Как найти долготу по часам

Зависимость между долготой и временем.

Эта зависимость позволяет долготу места выражать во времени и, наоборот, время выражать в угловых величинах, что необходимо при решении задач, связанных с расчетом времени.

Принимая во внимание то, что Земля совершает полный оборот в 360° за 24 часа, можно установит следующую зависимость между долготой и временем:

15° = 1 ч; 1° = 4 мин; 15′ = 1 мин; 1¢ = 4 с; 15″ = 1 с; 1″ = 1/15 с.

Пример. Гринвичское время Тгр = 4 ч 20 мин; долгота пункта lв = 90°.

Решение: 1. Переведем долготу пункта в единицы время: lt = 90 : 15 = 6 ч.

2. Определим местное время: Тм = Тгр + lв = 4 ч 20 мин + 6 ч = 10 ч 20 мин.

Поясное время (Тп) — местное среднее солнечное время среднего меридиана данного часового пояса.

В 1884 г. по международному соглашению была введена система счисления поясного времени. Сущность поясного времени состоит в том, что вся поверхность Земли разделена на 24 часовых пояса, от нулевого по 23-й включительно. Каждый пояс занимает по долготе 15°.

За средний меридиан нулевого пояса принят Гринвичский, от которого ведется отсчет долгот. Средние меридианы соседних поясов отстоят друг от друга на 15°, что соответствует 1 ч времени. Счет поясов ведут к востоку. В каждом часовом поясе единое для всего часового пояса время, которое соответствует местному среднему солнечному времени среднего меридиана данного пояса.

Номер часового пояса равен долготе его среднего меридиана, выраженной во времени, и показывает, на сколько часов время данного пояса опережает гринвичское. На всех средних меридианах поясов поясное время совпадает с местным временем, а на границах поясов поясное и гринвичское время различаются на 30 мин. Поясное время можно рассчитать по следующей формуле:

Тп = Тгр + N, где N — номер часового пояса.

Границы часовых поясов проводят с учетом государственных и административных границ таким образом, чтобы население отдельной страны, края или области вело единое счисление времени.

Для определения часового пояса того или иного населенного пункта используют карту часовых поясов, которая имеется в Авиационном астрономическом ежегоднике (ААЕ) для всего земного шара.

Чтобы определить, в каком часовом поясе находится заданный пункт, необходимо найти его на карте часовых поясов. Если этого пункта на карте нет, его наносят на карту по его географическим координатам, затем по его положению определяют, в каком часовом поясе он находится.

Гринвичское (всемирное) время (Тгр) — среднее солнечное время на меридиане Гринвича с началом отсчета от полуночи.

Гринвичское время базируется на вращении Земли вокруг своей оси.

Время вращения Земли может быть определено с помощью астрономических наблюдений или рассчитано по звездному времени. Однако, гринвичское время, определенное по астрономическим наблюдениям с течением времени, будет не соответствовать значению всемирного времени, которое рассчитывается по звездному времени. По этой причине Международное бюро времени (МБВ) в качестве международного стандарта времени ввело новый термин

Всемирное координированное время (UTC)— атомное время, откорректированное в целях его максимального приближения к среднему солнечному времени Гринвичского меридиана.

Атомное время равномерно, начало его отсчета совмещают со шкалой всемирного времени. По рекомендации МБВ атомное время корректируют с таким расчетом, чтобы расхождение всемирного координированного времени со средним солнечным гринвичским временем не превышало 0.5 с.

По всемирному координированному времени согласовывают свою работу международные средства транспорта и связи, включая гражданскую авиацию.

В практике решения задач, связанных с расчетом времени, приходится по местному времени данного пункта определять гринвичское время и наоборот:

Тгр= Тм ± l ,

где Тм _ местное время; l — долгота пункта восточная или западная.

Пример. Тм = 10 ч 20 мин; долгота пункта l в = 90°. Определить гринвичское время.

Решение: 1. Переведем долготу пункта во время: l t = 6 ч.

2. Определим время : Тгр = Тм — lв = 10 ч 20 мин — 6 ч = 4 ч 20 мин.

Декретное время (Тд) — время часового пояса, измененное относительно поясного времени решением полномочного органа государства:

Тд = Тп ± nчас.

Декретное время используется с целью более полного использования населением дневного света из соображений экономии электроэнергии, идущей на освещение предприятий и жилых помещений.

Летнее время (Тл)– измененное, решением полномочного государственного органа декретное время, в соответствии с которым ежегодно, на летний период стрелки часов вперед, а с началом зимнего периода — назад.

