Как найти местный меридиан

Перед тем как отправиться в путешествие в любую малознакомую местность, необходимо захватить с собой минимальный набор для ориентации. Чаще всего освоиться на местности помогает компас или GPS, но что делать, если этих устройств под рукой не оказалось? Определить долготу и широту можно и без них. Географическую широту можно с легкостью установить, если знать, под каким углом виднеется Полярная звезда. Для установления географической долготы населенного пункта следует провести линию меридиана, чтобы узнать местное время по солнцу, а затем сориентироваться в отношении долготы.

Как определить местный меридиан

Примерно за час до полудня необходимо начать подготовку для установления линии меридиана. Важно, чтобы высота вбиваемой палки была не менее 1 метра. Устанавливать кол нужно на хорошо освещаемом солнцем месте и отмечать его тень. Далее с северной стороны необходимо начертить полуокружность так, чтобы радиус полукруга был немного меньше, чем тень, падающая от палки.

Далее следует отметить первое соприкосновение тени от шеста с нарисованной чертой. Затем отметить самую короткую тень, которая будет свидетельствовать о наступлении полдня в данной местности. После нужно зафиксировать точку очередного соприкосновения ее с нарисованной полуокружностью. Полученные от соприкосновения тени вбитого кола с полукругом необходимо соединить прямой линией. К центру полученной черты будет проходить самая короткая тень от шеста (полдень), что позволит проверить, насколько верно выполнено определение меридиана.

Далее в течение второго дня необходимо определить местное время. Для этого следует установить часы на отметке 12:00, когда вы увидите самую короткую тень, которая должна совпасть с центром меридиана. Следует отметить, что солнечное время расходится с реальным временем населенного пункта.

Время и место

Истинный полдень — тот момент, когда палка, воткнутая в землю, дает самую короткую тень,- в различных пунктах земного шара наступает в разное время. Как же установить часы? В каждом месте по-разному? Не станет ли при этом расписание поездов путанным, а их движение опасным? Может быть установить единое время Для всего земного шара? Однако вряд ли на это согласятся жители тех стран, в которых расхождение с истинным временем окажется большим.

Все эти задачи уже разрешены, но для того, чтобы лучше оценить связанные с их решением трудности, находки, открытия, мысленно перенесемся на несколько сот лет назад…

20 сентября 1519 г. после торжественного богослужения, под гром пушек и приветственные крики из Севильи вышла флотилия. В ее составе — пять каравелл. Командир флотилии — Франциско Магеллан. Цель — открытие западного пути к Молуккским островам, или «островам пряностей», как их тогда называли. Португальцы уже захватили восточный путь вокруг Африки через Индийский океан и понастроили вдоль него крепости. Испанцы запоздали и пытаются наверстать упущенное. Но у Магеллана есть и другая, более далекая и заветная цель: отыскать указанный в старинных картах пролив, пройти им Америку, выйти в океан, пересечь его и, таким образом, достигнуть сулящих богатство «островов пряностей», а затем продолжать плыть на запад для того, чтобы вернуться домой, объехав вокруг света.

Скоро Магеллану становится ясным, что географическая карта, на которой он основывал свои планы, неверна. Тем не менее он с холодным и жестоким упорством продолжает поиски пролива. Вспыхивает мятеж команды, недовольной самовластным правлением Магеллана. Магеллан жестоко подавляет его. Флотилия зимует в пустынной и холодной бухте. Снова поиски пролива. Один из кораблей разбился, другой дезертировал, но пролив найден. С тремя кораблями Магеллан пускается в плавание через Тихий океан. Сто дней продолжается это плавание. Кончаются все запасы продовольствия. Уже в пищу идет воловья кожа, которой во избежание перетирания были обернуты снасти. Цинга валит людей с ног одного за другим. Наконец, показывается земля. Это спасение для обессиленного экипажа. Невольник, некогда взятый с Молуккских островов, понимает язык туземцев. Итак, круг замкнулся. Еще несколько дней плавания, и будут достигнуты заветные «острова пряностей».

