Авторизация

Что такое солнечные сутки


Солнечные сутки - это... Что такое Солнечные сутки?

(1) — начальное положение тела; (2) — положение, соответствующее одному обороту вокруг собственной оси; (3) — положение по прошествии одних солнечных суток

Со́лнечные су́тки — промежуток времени, за который небесное тело совершает 1 поворот вокруг своей оси относительно центра Солнца.

Более строго это промежуток времени между двумя одноимёнными (верхними или нижними) кульминациями (прохождениями через меридиан) центра Солнца в данной точке Земли (или иного небесного тела).

Солнечные сутки на Земле

Колебания продолжительности солнечных суток

Из-за эллиптичности земной орбиты линейная скорость движения и угловая скорость вращения Земли вокруг Солнца изменяется в течение года. Медленнее всего Земля движется по орбите, находясь в афелии — самой удалённой от Солнца точке орбиты, быстрее всего — находясь в перигелии. Это является существенной причиной изменения длительности солнечных суток в течение года. А наклон приводит к движению Солнца по небесной сфере вверх и вниз от экватора в течение года. При этом прямое восхождение Солнца вблизи равноденствий изменяется быстрее (так как скорость склонения Солнце максимальна и складывается с постояннной экваториальнй скоростью), чем во время солнцестояний, когда скорость склонения меняет направление, следовательно равна нулю, когда оно движется параллельно экватору.

Вклад эллиптичности орбиты в колебание длительности солнечных суток можно описать синусоидой с амплитудой +7,931 в перигелии и - 7,92 в афелиисекунд и периодом в 1 год. Есть и другие периодические эффекты, вносящие вклад в длину солнечных суток и зависящие от времени, но они невелики (возмущения от Луны и планет и т. д.).

Колебание продолжительности солнечных суток приводит к тому, что истинное солнечное время также колеблется относительно среднего солнечного времени. А именно: в результате накопления отклонений продолжительности солнечных суток от 24 часов солнечные часы спешат или отстают до 7,638 минут в течение года (см. Формула истинных Солнечных суток).

Средние солнечные сутки

Чтобы не учитывать эту переменность в повседневной жизни, используют средние солнечные сутки, привязанные к так называемому среднему Солнцу — условной точке, движущейся равномерно по небесному экватору (а не по эклиптике, как реальное Солнце!) и совпадающей с центром Солнца в момент весеннего равноденствия. Период обращения среднего Солнца по небесной сфере равен тропическому году.

Средние солнечные сутки не подвержены периодическим изменениям, как истинные солнечные сутки, но их длительность монотонно изменяется в связи с изменением периода осевого вращения Земли и (в меньшей степени) с изменением длительности тропического года, увеличиваясь примерно на 0,0017 секунды в столетие. Так, длительность средних солнечных суток в начале 2000 года была равна 86400,002 секунды СИ. Следует отметить, что здесь в качестве единицы измерения указана именно секунда СИ, определённая с использованием внутриатомного периодического процесса, а не средняя солнечная секунда, которая по определению равна 1/86 400 части средних солнечных суток и, следовательно, также не является постоянной.

Введение поправок

Хотя средние солнечные сутки не являются, строго говоря, неизменной единицей времени, но повседневная жизнь людей связана именно с ними. В связи с накоплением поправки к длительности суток в среднем солнечном времени по отношению к равномерному атомному времени, иногда приходится добавлять к атомной шкале UTC так называемую високосную секунду, чтобы восстановить привязку этой шкалы к солнечной шкале времени UT. Теоретически возможно и вычитание високосной секунды, так как вращение Земли в принципе не обязано постоянно замедляться.

Солнечные сутки на других планетах и спутниках

Луна

Средние солнечные сутки на Луне равны среднему синодическому месяцу (среднему промежутку между двумя одинаковыми фазами Луны, например, полнолуниями) — 29 суток 12 часов 44 минуты 2,82 секунды. Истинные солнечные сутки могут отклоняться от средних на 13 часов в обе стороны, что связано как с неравномерностью движения Земли по орбите, так и с наклоном орбиты Луны к эклиптике, с эллиптичностью её орбиты и с наклоном оси вращения Луны к плоскости орбиты (см. также Либрация).