Летнее время применяют во многих странах, например, в Англии, Франции, США.

Московское время (Тмск) — декретное время Москвы, или поясное время третьего часового пояса.

Следовательно, московское время в период действия декретного времени идет впереди гринвичского на 3 часа.

В практике приходится по московскому времени определять поясное и декретное время в заданном пункте:

Зависимость между временами.

Переход из одной системы измерения времени к другой выполняется по формулам:

Тм = Тгр ± l; Тд = Тп + nч;

Тгр = Тм ± l; Тп = Тд – nч;

Тгр = Тп — N;

Тп = Тгр + N

Тм = Тп – N ± l; Тгр = Тмск.д– 3ч;

Тп = Тм ± l +N;

где N — номер часового пояса, в котором расположен данный пункт.

В аэронавигации принято показания бортовых часов обозначать

буквой Т. Перевод бортовых часов в местное время и наоборот,

удобнее производить по следующим формулам:

где N — номер часового пояса, по времени которого идут часы.

Рис.4.2. Зависимость между системами измерения времени

Линия смены дат (демаркационная линия). Для исключения ошибок в счете

суток по международному соглашению установлена линия смены дат

(демаркационная линия времени).

Она проходит в основном по меридиану 180°. Линия смены дат идет

от Северного полюса через Берингов пролив, обходя многочисленные

острова в Тихом океане, и заканчивается на Южном полюсе.

На западной стороне этой линии каждый раз в полночь начинается

новая календарная дата.

При пересечении линии смены дат в направлении с

востока на запад необходимо изменить дату на сутки вперед,

а при пересечении линии с запада на восток — на сутки назад.

Дата добавления: 2015-11-28 ; просмотров: 19567 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Как измерить долготу с помощью часов: простой метод, который спасет вас

Представьте, что оказались на необитаемом острове и вам нужно срочно определить свое местоположение. Вот как легко найти долготу, пользуясь часами и радио

Если вы заблудились в лесу, вас отнесло течением от берега или вы потерпели кораблекрушение и оказались на необитаемом острове, не стоит паниковать и отчаиваться. Если под рукой есть часы и радио, вы можете легко определить географическую долготу.

Представим, что вы оказались на необитаемом острове и корабельное радио все же уцелело и может работать. Тогда первый инструмент для определения долготы у вас уже есть. Теперь вам нужно создать какие-то часы. В качестве них подойдет маятник определенной известной длины, который, как мы знаем, будет качаться с фиксированной частотой, определяемой этой длиной.

Земля совершает один полный оборот (360 ° долготы) за один день. Поэтому она поворачивается на один градус долготы за 1/360-ю часть дня, или каждые четыре минуты. Поэтому, чтобы рассчитать свою долготу, вам просто нужно рассчитать разницу во времени между полуднем в вашем местоположении и полуднем на нулевом меридиане.

Для этого сначала вам нужно найти радиостанцию, которая транслирует время по Гринвичу. Затем вам нужно создать устройство для определения полудня — возьмите шест длиной 0,5-1 метр и поставьте его вертикально, а затем замерьте момент времени, когда тень, отбрасываемая им, будет минимальна. Это и будет полдень. Вам нужно будет измерить разницу во времени между местным полуднем и 12 часами дня по нулевому меридиану.

Если полдень наступит до радиосигнала, значит вы находитесь к востоку от Нулевого меридиана, а если после, то к западу. Каждые четыре минуты разницы между полуднями соответствуют увеличению долготы на 1°. Например, если от момента наступления вашего полудня до объявления 12 часов по Гринвичу прошло 20 минут, значит вы находитесь на 5° восточной долготы.

Источник

Измеряем реальную долготу светового дня с помощью стрелочных часов

Заход Солнца как нелинейный процесс, непредсказуемые сумерки, и другие неожиданные свойства повседневных явлений

Когда я сказал своим друзьям, что делаю прибор для определения долготы дня, они очень удивились: а погуглить не судьба? Но меня интересовало кое-что другое. Люди говорят, «какой темный день», или «утром, оказывается, уже в пять часов светло», имея в виду вроде бы субъективный, а на самом деле очень конкретный параметр: освещенность здесь и сейчас. На этой широте, в этот день года, с этими облаками, с этим горизонтом, застроенным домами или вечно мутным из-за городского смога, с окнами, выходящими на восток или на юг. Сумерки могут быть светлыми или яркими, на это влияет вулканическая, космическая или антропогенная пыль. Мощные облака и смог сокращают день на десятки минут: Солнце взошло, но по-прежнему темно. А рефракция атмосферы в состоянии задержать заход Солнца или ускорить его восход минут на десять. Почему бы просто не измерить – в минутах и часах – промежуток времени от одного порогового уровня освещенности до другого? Прибор получился копеечным, но в этой истории интересен скорее не он сам, а явления природы, которые влияют на освещенность. С них и начнем.