Но во время вооруженной стычки с туземцами погибает Магеллан, и экспедиция лишается направляющей воли своего железного командира. Дисциплина среди испанцев быстро падает над туземцами учиняются всяческие насилия, а те решают отомстить. Часть экипаж гибнет в западне, устроенной туземцами, которые приглашают испанцев на пир, а затем убивают. Так как людей уже не хватает на все три корабля, то один из кораблей сжигают.

Два судна, наконец, достигают Молуккских островов, этих вожделенных «островов пряностей». Трюмы кораблей до отказа набиваются корицей, мускатом и перцем, но один из них дал течь, и его оставляют.

И вот уже только один, самый маленький из пяти кораблей, некогда вышедших из Испании, продолжает дальнейший путь. Пугливо обходят испанцы португальские гавани-крепости. Маленькое парусное суденышко огибает Африку и, едва избежав опасности быть захваченным португальцами, наконец достигает Севильи. Через три года, двигаясь все время на запад, оно вернулось обратно. А раз это так, то теперь уже нет никакого сомнения в том, что Земля — шар.

Но маленькое суденышко привезло еще одну истину. В течение всего плавания один из его участников, Пигафетта, вел записи. Изо дня в день, не пропуская ни одного дня, он записывал все, что видел. И вот оказывается, что на земле прошло на один день больше, чем на корабле. На корабле среда, а на земле четверг. Набожные испанцы — в ужасе: сами того не ведая, они передвинули дни праздников и постов. Спустя три года, ступив, наконец, на родную землю, участники плавания прежде всего спешат замолить свой грех. Босиком, в белых саванах, с зажженными свечами идут моряки в церковь…

Но почему же получилось расхождение? Почему в разных местах Земли, не одно и то же время? Значит, Земля вертится. Вот какую новую истину привез из кругосветного плавания его летописец Пигафетта.

Как определить время

В настоящее время все населенные пункты живут в том времени, которое соответствует их часовому поясу. Если бы люди ориентировали строго по солнечному времени, то в мире наблюдался беспорядок и неразбериха. Все поселения, расположенные в рамках одно часового пояса, имеют одно и то же время на часах. Более того, в России давно действует правило декретного времени (например, ориентация по московскому времени). Этот принцип начал активно применяться повсюду с 1960 года. Он заключается в том, что все часы переведены на 1 час вперед. Таким образом, если в Москве 12 часов, то время 30-го меридиана будет высчитываться как 12-1=11 часов. Теперь, зная реальное и меридианное время можно с легкостью определить географическую долготу. Для этого достаточно знать реальное время (соответствующее часовому поясу) и время 30-го меридиана.

В частности, если меридианное время составляет 11 часов, а реальное время – 11:20, то можно вычислить долготу. Ученые доказали, что Земля поворачивается на 1 градус каждые 4 минуты. Следовательно, населенный пункт будет находиться восточнее 30-го меридиана на 5 градусов, а уровень географической долготы составит 35 градусов в.д.

Поясное, декретное и судовое время

Поясное время.

Поясным временем Тп называется среднее местное время центрального меридиана данного часового пояса, принятое по всей территории пояса. Поясное бремя отсчитывается от нижней кульминации среднего Солнца на центральном меридиане до данного момента.

Теоретическая структура часовых поясов показана на рисунке:

Каждый пояс имеет центральный меридиан, кратный 15° долготы, и крайние (к W-y и 0st -у) меридианы, отстоящие от него на 7° 30′ , например долгота центрального меридиана пояса N = 2 0st равна 30° 0st, крайние меридианы – 22° 30/ 0st и 37° 30′ 0st. Центральный меридиан начального – нулевого пояса имеет 1 = О, местное время на нём Тгр, крайние меридианы – 7° 30′ W и 7° 30′ 0st. От него к востоку располагаются пояса от 1 до 12 0st и к западу от 1 до 12 W. Структура пояса N = 12 необычна: его центральный меридиан 1 = 180° одновременно 0st и W, половина его 0st – я, половина W-я, поясное время в них – одно, но даты разные, например Тп = 10h 6/11 в 0st – й и Тп = 10h 5/11 в W-й. На рисунке показано изменение времени по поясам: если в N = 2 0st имеем Oh 6/11 (или 24h 5/11), то в поясе N= 1 0st23h 5/11, в поясе N= 0 – 22h 5/11 и т.д., а в поясе N= 3 0st получим 1h 6/11 и т.д.

