Приложение Д
(обязательное)
Основные понятия об измерении времени.
Расчет высоты Солнца. Расчет характеристик
прозрачности атмосферы
Д.1 Категории времени
Д.1.1 В практике используют следующие категории времени: истинное солнечное, среднее солнечное, поясное, декретное, московское.
Д.1.2 Истинное солнечное время
Солнце при своем кажущемся движении по небесной сфере два раза в сутки проходит через географический меридиан данной точки земного шара, занимая самое высокое положение над пунктом наблюдения (в верхней кульминации) и самое низкое, проходя через продолжение меридиана над противоположной частью земного шара (в нижней кульминации). В нижней кульминации Солнце находится ниже горизонта и не видно, за исключением полярных дней. Истинное солнечное время измеряется часовым углом , отсчитанным от верхней кульминации. Промежуток времени между двумя нижними кульминациями называют гражданскими сутками и за ноль часов истинного времени принимают момент нижней кульминации (полночь).
Д.1.3 Среднее солнечное время
Движение Солнца относительно звезд в течение года происходит неравномерно, вследствие чего промежуток времени между двумя нижними кульминациями и соответственно продолжительность суток меняется. Для того чтобы можно было в счете времени пользоваться сутками одинаковой продолжительности, введено понятие среднего солнечного времени. Продолжительность средних солнечных суток одинакова в течение всего года и равна средней за год продолжительности истинных солнечных суток. Истинные сутки оказываются в одни периоды года длиннее суток, исчисляемых по среднему солнечному времени, а в другие – короче. Разность между средним солнечным и истинным временем t называют уравнением времени. Среднее солнечное время называют также местным временем.
Д.1.4 Поясное время
Земной шар условно разделен по меридианам на 24 участка шириной по 15°, которые названы часовыми поясами. Нулевым поясом считают зону, центр которой проходит по нулевому (гринвичскому) меридиану. Пояса пронумерованы в восточном направлении от гринвичского меридиана и имеют номера от нулевого до двадцать третьего. Центры каждого из следующих поясов проходят через меридианы, кратные 15°, т. е. через меридианы на долготе 15°, 30°, 45° и т. д., называемые центральными.
Местное время каждого центрального меридиана распространяется на весь часовой пояс и называется поясным временем. Время двух соседних поясов различается на 1 ч. На практике границы часового пояса не всегда совпадают с зоной, отстоящей на 7,5° по обе стороны от центрального меридиана, а зачастую определяются границами административных или экономически связанных районов.
Д.1.5 Декретное время
Декретное время было введено декретом правительства бывшего СССР, в соответствии с которым стрелки часов переведены на 1 ч вперед по отношению к поясному времени, т.е. декретное время больше поясного на 1 ч.
Д.1.6 Летнее и зимнее время
В некоторых регионах вводится летнее время. В Беларуси зимнее время ч совпадает с поясным, а летнее время больше поясного на 1 ч.
Д.2 Расчет высоты Солнца
Д.2.1 Определяют истинное время tО того момента, для которого требуется найти высоту Солнца h, по формуле:
tо = tm + t, (Д.1)
где t – поправка к среднему солнечному времени tm, значения которой приведены в таблице Д.1
Таблица Д.1 – Поправка t (в минутах) к среднему солнечному времени
День месяца
для года
|
Месяц
|
прос-того
|
висо-кос-ного*
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
V
|
VI
|
VII
|
VIII
|
IX
|
X
|
XI
|
XII
|
|
1
|
– 3
|
– 13
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
– 3
|
– 14
|
– 13
|
– 4
|
+ 3
|
+ 2
|
– 4
|
– 6
|
0
|
+ 10
|
+ 16
|
+ 11
|
2
|
3
|
– 4
|
– 14
|
– 12
|
– 4
|
+ 3
|
+ 2
|
– 4
|
– 6
|
0
|
+ 10
|
+ 16
|
+ 11
|
3
|
4
|
– 4
|
– 14
|
– 12
|
– 4
|
+ 3
|
+ 2
|
– 4
|
– 6
|
0
|
+ 11
|
+ 16
|
+ 10
|
4
|
5
|
– 5
|
– 14
|
– 12
|
– 3
|
+ 3
|
+ 2
|
– 4
|
– 6
|
+ 1
|
+ 11
|
+ 16
|
+ 10
|
5
|
6
|
– 5
|
– 14
|
– 12
|
– 3
|
+ 3
|
+ 2
|
– 4
|
– 6
|
+ 1
|
+ 11
|
+ 16
|
+ 10
|
6
|
7
|
– 6
|
– 14
|
– 12
|
– 3
|
+ 3
|
+ 2
|
– 4
|
– 6
|
+ 1
|
+ 12
|
+ 16
|
+ 9
|
7
|
8
|
– 6
|
– 14
|
– 11
|
– 2
|
+ 4
|
+ 2
|
– 5
|
– 6
|
+ 2
|
+ 12
|
+ 16
|
+ 9
|
8
|
9
|
– 6
|
– 14
|
– 11
|
– 2
|
+ 4
|
+ 1
|
– 5
|
– 6
|
+ 2
|
+ 12
|
+ 16
|
+ 8
|
9
|
10
|
– 7
|
– 14
|
– 11
|
– 2
|
+ 4
|
+ 1
|
– 5
|
– 6
|
+ 2
|
+ 12
|
+ 16
|
+ 8
|
10
|
11
|
– 7
|
– 14
|
– 11
|
– 2
|
+ 4
|
+ 1
|
– 5
|
– 5
|
+ 3
|
+ 13
|
+ 16
|
+ 8
|
11
|
12
|
– 8
|
– 14
|
– 10
|
– 1
|
+ 4
|
+ 1
|
– 5
|
– 5
|
+ 3
|
+ 13
|
+ 16
|
+ 7
|
12
|
13
|
– 8
|
– 14
|
– 10
|
– 1
|
+ 4
|
0
|
– 6
|
– 5
|
+ 3
|
+ 13
|
+ 16
|
+ 7
|
13
|
14
|
– 8
|
– 14
|
– 10
|
– 1
|
+ 4
|
0
|
– 6
|
– 5
|
+ 4
|
+ 14
|
+ 16
|
+ 6
|
14
|
15
|
– 9
|
– 14
|
– 10
|
– 1
|
+ 4
|
0
|
– 6
|
– 5
|
+ 4
|
+ 14
|
+ 16
|
+ 6
|
15
|
16
|
– 9
|
– 14
|
– 9
|
0
|
+ 4
|
0
|
– 6
|
– 5
|
+ 5
|
+ 14
|
+ 16
|
+ 5
|
16
|
17
|
– 10
|
– 14
|
– 9
|
0
|
+ 4
|
0
|
– 6
|
– 4
|
+ 5
|
+ 14
|
+ 15
|
+ 5
|
17
|
18
|
– 10
|
– 14
|
– 9
|
0
|
+ 4
|
0
|
– 6
|
– 4
|
+ 5
|
+ 14
|
+ 15
|
+ 4
|
18
|
19
|
– 10
|
– 14
|
– 8
|
0
|
+ 4
|
– 1
|
– 6
|
– 4
|
+ 6
|
+ 15
|
+ 15
|
+ 4
|
19
|
20
|
– 11
|
– 14
|
– 8
|
+ 1
|
+ 4
|
– 1
|
– 6
|
– 4
|
+ 6
|
+ 15
|
+ 15
|
+ 3
|
20
|
21
|
– 11
|
– 14
|
– 8
|
+ 1
|
+ 4
|
– 1
|
– 6
|
– 4
|
+ 6
|
+ 15
|
+ 14
|
+ 3
|
21
|
22
|
– 11
|
– 14
|
– 8
|
+ 1
|
+ 4
|
– 1
|
– 6
|
– 3
|
+ 7
|
+ 15
|
+ 14
|
+ 2
|
22
|
23
|
– 12
|
– 14
|
– 7
|
+ 1
|
+ 4
|
– 2
|
– 6
|
– 3
|
+ 7
|
+ 15
|
+ 14
|
+ 2
|
23
|
24
|
– 12
|
– 14
|
– 7
|
+ 2
|
+ 3
|
– 2
|
– 6
|
– 3
|
+ 7
|
+ 16
|
+ 14
|
+ 1
|
24
|
25
|
– 12
|
– 14
|
– 7
|
+ 2
|
+ 3
|
– 2
|
– 6
|
– 3
|
+ 8
|
+ 16
|
+ 14
|
+ 1
|
25
|
26
|
– 12
|
– 13
|
– 6
|
+ 2
|
+ 3
|
– 2
|
– 6
|
– 2
|
+ 8
|
+ 16
|
+ 13
|
0
|
26
|
27
|
– 12
|
– 13
|
– 6
|
+ 2
|
+ 3
|
– 2
|
– 6
|
– 2
|
+ 8
|
+ 16
|
+ 13
|
0
|
27
|
28
|
– 13
|
– 13
|
– 6
|
+ 2
|
+ 3
|
– 3
|
– 6
|
– 2
|
+ 9
|
+ 16
|
+ 13
|
– 1
|
28
|
29
|
– 13
|
– 13
|
– 5
|
+ 2
|
+ 3
|
– 3
|
– 6
|
– 1
|
+ 9
|
+ 16
|
+ 12
|
– 1
|
29
|
30
|
– 13
|
|
– 5
|
+ 3
|
+ 3
|
– 3
|
– 6
|
– 1
|
+ 9
|
+ 16
|
+ 12
|
– 2
|
30
|
31
|
– 13
|
|
– 5
|
+ 3
|
+ 3
|
– 3
|
– 6
|
– 1
|
+ 10
|
+ 16
|
+ 12
|
– 2
|
31
|
1
|
– 13
|
|
– 4
|
|
+ 3
|
|
– 6
|
– 1
|
|
+ 16
|
|
– 3
|
* Этой графой следует пользоваться в високосные годы (1996, 2000 гг. и т. д.) для получения истинного времени в январе и феврале.