Долой диктатуру 55-й параллели

24 декабря 2020 года сервис Яндекс.Погода сообщил, что в моем городе Солнце взошло в 8 часов 58 минут, село в 15 часов 59 минут, и долгота дня составила, стало быть (простое вычитание) 7 часов 1 минуту. Вроде бы все понятно. Но 24 декабря там, где я живу, было ясно. А 25 декабря (долгота дня – те же 7 часов 1 минута, солнцестояние, однако) – мела метель, и пасмурно. Конечно, день 24 декабря показался мне «длиннее», чем 25-го. Инструментальные измерения (о них ниже) подтверждают субъективное ощущение: 25 декабря там, где я живу, было на 42 минуты темнее, чем 24-го.

На самом деле сервисы, привязанные к вашей геолокации, уже сотворили чудо: в эпоху бумажных отрывных календарей восходы-заходы публиковались для широты Москвы, 55 градусов, и по этим цифрам приходилось ориентироваться гражданам огромной страны. Насколько это неточно? В календаре за 1 декабря 1986 года (скан этой странички просто попался мне в Сети) сказано, что долгота дня – 7 часов 25 минут. Возьмем программу-планетарий (самая распространенная — Stellarium, но мне полюбилась древняя программка Starcalc) и убедимся, что в Москве так и есть. А вот в Сочи (широта 43 градуса) – уже 9 часов 13 минут. На Крайнем Севере 1 декабря дня не было вообще. Вот такое «среднее по больничке».

Скриншот программы Starcalc

Но что такое моменты, от которых мы отсчитываем начало дня и ночи, то есть собственно восходы и заходы? С ними все совсем непросто.

Избегание горизонта

Вечер 18 мая 2019 года был невероятно ясным. В нашем климате такое редкость: облака любят кучковаться на западе, и вечеров с чистыми закатами за год наберется от силы десяток, а в 2020-м и пяти таких вечеров не было. Я никогда не упускаю возможность сфотографировать эталонный закат, благо в моем распоряжении – эталонный же горизонт, близкий к математическому (линия, отстоящая на 90 градусов от зенита). Первое фото сделано в 20 часов 45 минут, когда Солнце вроде бы коснулось горизонта. Но именно вроде бы: чем ближе к горизонту, тем больше нижняя кромка Солнца принялась изгибаться и как бы избегать касания с ним. На втором фото – оно сделано в 20 часов 47 минут – Солнце кажется рассеченным пополам. Точно сказать нельзя, поскольку светило превратилось в замысловатую сплющенную фигуру. Итак, за две минуты светило прошло половину диаметра, стало быть, вторую половину пройдет тоже за две? Ничего подобного: третье фото сделано в 20 часов 52 минуты, и еще минуты четыре после этого светило мучительно догорало и просвечивало сквозь отдаленный лес. Заход оказался нелинейным процессом!

Солнце касается горизонта нижним краем. Условный астрономический заход (центр Солнца пересекает горизонт) Верхний край Солнца пытается скрыться за горизонтом

В тот вечер интернет-сервисы сообщили, что Солнце скроется в 20 часов 40 минут. Хм, в это время я еще видел полный диск, который и не собирался прятаться за горизонтом. Starcalc показывает заход в 20 часов 43 минуты. Лучше, но – нет. И только сервис suncalc.org точнехонько анонсирует 20 часов 47 минут. Сразу видно, что «заход» он трактует, как принято в астрономии: момент, когда центр светила пересекает горизонт. Но в другие дни может ошибиться и он.

Скриншот экрана сайта SunCalc.org

Дело, конечно же, в рефракции. Мы смотрим на небо через атмосферу, а она преломляет свет. Атмосферная рефракция как бы приподнимает светила над горизонтом. Ты еще видишь Солнце, а на самом деле его уже нет. Интернет-сервисы не лгут: Солнце в самом деле село именно в 20 часов 40 минут, и все это время мы наблюдали как бы мираж, призрак Солнца. Считается, что в зените рефракция нулевая (свет поглощается атмосферой, но световой пучок не отклоняется). У горизонта средняя рефракция составляет 35 угловых минут. Штука в том, что у горизонта огромен и градиент рефракции: верхняя точка Солнца рвется вверх не так сильно, как нижняя, форма диска светила искажается.