Определение N пояса по долготе. Долготу следует разделить на 15°, если остаток меньше 7°30/, то частное равно N пояса; если остаток больше 7° 30/, то к частному прибавляется единица.

На всей территории пояса время одинаково, поэтому при перемещениях часы не переводятся. При пересечении восточной границы пояса часы переставляются сразу на 1h вперёд, при пересечении западной – на 1h назад.

Переход от местного времени к поясному.

В местное время для перехода к поясному следует ввести поправку за разность долгот местного и центрального меридианов (Dl в часовой мере). Однако для движущегося судна задачу удобнее решать “через Гринвич”. Пусть нам известно Тm для меридиана lm (см. рис.); с помощью долготы, переведённой в часовую меру, получаем местное время нулевого меридиана, т.е. Тгр, но оно также и поясное нулевого пояса, поэтому с помощью N пояса (он представляет l центрального меридиана в часах) переходим ко времени Тп на центральном меридиане данного пояса:

Тгр=Тм + l 0stw; Тп=Тгр ± N 0stw Обратный переход от Тп к Тм производится аналогично, но по формулам:

Тгр = Тп + N 0stw; Тм = Тгр ± l 0stw

Пример. 17/VIII 1977 г. в l = 82°10′ W имеем ТМ = 5h38м. Определить, Tп:

Решение. Решение производится «через Гринвич».

1. Определяем N пояса: 82010/ / 15 = 5h +7° 10′; N = 5W.
2. 2.

Тм +	5Ч38м 17/VIII
lw	5 29 …
11 07
– Nw	5
Тп	6ч07м

переводим l = 5ч28м40с и округляем до 1м, так как Тм задано до 1м.

Декретное время: Многим поясным временам присвоены свой названия; так, время первого пояса (N = 1 Ost) называются среднеевропейским, второго – восточноевропейским.

Декретным временем Тд на территории России называется поясное время, увеличенное на 1h , т.е.

Тд = Тп + 1h

Пояс N = 13 Ost распространяется до линии смены дат в Беринговом проливе (l =1690 W), часы показывают время N = 11 W, но дата отличается на 1 д.

Судовое время.

Судовым временем Тс называется поясное время того часового пояса, по которому поставлены судовые часы. Номер пояса указывается капитаном и записывается в судовой журнал, например 22.00, N = 10 Ost , или N = -10. Номер пояса, указанный капитаном, очень часто не совпадает со счислимой долготой, поэтому при расчётах он выбирается из журнала, а не определяется по долготе. Судовое время обычно отсчитывается до 1 мин., что достаточно для нужд судовой жизни, эксплуатации и навигации (при скоростях до 15 – 16 уз.)

Переход от местного времени к судовому. Из расчётов по МАЕ получается местное среднее время Тм явления, например кульминации Луны, захода Солнца и др. Часы же на судне идут по судовому времени Тс, поэтому штурману постоянно приходится пересчитывать местное время в судовое по формулам:

Тгр = Тм + lOstW ; Тс = Тгр ± N OstW ;

где l – долгота места судна, снятая на этот момент;

N – номер пояса, по которому поставлены судовые часы (из журнала);

Пример. 23/11 1977 г. в l = 13040′ Оst заход Солнца Тм = 17ч15м. Определить Тс, (№ = 3 0st).Решение.

Tм	17Ч15м 23/I I
lOst	0 55
Tгр	16 20
№	3
Тс	19ч20м

Системы счета времени.

