального меридиана, проходящего через Гринвич. Оно служит общей шкалой для наблюдателей в разных точках Земли. Благодаря ему можно сравнить местное время пункта со временем одного и того же меридиана.
Географическая долгота — угловое расстояние точки от начального меридиана к востоку или западу. Её измеряют в градусах, минутах и секундах и записывают с указанием направления: восточная долгота или западная долгота. Знак направления нужен, потому что одинаковое угловое расстояние по разные стороны начального меридиана соответствует разным положениям.
Кульминация светила — прохождение Солнца, звезды или другого светила через небесный меридиан наблюдателя. В верхней кульминации светило обычно достигает наибольшей высоты над горизонтом. Момент кульминации Солнца используют для определения местного полудня, а точные часы позволяют записать этот момент.
Вращение Земли вокруг оси создаёт видимое суточное движение небесных тел. Наблюдателю кажется, что Солнце и звёзды перемещаются с востока на запад, хотя причина этого движения — вращение самой Земли. Поэтому положение светила над горизонтом можно связать с определённым моментом местного времени.
Когда Солнце пересекает небесный меридиан, оно проходит важную точку своего суточного пути. При верхней кульминации его высота максимальна, а для данной местности наступает местный полдень. Если наблюдатель точно зафиксирует этот момент, он получит опорное значение местного солнечного времени.
Местное время меняется с долготой, потому что разные меридианы поворачиваются навстречу Солнцу последовательно. Земля вращается с запада на восток, поэтому восточные пункты раньше оказываются под Солнцем. В один и тот же физический момент местное время восточнее начального меридиана больше, а западнее — меньше.
За сутки Земля совершает полный оборот на 360°, поэтому за один час она поворачивается примерно на 15°. Отсюда следует перевод разности времени в разность долгот: 1 час соответствует 15°, 1 минуту времени — 15′, а 1 секунду времени — 15″. Такая пропорция позволяет находить угловое расстояние между меридианами по показаниям часов.
Для определения долготы наблюдатель сравнивает своё местное время со всемирным, которое известно по точным сигналам времени. Если местное время опережает всемирное, пункт находится к востоку от начального меридиана; если отстаёт — к западу. Затем разность времени умножают на 15° за час и получают долготу, не забывая указать её направление.
| Разность времени | Разность долгот | Как использовать при определении долготы |
|---|---|---|
| 1 час | 15° | Разность времени в часах умножают на 15°. |
| 1 минута времени | 15′ | Каждую минуту времени переводят в 15 угловых минут. |
| 1 секунда времени | 15″ | Каждую секунду времени переводят в 15 угловых секунд. |
| Местное время больше времени начального меридиана | — | Пункт расположен к востоку, долгота восточная. |
| Местное время меньше времени начального меридиана | — | Пункт расположен к западу, долгота западная. |
Сначала найдите разность местного и всемирного времени, приведя оба значения к одному моменту. Затем переведите её в градусы, минуты или секунды по таблице. В конце обязательно определите направление долготы по знаку разности.
Условие. В некоторой местности местный полдень наступил на 2 часа раньше, чем на начальном меридиане. Найдите долготу местности и укажите полушарие.
Ответ: 30° восточной долготы, Восточное полушарие.
Условие. В момент, когда всемирное время равно 10 ч 20 мин, местное время пункта равно 12 ч 20 мин. Определите долготу пункта.
Ответ: 30° восточной долготы.
Условие. Наблюдатель зафиксировал местный полдень в 08 ч 36 мин по всемирному времени. Определите географическую долготу места наблюдения.
Ответ: 51° восточной долготы.
Ошибка: считать, что 1 час соответствует 1°. Так происходит, если путают единицы времени и угла. Полный оборот равен 360° за 24 часа, поэтому правильная проверка — разделить 360° на 24 и получить 15° за час.
Ошибка: перепутать восточную и западную долготу. Иногда направление связывают с привычным движением Солнца, а не с вращением Земли. Проверьте себя так: большее местное время означает восток, меньшее — запад.
Ошибка: сравнивать показания, относящиеся к разным моментам. В этом случае разность часов не описывает разность меридианов. Убедитесь, что местное и всемирное время указаны для одного физического момента.
Ошибка: не различать истинное и среднее солнечное время. Реальные солнечные сутки не всегда длятся ровно 24 часа, хотя среднее время строится именно на такой длительности. При проверке уточните, о каком виде солнечного времени говорится в условии.
Для этой темы нужны знания о географических координатах и меридианах. Меридиан задаёт направление север—юг, а долгота показывает положение точки относительно начального меридиана.
Местное и всемирное время помогают понять устройство часовых поясов. При переводе времени между регионами также сравнивают положения местности по долготе, но используют установленное поясное время.
Астрономические наблюдения и точные сигналы времени применяют в навигации. По ним можно уточнять координаты судов, самолётов и космических аппаратов.
Как по наблюдениям за Солнцем определить местное время?
Наблюдают момент, когда Солнце проходит через небесный меридиан, то есть достигает наибольшей высоты за день. Этот момент называют местным полднем и принимают за 12 часов истинного солнечного времени. Для точных измерений момент фиксируют часами и учитывают отличие истинного времени от среднего.
Почему в разных точках Земли одновременно показывают разное местное время?
Земля вращается с запада на восток, поэтому разные меридианы встречают Солнце в разное время. Когда на востоке уже наступил местный полдень, на западе Солнце ещё не достигло кульминации. Разность местного времени определяется разностью долгот.
Как связаны один час разности времени и 15° долготы?
Полный оборот Земли на 360° занимает примерно 24 часа. Поэтому за один час Земля поворачивается на 360° : 24 = 15°. Значит, разности в 1 час соответствует разность долгот 15°.
Как определить, восточнее или западнее начального меридиана находится пункт?
Если местное время пункта больше всемирного, пункт расположен восточнее начального меридиана. Если местное время меньше, пункт находится западнее. Направление можно определить и по местному полудню: более ранний полдень означает восточную долготу.
Зачем для определения долготы нужны точные сигналы времени?
Одного местного наблюдения недостаточно: оно показывает только время на данном меридиане. Нужно одновременно знать время начального меридиана, например всемирное время по точному сигналу. Разность этих показаний переводят в градусы и получают долготу.
Точное время и определение географической долготы