При этом отклонения наблюдаемой картины от «средней» колоссальны. Луч зрения у горизонта пронзает «слоеный пирог» по-разному нагретых воздушных пластов. Как-нибудь понаблюдайте заход яркой звезды или планеты вроде Венеры: она то стремится к горизонту, то вдруг прыгает вверх или в сторону.

Интернет-сервисы этого просто не учитывают. В Starcalc можно ввести давление и температуру воздуха, что я и сделал (естественно, я записал эти данные, когда наблюдал). Результат получился лучше. Suncalc.org, очевидно, использует крутой алгоритм и учитывает мою высоту над уровнем моря. Последним пренебрегать тоже нельзя: например, на вершине башни Бурдж Халифа (585 метров) Солнце заходит на 2-3 минуты позже, чем у подножия. Ошибается этот сервис в том случае, когда налицо ярко выраженная аномалия. Скажем, в июле того же 2019 года из-за температурной инверсии можно было видеть висевшие над горизонтом объекты, удаленные на 70-100 км. «Миражи» были настолько часты, что я даже перестал обращать на них внимания.

Огни, удаленные на 120 км, наблюдаются на горизонте летом 2019 года

Вроде бы нет ничего «проще» восхода и захода Солнца. Но точный момент для вашей местности дадут только наблюдения. Вычислить можно, но – сложно.

Сага о сумерках

После захода начинаются сумерки, и с ними все еще менее определенно. Как-нибудь загляните в классическую работу Георгия Розенберга «Сумерки» (1963 год), чтобы просто проникнуться сложностью вопроса.

В двух словах картина такая: Солнце скрывается за горизонтом, но еще освещает атмосферу, а она – нас. Преобладают два вида рассеяния: на атомах воздуха (рэлеевское) и на твердых частицах. Чем темнее, тем важнее второй механизм. Это хорошо видно по причудливым изменениям в поляризации сектора зари (поэкспериментируйте как-нибудь с полярифильтрами). Краски заката определяются как преломлением, так и, когда стемнеет, собственным свечением атмосферы, например, желтыми линиями натрия. Однажды мне удалось сфотографировать свечение линий натрия в спектре заката, и я был очень удивлен, потому что тогда об этом эффекте не знал.

Линии собственного излучения атмосферы, сфотографированные самодельным спектроскопом

Чем дальше, тем выше со стороны, противоположной закату, поднимается сектор земной тени. Он окружен красноватым ореолом («поясом Венеры»), который представляет собой проекцию свечения атмосферы на саму атмосферу (да, так!). В Х веке арабский астроном аль-Хасан, наблюдая момент, когда тень Земли пересекает зенит, нашел, что высота атмосферы составляет 34,7 км. Неплохой результат – атмосфера, конечно, простирается и выше, но уже в виде «плохо очищенного вакуума».

Появление земной тени и «пояса Венеры» в области, противоположной закату

В Википедии вы прочитаете, что сумерки бывают гражданские (от заката до высоты Солнца минус 6 градусов), навигационные (минус 6- минус 12 градусов) и астрономические (минус 12- минус 18 градусов). Конец гражданских сумерек определяется появлением первых звезд (но не ярких планет), и тем, что «больше нельзя читать». Навигационные – это время, «пока капитан корабля видит берега», то есть попросту – способность человека различать контуры крупных предметов. Астрономические сумерки для обычного человека – это уже «ночь». В реальности не бывает двух одинаковых сумерек, и все эти цифры условные. Скажем, во время метеорных потоков сумерки заметно ярче из-за запыления атмосферы космической пылью. Большие вулканы и пылевые бури где-нибудь в Сахаре засвечивают небо по всей планете. Серебристые облака на пике активности светят не хуже Луны: так, летом 2020 года, когда эти облака проявили аномальную активность, я даже сфотографировал тени от таких ночных облаков.

Тень моей руки от серебристых облаков летом 2020 года

Яркие сумерки – полноценная часть «дня», потому что – светло! Но предсказать, какие сумерки будут сегодня и здесь, практически невозможно. Эффект особенно выражен летом. Формально в Средних широтах летом не бывает «ночи» (Солнце не опускается ниже минус 10 градусов). Фактически «темные» сумерки создают ощущение глубокой ночи даже в июне. А яркие создают «белые ночи», как, например, в июне 2004 года, когда можно было читать всю ночь, то есть гражданские сумерки как бы не заканчивались.