Также по теме:

ЧАСЫ

Единицей используемого в повседневной практике «среднего солнечного времени» являются «средние солнечные сутки», которые, в свою очередь, делятся следующим образом: 1 средние солнечные сутки = 24 средним солнечным часам, 1 средний солнечный час = 60 средним солнечным минутам, 1 средняя солнечная минута = 60 средним солнечным секундам. Одни средние солнечные сутки содержат 86 400 средних солнечных секунд.

Принято, что сутки начинаются в полночь и продолжаются 24 часа. В США для гражданских нужд принято сутки делить на две равные части – до полудня и после полудня, и соответственно в этих рамках вести 12-часовой счет времени.

Также по теме:

СОЛНЕЧНЫЕ ЧАСЫ

В вооруженных силах США, а также в большинстве стран континентальной Европы время указывается четырехзначными цифрами по 24-часовому циферблату. В этой системе полночь (начало суток) обозначается как 0000, следующий затем полдень – 1200, 3 ч пополудни – 1500, а следующая полночь (окончание суток) – 2400, 1 ч 25 мин после полуночи – 0125 и т.п.

Как рассчитать положения планет в натальной карте?

Для построения гороскопа необходимы следующие данные: дата рождения (день, месяц, год), время рождения и координаты города, в котором родился человек.
Например, рассчитаем положение Солнца, Луны и Меркурия на 5 декабря 1965 года на 17 часов 38 минут (местное время) в городе Рига. Координаты Риги: СШ = 56 градусов 57 минут, ВД = 24 градуса 06 минут. Рассчитаем Гринвичское время (GMT). Рига находится во втором часовом поясе (минус 2 часа), в 1965 году действовало декретное время (минус 1 час) и не действовало летнее (минус 0 часов). GMT = 17h38m-2-1-0=14h38m

1. Выписываем данные из эфемерид на 5 декабря 1965 года на полночь. День: Воскресенье Звездное время(ST): 4 часа 54 минуты 20 секунд Солнце: 12 градусов 38 минут 31 секунда знака Стрельца Луна: 25 градусов 33 минуты 32 секунды знака Овна Меркурий R: 8 градусов 18,4 минуты знака Стрельца. Причем Меркурий ретроградный (стоит буква R). Обратите внимание на 18,4 минуты, что равняется 18 минутам и 24 секундам (18,4 — 18 = 0,4 и 0,4 x 60 = 24).

2. Выписываем данные из эфемерид на 6 декабря 1965 года на полночь (пройдут сутки). День: Понедельник Звездное время(ST): 4 часа 58 минуты 16 секунд (разница за сутки — 3 минуты 56 секунд) Солнце: 13 градусов 39 минут 24 секунды знака Стрельца Луна: 8 градусов 42 минуты 29 секунд знака Тельца Меркурий R : 7 градусов 3,4 минуты знака Стрельца

3. Рассчитываем положение планет на 5 декабря 1965 года для GMT = 14h 38m. Узнаем скорость планеты за сутки.. Из 13 градусов 39 минут 24 секунды знака Стрельца вычитаем 12 градусов 38 минут 31 секунда знака Стрельца. Получим 1 градус 0 минут 53 секунды знака Стрельца. Вычитаем столбиком, как в школе, не забывая, что 1 минута равна 60 секундам, которые надо «занять», чтобы вычесть из 24 секунд 31 секунду. Но если сразу перевести исходные данные в десятичную систему, дальнейшие вычисления выполняются намного проще. Переведем 13 градусов 39 минут 24 секунды: 1. 24 : 60 = 0,4 2. 39 + 0,4 = 39,4 3. 39,4:60 = 0,6567 4. 13+0,6567 = 13,6567 и 12 градусов 38 минут 31 секунда равняется 12,6419. Итак, скорость Солнца за сутки равна 1 градус 0 минут 53 секунды (13,6567 — 12,6419 = 1,0148 градуса. Узнаем скорость планеты за час. Для этого скорость планеты за сутки разделим на 24 часа. 1,0148:24=0,0423 градуса Узнаем путь планеты от начала суток (полночь) до GMT = 14h 38m. Для этого скорость планеты за час умножим на GMT. Переведем значение GMT в десятичную систему: 14,6333 часов (38 : 60 = 0,6333 и 14 + 0,6333 = 14,6333). При умножении получим путь планеты 0,0423 х 14,6333 = 0,619 градуса. Прибавим этот путь к положению планеты на начало суток 12,6419 + 0,619 = 13,2609 градуса. После перевода (0,2609 х 60 = 15,654 минут и 0,654 х 60 = 39,24 секунд) получим натальное положение Солнца 13 градусов 15 минут 39 секунд знака Стрельца.