Другие спутники планет

Как и в случае Луны, большинство спутников планет в Солнечной системе вследствие приливного резонанса имеют орбитальный период, равный периоду осевого вращения. Таким образом, для этих спутников средние солнечные сутки близки к периоду обращения вокруг планеты. Исключениями являются самые внешние спутники планет-гигантов (например, Феба), а также Гиперион, который вращается вокруг своей оси хаотически.

Планеты

На газовых гигантах, не имеющих твёрдой поверхности, солнечные сутки зависят от широты — атмосфера вращается с разными скоростями на разных широтах.

Меркурий обходит вокруг Солнца за 87,97 дня, а вокруг своей оси делает полный оборот за 58,65 дня (эти периоды относятся как 3:2). Средний промежуток времени между двумя верхними кульминациями Солнца на этой планете равен 176 дням. Интересно, что когда он находится вблизи перигелия, Солнце для наблюдателя на поверхности планеты может в течение 8 дней двигаться в обратном направлении, поэтому, строго говоря, привязка определения солнечных суток к кульминации в этом случае не вполне корректна.

На Венере, чей сидерический период обращения вокруг своей оси равен 243 дням — больше, чем орбитальный период (224,7 дня), средние солнечные сутки равны примерно 116,7 дня (из-за вращения в обратную сторону)

На Марсе средние солнечные сутки лишь слегка больше, чем земные. Они равны 24 ч 39 мин 35,244 с.

На Юпитере сутки равны 9 часам 55 минутам 40 секундам, на Сатурне 10 часам 34 минутам 13 секундам. Сутки на Уране равны 17 часам 14 минутам 24 секундам, а на Нептуне 15 часам 57 минутам 59 секундам.

У Плутона ввиду его крайней удалённости от Солнца (и, следовательно, малости угловой орбитальной скорости) средние солнечные сутки практически равны периоду вращения: 6 дней 9 часов 17 минут 36 секунд.

Примечания

См. также

Ссылки

3.3. Истинные солнечные сутки. Истинное солнечное время

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями Солнца (точнее, центра солнечного диска) на одном и том же географическом меридиане называется истинными солнечными сутками. За начало истинных солнечных суток на данном меридиане принимается момент нижней кульминации Солнца (истинная полночь).

Время, протекшее от нижней кульминации Солнца до любого другого его положения, выраженное в долях истинных солнечных суток (в истинных солнечных часах, минутах и секундах), называется истинным солнечным временем T¤.

Истинное солнечное время T¤ на данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу Солнца t¤, выраженному в часовой мере, плюс 12h, т.е.

T¤= t¤ + 12h (1.18)

Часовой угол Солнца, когда оно находится над горизонтом и не закрыто облаками, всегда можно измерить непосредственно. В момент верхней кульминации Солнца (в истинный полдень) t¤ = 0h, и следовательно, истинное солнечное время в полдень всегда равно 12 часам.

Движение истинного Солнца не равномерно:

1) Солнце движется не по небесному экватору, а по эклиптике, наклоненной к небесному экватору на значительный угол = 23°27'.

2) Движение Солнца по эклиптике неравномерно.

В результате действия обеих причин истинные солнечные сутки, например, 22 декабря, длиннее на 50-51 секунду, чем 23 сентября. Непостоянство продолжительности истинных солнечных суток не позволяет применять их для счета времени на практике.

3.4. Средние солнечные сутки. Среднее солнечное время

Чтобы получить сутки постоянной продолжительности, и в то же время связанные с движением Солнца, в астрономии введены понятия двух фиктивных точек — среднего эклиптического и среднего экваториального солнца. Среднее эклиптическое солнце равномерно движется по эклиптике со средней скоростью Солнца и совпадает с ним около 3 января и 4 июля.

Среднее экваториальное солнце равномерно движется по небесному экватору с постоянной скоростью среднего эклиптического солнца и одновременно с ним проходит точку весеннего равноденствия.