Добавим красок (скорее серости) в эту картину: плотные тучи полностью съедают сумерки и сокращают световое время на часы.

Из транзисторов и палок

Как-то я перебирал завалы, и нашел простые китайские стрелочные часы. Мелькнула мысль: хорошо бы запитать их не от батарейки, а от солнечной панели. Самой простой, из садового светильника. Ночью ставишь часы на 12. Утром батарея освещается, часы начинают идти. Когда вечером они останавливаются, то показывают продолжительность реального светового дня. Понятно, что в такой простоте схема работать не будет. Солнечная панель генерирует от милливольт в сумерках до более двух вольт на свету. Кварцевый генератор в часах хочет получать стабильные 1,5 вольта. Тем не менее, задачу я поставил так: схема должна включать в себя аналоговые часы и простую солнечную панель (не фотодиод, не фоторезистор), без микроконтроллеров и прочих Ардуино. Почему так? А почему не так? Купить какой-нибудь самопишущий люксметр вообще-то не проблема. Но это не круто.

На ум сразу приходил транзисторный ключ. Но транзистор открывается при 0,3-0,5 вольт. Часы оживали, когда уже заметно рассветало.

Погуглив, я обнаружил подростка из сельской Америки, который для научной ярмарки мастрычил что-то подобное и шаг за шагом описывал свои мучения. В итоге он задействовал блок питания садового светильника целиком. Вечером схема зажигала светодиод. Он активировал фоторезистор, а тот через реле останавливал часы. Красиво, но нельзя ли проще? Решение подсказал мне влогер Дмитрий Компанец из Владивостока (позор, конечно, что не додумался сам): каскад транзисторов. Сигнал сначала усиливается, и лишь потом открывает транзисторный ключ. Транзисторы взял из старой лампы-экономки. Не то, чтобы экономил, просто валялись без дела.

Принципиальная схема устройства

Дальше – калибровка. Ее делал на ясном закате. Три транзистора и три батарейки дали срабатывание при высоте Солнца минус 3 градуса в помещении, и минус 6 градусов (точно гражданские сумерки) на улице. Отличный результат. Плохая новость: эффективность китайских солнечных панелей сильно разнится от экземпляра к экземпляру даже в пределах партии. Вам придется, если задумаете повторить, калибровать дивайс по своему экземпляру.

Собственно, что получилось

В итоге получился небесполезный прибор, нечто вроде гелиографа. Такие еще можно встретить кое-где в обсерваториях. Стеклянный шар, за ним утром кладут бумажную ленту. Солнце, если светит ярко, прожигает в бумаге след, если не светит – не прожигает. Вечером исследователь вынимает ленту, подписывает дату, и кладет в архив. Длинный ряд показаний нашего прибора был бы небезынтересен. Такого ряда у меня пока нет, но результаты показательные. Облака, как и ожидалось, крадут часы освещенности, бросается в глаза и то, насколько отличаются сумерки от ночи к ночи.

Источник

Как измерить долготу с помощью часов: простой метод, который спасет вас

В некоторых ситуациях возникает жизненная необходимость определить свои координаты, чтобы, например, сообщить их по радио. Вот как это можно сделать при помощи часов.

Где бы ни оказался человек в результате аварийной ситуации, на суше или в океане, в джунглях или в пустыне, решил ли остаться на месте или отправиться в путь, он в первую очередь должен провести ориентирование, сориентироваться и определить свое местонахождение. 

Ориентирование по часам, солнцу и звездам, определение географической долготы и широты полевых условиях.

Покомпасу ориентирование и определение сторон света несложно, но при его отсутствии можно прибегнуть к помощи солнца, звезд, растений и т. д. Направление на север в северном полушарии определяют, став в полдень спиной к солнцу. Тень, отброшенная телом, словно стрелка, укажет на север.

В зависимости от знака, стоящего перед поправкой, ее либо вычитают, либо прибавляют. Если часы поставлены по восточному стандартному .времени, то его следует перевести сначала в гринвичское, добавив пять часов. Затем, добавив (или отняв) поправку, полученный результат переводят в градусы.

Пример определения географической долготы в полевых условиях.