Расчет остальных планет проходит по одинаковому алгоритму, но есть некоторое различие для расчета ретроградных планет, что мы посмотрим на примере Меркурия.

Но сначала посчитаем положение Луны. За сутки Луна поменяла знак, из знака Овна Луна перешла в знак Тельца. А значит надо вспомнить о переводе значений в абсолютную долготу. Луна на 5 декабря: 25 градусов 33 минуты 32 секунды знака Овна (25,5589). Луна на 6 декабря: 8 градусов 42 минуты 29 секунд знака Тельца (8,7081). Для абсолютной долготы надо к 8-ми градусам знака Овна прибавить 30 градусов (от нуля градусов знака Овна до нуля градусов знака Тельца) 8,7081 + 30 = 38,7081. Вычисляем: 1. 38,7081 — 25,5589 = 13,1492 (скорость Луны за сутки) 2. 13,1492 : 24 = 0,5479 (скорость Луны за час) 3. 0,5479 х 14,6333 = 8,0176 (путь за GMT) 4. 8,0176 + 25,5589 = 33,5765 (натальное положение Луны в абсолютном значении) 5. 33,5765 — 30 = 3,5765 градусов знака Тельца 6. 3,5765 = 3 градуса 34 минуты 35 секунд знака Тельца

Расчет положения ретроградных планет. Т.к. ретроградная планета «движется обратно», то чтобы вычислить скорость Меркурия надо из большего значения (на 5 декабря) вычесть меньшее (на 6 декабря). Меркурий R на 5 декабря: 8 градусов 18,4 минуты знака Стрельца (8,3067) Меркурий R на 6 декабря: 7 градусов 3,4 минуты знака Стрельца (7,0567) 1. 8,3067 — 7,0567 = 1,25 (скорость Меркурия за сутки) 2. 1,25 : 24 = 0,0521 (скорость Меркурия за час) 3. 0,0521 х 14,6333 = 0,7624 (путь за GMT) 4. 8,3067 — 0,7624 = 7,5443. Это 7 градусов 32 минуты 40 секунд знака Стрельца. И опять, т.к. планета ретроградная, то надо вычитать путь планеты из большего значения (на 5 декабря). Искомое натальное положение планеты должно находиться между двумя исходными положениями на 5-е и 6-е декабря.

Звездное время и солнечное время.

Для определения среднего солнечного времени астрономы используют наблюдения не самого солнечного диска, а звезд. По звездам же определяется т.н. звездное, или сидерическое (от лат. siderius – звезда или созвездие), время. С помощью математических формул по звездному времени рассчитывается среднее солнечное время.

Если воображаемую линию земной оси продлить в обе стороны, она пересечется с небесной сферой в точках т.н. полюсов мира – Северного и Южного (рис. 1). На угловом расстоянии 90° от этих точек проходит большой круг, называемый небесным экватором, который является продолжением плоскости земного экватора. Видимый путь движения Солнца называется эклиптикой. Плоскости экватора и эклиптики пересекаются под углом ок. 23,5°; точки пересечения носят название точек равноденствия. Ежегодно, примерно 20–21 марта, Солнце пересекает экватор при движении с юга на север в точке весеннего равноденствия. Эта точка почти неподвижна по отношению к звездам и используется в качестве репера для определения положения звезд в системе астрономических координат, а также звездного времени. Последнее измеряется величиной часового угла, т.е. угла между меридианом, на котором находится объект, и точкой равноденствия (отсчет производится на запад от меридиана). В пересчете на время один час соответствует 15 дуговым градусам. По отношению к наблюдателю, находящемуся на определенном меридиане, точка весеннего равноденствия ежедневно описывает на небосводе замкнутую траекторию. Промежуток времени между двумя последовательными пересечениями этого меридиана называется звездными сутками.

