Местное солнечное время

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Местное солнечное время может обозначать:

  • местное истинное солнечное время, определяемое в месте нахождения наблюдателя видимым положением солнца на небесной сфере. Например, истинный полдень в некоторой точке Земли наступает в момент верхней кульминации Солнца (момент, когда Солнце пересекает небесный меридиан места наблюдателя).
  • местное среднее солнечное время в некоторой точке на поверхности Земли.

Терминология[править | править код]

В большинстве энциклопедических словарей понятие местное солнечное время представлено наименованием местное время и, как правило, с противопоставлением понятию поясное время[1]. Однако в 2011 году законом «Об исчислении времени»[2] понятие местное время введено в официальное обращение фактически взамен понятий поясное время и декретное время.

Истинное и среднее солнечное время[править | править код]

Местное истинное солнечное время определяется положением Солнца. Вследствие того, что орбита, по которой Земля движется вокруг Солнца, не является окружностью, а ось Земли имеет наклон (из-за чего на Земле происходит смена времен года), истинное солнечное время неравномерно — отклонение продолжительности суток от их среднего значения на протяжении года может достигать 16 мин. Эта разница может быть получена для любого дня года из так называемого уравнения времени[3].

Точно местное истинное солнечное время можно узнать, измерив специальным астрономическим инструментом часовой угол Солнца. Приблизительно солнечное время можно узнать по солнечным часам (низкая точность которых обусловлена размытостью тени).

Местное истинное солнечное время использовалось в жизни обычного человека примерно до XVIII в. К концу XVIII в. широкое распространение получают механические часы, конструкция которых всё более совершенствуется. Различные государства постепенно начинают пользоваться средним солнечным временем, предпочитая его истинному, — в Женеве оно вводится с 1780, в Лондоне с 1792, в Берлине с 1810, в Париже с 1816 года[3].

Для современного городского жителя местное истинное солнечное время — скорее астрономическая абстракция, которая не имеет большого значения в его жизни, поскольку оно неравномерно. Действительно, сложно сделать часы, которые идут с переменной скоростью в течение года. Местное среднее солнечное время потеряло актуальность в конце XIX — начале XX века в связи с введением системы часовых поясов и поясного времени.

Расчёты[править | править код]

Расчёт среднего солнечного времени[править | править код]

Поясное (или официальное) время во всех часовых поясах (часовых зонах) сдвинуто на целое число часов (в некоторых странах с добавлением минут) относительно среднего солнечного времени на Гринвичском меридиане, которое называют универсальным и обозначают UTC (Universal Time Coordinated — всемирное координированное время).

От универсального времени отсчитывается не только официальное время в любом часовом поясе, но можно рассчитать и местное среднее солнечное время на любом меридиане.

Предположим, что универсальное время равно 8 часам утра — 08:00, а официальное время в Москве соответствует UTC+4 (такое время действовало в Москве постоянно с 27 марта 2011 по 25 октября 2014 года). Тогда в Москве будет условный полдень (середина суток по официальному времени), так как 8:00 + 4:00 = 12:00. Однако за четыре часа солнце перемещается на 15° × 4 = 60°. Поэтому средний солнечный полдень будет в это время на меридиане 60° восточной долготы (около Екатеринбурга), а не в Москве. Чтобы узнать среднее солнечное время в центре Москвы, надо перевести долготу места (37°37') в часовые единицы: 37°37' соответствует 2:30:28. Следовательно, в 8:00:00 по UTC среднее солнечное время в центре Москвы будет 8:00:00 + 2:30:28 = 10:30:28. Средний солнечный полдень в центре Москвы по официальному времени UTC+4 будет наступать в 13:29:32 (по нынешнему времени UTC+3 — в 12:29:32).

Итак, чтобы рассчитать среднее солнечное время, необходимо знать географическую долготу того места, где вы находитесь.