12 марта местный полдень наступил, когда часы показывали 14 часов 02 минуты, что по Гринвичу с учетом поясной поправки (5 час.) и поправки уравнения времени (-10 мин.) будет соответствовать 18 часам 52 минутам (14 час. 02 мин. + 5 час-10 мин.). Искомая разность (18 час. 52 мин.-12 час.) равна 6 часам 52 минутам, что при переводе в градусы соответствует 103 градуса долготы, причем долготы западной, так как местный полдень наступил позже гринвичского. Указанный метод позволяет определять долготу места с точностью до 2 3 градусов.

Определение географической широты в полевых условиях.

Географическую широту места (между 60° северной широты и 60° южной широты) рассчитывают с точностью в полградуса (50 км) по продолжительности дня, т.е. времени от появления солнечного диска над линией горизонта до момента полного его исчезновения. Этот способ особенно удобен для определения широты в океане в тихую, штилевую погоду. Лишь дважды в году, с 11 по 31 марта и с 13 сентября по 2 октября, когда продолжительность дня на всех широтах примерно равна, этот метод оказывается непригодным.

Определив продолжительность дня (точность хода часов при этом не играет роли) по номограмме (см. рисунок), нетрудно установить широту своего местонахождения. Для определения северных широт необходимо.

Замерить долготу дня с момента появления вершины солнечного диска над горизонтом океана при восходе до момента его полного исчезновения за горизонтом при заходе.
Найти на левой шкале цифру полученной долготы дня и соединить ее с соответствующей датой на правой шкале с помощью линейки или натянутой нити. В точке пересечения линейки или нити с горизонтальной шкалой широт находится искомая широта.

Пример определения географической широты в полевых условиях.

20 августа замеренная долгота дня 13 часов 54 минуты. Широта по номограмме 45°30′. Для определения южных широт следует: прибавить 6 месяцев к соответствующей дате и по новой дате определить широту, как указано выше.

Пример.

11 мая замеренная долгота дня 10 час. 04 мин. Прибавив 6 месяцев, получим 11 ноября, широта по номограмме 41°30′ ю. ш. При использовании номограмма должна представлять совершенно ровную поверхность.

Определение местного времени по компасу и звездам.

При поломке или утере часов местное время с относительной точностью узнают по компасу, измерив азимут на солнце. Разделив его затем на 15 (величина поворота солнца за один час) и добавив к частному единицу, мы получим число, которое будет указывать местное время в момент отсчета.

Например.

Азимут солнца 180 градусов будет соответствовать 13 часам по местному времени (180 : 15 + 1 = 13).

Ночью для определения можно воспользоваться звездными часами. Циферблатом для них служит небосвод с Полярной звездой в центре, а стрелкой воображаемая линия, проведенная к ней через две звезды ковша Большой Медведицы (см. рисунок). Если небосвод мысленно разделить на 12 равных частей, то каждая из них будет соответствовать условному часу.

Для определения времени к условному часу приплюсовывается порядковый номер месяца с десятыми (каждые трое суток равны 0,1). Полученную сумму удваивают, а затем отнимают от постоянного числа 55,3. В случае когда разность превышает число 24, его также надо отнять. Результат расчета это и есть местное время.

Например.

12 августа стрелка показывала 6 час. Поскольку август восьмой месяц, а 12 дней равны 0,4, то 6 + 8,4 = 14,4; 14,4 х 2 = 28,8; 55,3 -28,8 = 26,5; 26,5 24 = 2,5. Таким образом, местное время 2 часа 30 минут ночи.

По материалам книги Человек в экстремальных условиях природной среды.
В.Г. Волович.

При попадании в аварийную ситуацию, человек первым делом должен уметь
ориентироваться на местности. Иногда необходимо определить
географические координаты своего местоположения, например, чтобы
передать спасательной службе или для других целей. Существует несколько
сподручных способов это сделать. Но сначала немного теории:
Экватор делит земной шар на северное и южное полушарие. Также
существуют паралелли и меридианы. Параллели – это окружности,
параллельные экватору. Меридианы- окружности, перпендикулярные экватору.
Нулевой меридиан проходит через Гринвическую обсерваторию в лондоне.
Система паралеллей и меридианов представляет собой координатную сетку,
которая используется для определения местоположения и целеуказания.

3). Засечь показания ваших часов – это будет
среднее Гринвическое время. Далее от этого времени следует отнять с
учетом знака поправку из таблицы, поскольку угловая скорость движения не
постоянна и зависит от времени года, тем самым привести среднее
Гринвическое время к истинному солнечному.
А теперь вычислить
разницу между истинным солнечным временем в полдень, т.е 12ч и
полученное время по Гринвичу с учетом поправки. Полученный результат
перевести в градусную меру, это будет географическая долгота местности.