Следовательно, в каждый момент времени прямое восхождение среднего экваториального солнца равно долготе среднего эклиптического солнца. Их же прямые восхождения одинаковы только четыре раза в году, а именно, в моменты прохождения ими точек равноденствий и в моменты прохождения средним эклиптическим солнцем точек солнцестояний.

Введением среднего экваториального солнца, у которого суточные приращения прямого восхождения одинаковы, устраняется непостоянство продолжительности солнечных суток и неравномерность истинного солнечного времени.

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего экваториального солнца на одном и том же географическом меридиане называется средними солнечными сутками, или просто средними сутками. Из определения среднего экваториального солнца следует, что продолжительность средних солнечных суток равна среднему значению продолжительности истинных солнечных суток за год.

За начало средних солнечных суток на данном меридиане принимается момент нижней кульминации среднего экваториального солнца (средняя полночь). Время, протекшее от нижней кульминации среднего экваториального солнца до любого другого его положения, выраженное в долях средних солнечных суток (в средних часах, минутах и секундах), называется средним солнечным временем или просто средним временем Tm .

Среднее время Tm на данном меридиане в любой момент численно равно часовому углу tm среднего экваториального солнца, выраженному в часовой мере, плюс 12h, т.е.

Tm = tm +12h. (1.19)

Среднее экваториальное солнце на небе ничем не отмечено, поэтому измерить его часовой угол нельзя, и среднее солнечное время получают путем вычислений по определенному из наблюдений истинному солнечному или звездному времени.

Сутки. Типы суток (звездные, истинно солнечные, среднесолнечные)

Сумтки -- единица измерения времени, приблизительно равная периоду обращения Земли вокруг своей оси.

Обычно под сутками подразумевают астрономическое понятие солнечные сутки. В обиходе сутки часто называют днём.

Сутки делятся на 24 часа (1440 минут, или 86400 секунд) и состоят из дня, вечера, ночи и утра.

Например, на Земле различают средние солнечные сутки (24 часа) и звёздные сутки (приблизительно 23 часа 56 минут 4 секунды). Они не равны друг другу, потому что, из-за орбитального движения Земли вокруг Солнца, для наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, Солнце смещается на фоне далёких звёзд.

Средние солнечные сутки привязаны к фиктивному «среднему Солнцу» -- равномерно движущейся по экватору точке, совершающей один оборот за один год. Средние сутки получаются делением продолжительности тропического года (см. Год), равную 366,2422 звёздным суткам на 365,2422 равных частей. Исчисленные средние солнечные сутки подразделяются на 24 часа, час -- на 60 минут и минута -- на 60 секунд.[1]

Истинными солнечными сутками называют промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца через южную часть меридиана (время между двумя истинными полуднями); за начало этих суток принимается момент прохождения центра Солнца через южную часть меридиана; часовой угол центра Солнца называется истинным временем (см. Уравнение времени). Истинные солнечные сутки длиннее звёздных суток и продолжительность их изменяется в течение года, что происходит от наклонности эклиптики к экватору и от неравномерного движения Земли около Солнца.

Солнечные и звездные сутки

Вращение Земли вокруг оси служит основой для определения времени с помощью астрономических наблюдений. Солнечные сутки, используемые в повседневной жизни, измеряются длительностью одного оборота Земли по отношению к Солнцу. Звездные сутки определяются длительностью одного оборота Земли по отношению к звездам.

Солнечные и звездные сутки. Видимое изменение направления на Солнце по мере движения Земли по орбите.

Звездные сутки равны 23ч. 56мин. 4с. Это то время, которое нужно звезде, чтобы, два раза последовательно пересечь небесный меридиан. Солнечные сутки равны 24 часам - это промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через небесный меридиан (в полдень).

Солнечные сутки примерно на 4 мин длиннее звездных из-за того, что Земля одновременно вращается вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца. Поэтому для нового появления Солнца на небесном меридиане Земле необходимо повернуться вокруг своей оси чуть больше одного раза.

Причиной четырехминутной разницы между звездными и солнечными сутками является Обращение Земли вокруг Солнца.

Занимательная астрономия: 

Средние солнечные сутки - это... Что такое Средние солнечные сутки?