С точки зрения наблюдателя, находящегося на Земле, Солнце каждый день перемещается по небесной сфере с востока на запад. Угол между направлением на Солнце и небесным меридианом данной местности (измеряемый в западном направлении от меридиана) определяет «местное видимое солнечное время». Именно такое время показывают солнечные часы. Промежуток времени между двумя последовательными пересечениями Солнцем меридиана называется истинными солнечными сутками. За год (примерно 365 дней) Солнце «совершает» полный оборот по эклиптике (360°), а значит за сутки смещается по отношению к звездам и точке весеннего равноденствия почти на 1°. Вследствие этого истинные солнечные сутки длиннее звездных на 3 мин 56 с среднего солнечного времени. Поскольку видимое движение Солнца по отношению к звездам неравномерно, истинные солнечные сутки также имеют неодинаковую продолжительность. Эта неравномерность движения светила происходит вследствие эксцентриситета земной орбиты и наклона экватора к плоскости эклиптики (рис. 2).

Как можно найти день

Герой романа Жюля Верна «Вокруг света в восемьдесят дней» заключил пари, что за 80 дней сумеет объехать вокруг света. На пароходе, поезде, пешком, на слоне, через горы, пустыни и леса, не теряя даром и минуты, он пробивается все на восток

. Преодолены тысячи препятствий, и все же он возвращается в родной город, затратив сверх обусловленных 80 дней еще несколько часов. Ему кажется, что все труды пропали напрасно и пари проиграно. Но нет! Его преданный верный слуга узнает, что в городе еще «вчерашний день». В последнюю минуту путешественник является в назначенное место и выигрывает пари.

Каким образом он нашел один день? Почему это произошло? — Потому, что он объехал вокруг светя, двигаясь все время на восток. За 80 суток своей бешеной гонки путешественник, двигаясь все время навстречу Солнцу, видел 81 восход Солнца. В его родном городе все жители за то же время

видели только 80 восходов Солнца, и это помогло путешественнику выиграть пари.

Другой писатель рассказывает о том, что к некоему хозяину в один вечер пришли в гости два капитана, только что завершившие кругосветное плавание. Один из капитанов объехал вокруг света в западном, а другой- в восточном направлении. Оба капитана выехали из родного города в один день и оба вернулись в один и тот же день. Один из капитанов,-тот, который двигался на запад,- утверждает, что воскресенье будет завтра. Другой капитан, плывший на восток, утверждает, что воскресенье было вчера. А хозяин утверждает, что воскресенье сегодня.

Кто прав?

Эта история основана на ошибке. Был прав только хозяин дома. А почему был прав только он, это будет разъяснено через несколько страниц.

Часовые пояса.

Чтобы не вводить местное время для каждого градуса (или каждой минуты) широты, поверхность Земли была условно поделена на 24 часовых пояса. При переходе из одного часового пояса в другой значения минут и секунд (времени) сохраняются, изменяется лишь значение часов.

Существуют некоторые районы, в которых местное время отличается от всемирного не только на целое количество часов, но еще дополнительно на 30, 40 или 45 мин. Правда, такие временные зоны не являются стандартными часовыми поясами.

На Северном и Южном полюсах меридианы сходятся в одной точке, и поэтому там понятие часовых поясов теряет смысл. По сложившейся традиции считается, что время на полюсах соответствует всемирному.

Теоретически все часовые пояса земного шара должны ограничиваться прямыми линиями, проходящими на 7,5° восточнее и западнее среднего меридиана каждого пояса, однако в реальности для сохранения единого времени внутри одной и той же административной или природной единицы их границы часто смещены относительно общепринятой.