14:36 + 3мин = 14:39 – истинное солнечное время

Таблица 1 – Прибавлять поправку (со своим знаком) к показаниям часов для получения истинного солнечного времени

Способ №2.

Разговоры на тему летнего, зимнего, поясного, местного, астрономического времени сподвигли меня на этот пост. Расскажу и покажу, как рассчитать местное время. Вы узнаете, что такое поясное время. Тут будет немного теории и истории. И не будет медицины и физиологии, а также оставлю в стороне политические и экономические взгляды на данный вопрос. Я не медик, не экономист и уж тем более не политик, я – судоводитель.
Посему одна из наук необходимых для судовождения даже в наше время – мореходная астрономия мне хорошо знакома.
[Мореходная астрономия]Мореходная астрономия позволяет контролировать место судна по наблюдениям небесных светил. Небесные же светила непрерывно перемещаются и, чтобы определить их место в данный момент, необходимо знать законы их движения, изучаемые в астрономии. Это же относится и к искусственным спутникам Земли. Мореходная астрономия, кроме того дает сведения о службе времени и различных явлениях происходящих на Земле (восходы/закаты, освещенность, затмения и т.п.) и во Вселенной.
Основными задачами, решаемыми мореходной астрономией, являются:
– определение места в море по наблюдениям светил;
– определение поправок приборов направления (компасов);
– обеспечение службы времени.
Вспомогательные задачи:
– определение освещенности;
– кульминации светил и т.п.

Вот теперь мы и подошли к теме времени. Понятно, что человечество приняло за единицу времени одни сутки – за это время Земля совершает один оборот вокруг своей оси, или промежуток времени от восхода и до восхода Солнца. Потом этот отрезок времени поделили на 24 и получили – 1 час. Так как один оборот – это 360 градусов, то получаем, что 1 час это 15 градусов вращения Земли вокруг своей оси (видимого движения Солнца), а один градус движения Солнца (вращения Земли) – 4 минуты принятого землянами времени.
И не будем усложнять задачу знаниями о том, что:
– вращение Земли замедляется на 0.00023 секунды в столетие;
– случайные скачкообразные изменения скорости вращения Земли (их отмечено несколько, одно – в 1920 г. на 0,000000045 с);
– величина истинных солнечных суток в течение года меняется в среднем на 59,14 с;
– год не 365 дней, а 365,2422 дней.

Поэтому – для обсуждения темы сна-отдыха-работы и перевода часов мы не будем говорить об истинном солнечном и звездном временах (астрономических). Будем лишь оперировать средним солнечным временем, принятым для времяисчисления на Земле. Когда длина суток рассчитана не из одних суток, а в среднем за 1 год.

Местное время

– время наблюдателя на данном меридиане, а т.к. меридианов бесчисленное множество, то и местных времен – бесчисленное множество. Но у всех наблюдателей на одном меридиане – одно местное время.
Гринвичское время – местное время наблюдателя стоящего на Гринвичском меридиане.
Т.к. Гринвичский меридиан принят за начало отсчета долготы на Земном шаре, то местное время отличается от Гринвичского ровно на долготу места, переведенную из угловой меры во временную из расчета 360 градусов = 24 часам.
Есть поговорка:
“Longitude west, Greenwich time best.
Longitude east, Greenwich time least”.
Что в произвольном переводе означает, с восточной долготой у вас время больше, чем на Гринвиче, а с западной долготой – меньше Гринвичского.

Теперь нам известно, что время на Гринвиче принято за точку отсчета времени, а вот местное время неудобно для повседневной жизни.
Поэтому для целого района или страны принималось единое время (местной обсерватории, дворца правителя и т.п.). Но…
При таком подходе возникают неудобства – разность со временем другого района или страны могла содержать дробные части часов и даже минут. Развитие цивилизации, общения народов потребовало упорядочения счета времени.

На астрономическом конгрессе 1884 г. была предложена и постепенно принятая почти во всех странах мира система поясных времен. В системе поясных времен счет времени ведется на 24 центральных меридианах Земли, отстоящих друг от друга на 15 градусов долготы, так что в соседних поясах время отличается на 1 час. Поясное время распространяется на 7,5 градусов долготы по обе стороны от центральных меридианов.

Поясное время

Поясным временем называется среднее местное время центрального меридиана данного часового пояса, принятое по всей территории пояса.