  • Средние солнечные сутки — 19.    Средние солнечные сутки D.    Mittlerer Sonnentag E.    Mean solar day 20.    Секунда D.    Sekunde E.    Second нием Примечание. На всей территории СССР декретное время равно поясному времени плюс 1 ч Интервал времени между моментами двух …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • Средние солнечные сутки —         см. Сутки …   Большая советская энциклопедия

  • Солнечные сутки — (1)  начальное положение тела; (2)  положение, соответствующее одному обороту вокруг собственной оси; (3)  положение по прошествии одних солнечных суток Солнечные сутки  промежуток времени …   Википедия

  • Сутки средние солнечные — промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего экваториального Солнца на одном и том же географическом меридиане …   Астрономический словарь

  • Сутки — У этого термина существуют и другие значения, см. Сутки (значения). Солнце и Луна (Хартман Шедель Нюрнбергская хроника, 1493 год) …   Википедия

  • СУТКИ — (сут), внесистемная ед. времени, соответствующая периоду обращения Земли вокруг своей оси, равна 24 ч или 86 400 с. Продолжительность С. определяется промежутком времени между двумя последовательными верхними (или нижними) кульминациями точки… …   Физическая энциклопедия

  • Сутки —         единица измерения времени, равная 24 часам. Различают звёздные С., равные периоду вращения Земли, отсчитываемому относительно точки весеннего равноденствия, и солнечные С. период вращения Земли относительно Солнца.          Звёздные С.… …   Большая советская энциклопедия

  • СУТКИ — жен., мн. день и ночь вместе, разделяемые на 24 часа; время, в один оборот земли около оси своей. Смотря по принятому для счета полного оборота мерилу, сутки бывают: солнечные, звездные, планетные и средние, наши, для гражданского быта. Счет… …   Толковый словарь Даля

  • СУТКИ — жен., мн. день и ночь вместе, разделяемые на 24 часа; время, в один оборот земли около оси своей. Смотря по принятому для счета полного оборота мерилу, сутки бывают: солнечные, звездные, планетные и средние, наши, для гражданского быта. Счет… …   Толковый словарь Даля

  • СУТКИ — жен., мн. день и ночь вместе, разделяемые на 24 часа; время, в один оборот земли около оси своей. Смотря по принятому для счета полного оборота мерилу, сутки бывают: солнечные, звездные, планетные и средние, наши, для гражданского быта. Счет… …   Толковый словарь Даля

Солнечный день

Солнечная система > Система Земля-Луна > Планета Земля > Солнечный день

Солнечные сутки – время для одного оборота Земли вокруг оси относительно центра Солнца. Изучите два типа солнечного времени и значение средних солнечных суток.

В самом начале истории люди основывались на солнечных, лунных и зодиакальных циклах, чтобы хоть как-то вести учет времени. Главный ориентир – перемещение Солнца в небе, потому что звезда повторяла это действие каждый день в едином направлении. Сейчас мы именуем это солнечным днем. Ранее полагали, что это звезда вращается вокруг нас. Но гелиоцентрическая система Коперника все изменила.

Чтобы определять дни в году, исследователи до 1950-х гг. применяли две разновидности солнечного времени. Первая – явное, то есть наблюдаемое перемещение Солнца по небу Земли. Такая длительность трансформируется в течение года, потому что Земля наклонена и путешествует по эллиптическому орбитальному маршруту. В этой модели рассматривается отклонение в 16 минут.

Графическое представление солнечного дня

Вторая – среднее солнечное время. Его создали чтобы исправить проблему первого. Концепция базируется на вымышленном Солнце, которое перемещается со стабильным скоростным показателем, тратя на дорогу 24 часа. Здесь длина будет поддерживаться постоянной.

В обеих моделях измерение времени основывается на осевом вращении. Нам важен угол, через который планета должна обернуться, чтобы привести меридиан под Солнце. Теперь вы знаете, что собою представляет солнечный день для Земли и любых других планет Солнечной системы.

Читайте также:

(1 оценок, среднее: 5,00 из 5)


Смотрите также