Расчёт истинного времени[править | править код]

Если учесть значение уравнения времени, то можно узнать истинное время на основании точного официального времени, то есть рассчитать положение солнца без солнечных часов. В общем виде формула очень проста. Если ST — истинное время, а UTC — универсальное время по Гринвичу, то:

ST = UTC + долгота в часовых единицах + EOT (значение уравнения времени)

В некоторых странах официальное время на летний период года сдвигают[4] на один час вперёд. На универсальное время это не влияет (поэтому формула верна и летом), но если универсальное время UTC считать на основании официального, то следует учесть и этот летний час.

Интересные факты[править | править код]

  • На географических полюсах вопрос «Который сейчас час?» лишён всякого смысла: день длится полгода, при этом солнце меняет свою высоту незаметно, а любое направление, например, на Северном полюсе, есть направление на юг. Солнечные часы на Северном полюсе вполне объективно будут показывать истинное время в течение летнего полугодия. Просто единицей измерения следует выбрать день. Таков природный ритм жизни за Полярным кругом, и особенности восприятия времени у заполярных народов можно проследить и в лунном календаре, и в древних обрядах. Таким образом, понять условность официального времени нагляднее всего можно на Северном полюсе.
  • Значение долготы для пункта, расположенного к западу от Гринвича, можно вычислить, если вычесть значение местного солнечного времени, определённое астрономическими наблюдениями, из значения всемирного времени, полученного по радиосигналам точного времени.

Программа расчета на Ruby[править | править код]

 
#!/usr/bin/ruby

=begin
Equation of Time calculation
    *** No guarantees are implied. Use at your own risk ***

    Written by E. Sevastyanov, 2017-05-14

    Based on "Equation of time" WikiPedia article as of 2016-11-28
    (which describes angles in a bewildering mixture of degrees and radians)
    and
    Del Smith, 2016-11-29

    It appears to give a good result, but I make no claims for accuracy.
=end

puts "Введите долготу вашего места в градусах:"
dm = gets.chomp
dm = (24*60*60/360)*dm.to_f # Долгота места в сек/град

pi = (Math::PI)
delta = (Time.now.getutc.yday - 1) # Текущий день года -1

yy = Time.now.getutc.year
np = case yy #The number np is the number of days from 1 January to the date of the Earth's perihelion. (http://www.astropixels.com/ephemeris/perap2001.html)
when 2017 ; 3 
when 2018 ; 2
when 2019 ; 2 
when 2020 ; 4
when 2021 ; 1
when 2022 ; 3
when 2023 ; 3
when 2024 ; 2
when 2025 ; 3
when 2026 ; 2
when 2027 ; 2
when 2028 ; 4
when 2029 ; 1
when 2030 ; 2 
when 2021 ; 1
when 2022 ; 3
when 2023 ; 3
when 2024 ; 2
when 2025 ; 3
when 2026 ; 2
when 2027 ; 2
when 2028 ; 4
when 2029 ; 1
when 2030 ; 2                           
else; 2
end 

a = Time.now.getutc.to_a; delta = delta + a[2].to_f / 24 + a[1].to_f / 60 / 24  # Поправка на доли дня

lambda = 23.4406 * pi / 180; # Earth's inclination in radians
omega = 2 * pi / 365.2564 # angular velocity of annual revolution (radians/day)
alpha = omega * ((delta + 10) % 365) # angle in (mean) circular orbit, solar year starts 21. Dec
beta = alpha + 0.03340560188317 * Math.sin(omega * ((delta - np) % 365)) # angle in elliptical orbit, from perigee (radians)
gamma = (alpha - Math.atan(Math.tan(beta) / Math.cos(lambda))) / pi # angular correction
eot = (43200 * (gamma - gamma.round)) # equation of time in seconds

puts "EOT = " + eot.to_s + " секунд"
ut = Time.now.to_s
puts "Local time: " + ut.to_s
utc =Time.now.getutc
puts "UTC time: " + utc.to_s
puts "Смещение времени относительно UTC = " + dm.to_s + "″, и для текущей даты:"

ist = (utc + dm + eot).round

a = ist.to_a # Корректировка Time Zone 
puts ""; puts Time.local(*a).strftime(" --- Истинное солнечное время: %X %Z ---")

Примечания[править | править код]