Но есть маленький фокус – на 12-м центральном меридиане долгота 180 градусов, и одна часть его пояса в восточном полушарии, а вторая – в западном. Время на часах жителей этого пояса одинаковое, но число на календаре у жителей восточного и западного полушария разное и отличается на 1 день. У жителей западного полушария еще вчера, по сравнению с нами – жителями восточной части Земли. И меридиан это называют – линией перемены дат.

При такой структуре поясов, поясное время не может отличаться от местного больше чем на 30 минут. Однако теоретические границы поясов соблюдаются лишь в морях, океанах и малообитаемых районах. Фактически границы поясов определяются правительствами стран с учетом административных, географических и экономических особенностей.

Декретное время.

С целью экономии электроэнергии на вечернем освещении часы на территории СССР были поставлены на 1 час вперед от поясного времени. Первоначально это время вводилось только летом (летнее время), но декретом в 1931 оставлено постоянно. Т.е декретное время это поясное время 1 час.

Летнее время.

В ряде стран перевод часов на 1 час вперед (иногда на 2 ч) осуществляется только на лето. В СССР летнее время ( 1 час к декретному или 2 часа к поясному) было введено в 1980 году. Дальнейшую игру со временем и часовыми поясами в нашей стране описывать не буду – все знают.
Нынче у нас страна на часовые пояса разделена вот таким образом.

Теперь немного практики. Как посчитать кульминацию Солнца (т.е. полдень) данного места.
Для этого необходимо определить долготу места. Ее можно взять:
– с карты местности;
– используя программу “Google Планета Земля” (Google Earth), где тыкнув курсор на нужное место, получим координаты – широту и долготу;
– с навигатора или другого гаджета,
– можно тут http://weatherandtime.net/ru/Europe/United-Kingdom/Greenwich-time.html

Полученную долготу (чтобы не мелочиться берем только целое число градусов) переводим в часы и минуты из расчета 15 градусов – 1 час, 1 градус – 4 минуты. Делаем небольшое допущение, что Солнце проходит свою верхнюю кульминацию (полдень) около 12.00 местного времени (на самом деле – 12.00 плюс минус около 15 мин).
Теперь от 12ч 00 мин вычитаем (для восточного полушария, а для западного прибавляем) полученное значение долготы в часах и минутах. Получаем Гринвичское время полдня на данном меридиане (долготе). Дальше – прибавляем разницу на ваших часах с Гринвичским (UTC, всемирным) временем для восточного полушария (и отнимаем, если считаем западное полушарие).
Спросите: “А где узнать Гринвичское время?” Отвечу – это сегодняшнее московское минус 4 часа (сегодня 3 февраля 2013 года, а то у нас не знаешь, что будет со временем завтра).

Пример: долгота восточная 33 градуса, время московское, т.е. Гринвич 4 ч.

Долготу переводим в часы:
– 33/15=2,2 значит 2 часа
– 2,2-2=0,2
– 0,2*60=12 значит 12 минут
– долгота 33 градуса выраженная в часах – 2 ч 12 м.

Определяем время нашего местного полдня по Гринвичу:
12ч00м – 2ч12м = 9ч48м

Добавляем разницу часов (что на руке или рядом) с Гринвичем:
9ч48м + 4ч = 13ч 48 м.
Это и есть время полдня по нашим часам (что на руке или рядом) в месте с долготой 33 градуса восточного полушария (помним – с точностью 30 минут, т.к. Солнце не всегда в 12.00 находится в верхней кульминации). Для точного подсчета судоводители используют астрономические таблицы.

Теперь поясное время. Надо перевести долготу места в часы и округлить до ближайшего часа.
Например: долгота 142,9 град Восточная.
142,9/15=9,526
Значит 10-й восточный часовой пояс. Т.е. на 10 часов больше чем на Гринвиче.

Несколько слов о восходе Солнца. На Экваторе Солнце всегда восходит около 6 часов утра по местному времени, соответственно заходит в районе 18 часов. Дальше на Север или Юг время восхода и захода Солнца зависит от широты места и времени года. Но в дни весеннего и осеннего равноденствия на всех широтах Солнце восходит и заходит, как на Экваторе – около 6 и 18 часов местного времени.
На примере Санкт-Петербурга и всех мест на широте 60 градусов северной широты. Время местное:
20 марта восход в 6 ч заход в 18.15
21 июня восход в 2 ч 36 м заход в 21.28
22 сентября восход в 5 ч 45 м заход в 18 часов
21 декабря восход в 8 ч 5 м заход в 14.55

Использовал: «Мореходная астрономия» Б.И. Красавцев (Москва «Транспорт» 1986), МАЕ 2012.