|
tm – среднее солнечное время (ч и мин), которое можно рассчитать по формуле:
tm = tд + tд, (Д.2)
где tд – поясное декретное время пункта наблюдений, которое передают по местному радио, ч и мин;
tд – поправка к поясному декретному времени, которая является величиной постоянной для данного пункта наблюдений, мин.
Значения tд вычисляют по формуле:
tд = 4 (λ – 15 N) - 60, (Д.3)
где λ – долгота пункта наблюдений, взятая до 0,1°
N – номер часового пояса пункта наблюдений, который можно определить по формуле:
N = 2 + (tд – tмск), (Д.4)
где tд – декретное время пункта наблюдений;
tмск – московское время (тоже декретное);
2 – номер часового пояса Москвы. Нужно учитывать, что в России сейчас действует дополнительный декретный час, а в Беларуси он отменен.
Д.2.2 Вычисляют значение часового угла на момент наблюдения, учитывая знак, по формуле:
= 15 (tO – 12), (Д.5)
где tO – истинное время, найденное по Д.2 и выраженное в часах и десятых долях часа.
Д.2.3 Находят склонение δ Солнца по таблице Д.2.
Д.2.4 Находят значение sin φ, sin δ, cos φ, cos δ и cos , в которых φ – широта пункта наблюдений, δ – склонение Солнца на момент наблюдений, найденное по Д.2.3; – часовой угол в момент наблюдений, найденный по Д.2.2.
Д.2.5 Вычисляют значение sin h по формуле:
sin h = sin φ sin δ + cos φ cos δ cos . (Д.6)
Значение высоты Солнца определяют как arcsin h.
Примеры
1 Вычислить значение sin h для пункта с широтой φ = 64° 36' и долготой λ = 75° 40' 10 мая 1979 г. в 12 ч 35 мин среднего солнечного времени.
Истинное время по формуле Д.1:
tO = tm + t = 12 ч 35 мин + 4 мин = 12 ч 39 мин = 12,6 ч,
где значение t, равное 4 мин, найдено по таблице Д.1 для 10 мая простого года.
Часовой угол по формуле Д.5:
= 15 (12,6 – 12,0) = 9°.
Склонение Солнца δ, найденное по таблице Д.2 на 10 мая простого года, составляет 17,5°.
Определяем sin φ, sin δ, cos φ, cos δ, cos : sin 64° 36' = sin 64,6° = 0,903; sin 17,5° = 0,301; cos 64° 36' = = 0,429; cos 17,5° = 0,954; cos 9° = 0,988.
В соответствии с формулой (Д.6):
sin h = 0,903 0,301 + 0,429 0,954 0,988 = 0,676; h = 42,5°.
2 Вычислить среднее солнечное время в пункте, расположенном на долготе 73° 40', в 10 ч 18 мин по декретному времени 10 мая 1979 г. Пусть московское время в этот момент было 7 ч 18 мин.
Номер часового пояса пункта наблюдений в соответствии с формулой (Д.4):
N = 2 + (10 ч 18 мин – 7 ч 18 мин) = 5.
Поправка к декретному времени по формуле (Д.З):
tд = 4 (λ – 15N) - 60 = 4 (73°40' – 15 5) – 60 = 4 (73,7 – 75,0 ) – 60 = – 65,2 мин.
Среднее солнечное время по формуле (Д.2):
tm = 10ч 18 мин – 65,2 мин = 9 ч 13 мин.
Достарыңызбен бөлісу: |