Как рассчитать солнечное время
Как рассчитать истинное солнечное время для своей местности?
В Китайском Календаре сутки делятся на 12 равных частей продолжительностью в 2 часа, и каждая находится под влиянием определенной Земной Ветви. Сутки начинаются ровно посередине часа (Крыса). Поэтому именно эта китайская двухчасовка делится пополам на Позднюю Крысу и Раннюю Крысу:
Для расчета карты ба цзы, а также для большинства действий, связанных с фэн-шуй и ци мень дун цзя, нам нужно пересчитать гражданское время на истинное. Разница между гражданским и истинным временем обусловлена в основном часовыми поясами, объединяющими целые регионы. Везде, где часовой пояс одинаков, полдень наступает в одно и то же время. Тогда как полдень по истинному (солнечному) времени в разных точках одного региона бывает в разное время: восточнее — раньше, западнее — позже.
Таким образом, для расчета солнечного времени понадобятся географические координаты вашего населенного пункта, вернее, долгота. Эту информацию можно легко найти в интернете.
За сутки Земля оборачивается вокруг своей оси на 360°, а значит, за 1 час она проходит 15° (360/24 = 15). Именно на расстоянии 15° друг от друга и расположены базовые меридианы, определяющие часовые пояса UTC (универсально координированное время). Меридиан 0° соответствует часовому поясу UTC ± 0, меридиан 15° — UTC+1, меридиан 30° – UTC+2 и так далее. Если ваш населенный пункт находится прямо на меридиане, то гражданское и истинное время, скорее всего, совпадут (хотя, проверять нужно в любом случае, потому что в России зачастую слишком большие пространства объединены одним часовым поясом!).
Для расчета солнечного времени возьмем часовой пояс, действующий в вашем городе. Например, в Москве сейчас действует UTC+4. Меридиан, соответствующий UTC+4, находится на 60° восточной долготы. Однако Москва находится на 37°37′ восточной долготы.
Теперь нам нужно 37′ перевести в градусы. Это просто: 1 градус делится на 60 долей, которые называют «минутами». А каждая минута в свою очередь содержит 60 «секунд». Чтобы величину угла, указанную в формате (градусы минуты) перевести в десятичные доли градуса, следует к количеству целых градусов прибавить количество минут, разделенное на 60 (секунды округлим при этом, такой точности нам не нужно).
Итак, 37′ разделим на 60, получим 0,6167. Округлим до 0,62. Москва находится на 37,62° восточной долготы.
Найдем разницу между долготой базового меридиана 60° и долготой Москвы:
Москва расположена на 22,38° западнее базового меридиана 60°. Эту разницу умножим на 4 минуты, за которые Земля проходит 1° :
Что равно 1 часу 29,56 минутам. То есть 1ч. 30 мин., если округлить. Это и есть разница между гражданским (местным) и истинным (солнечным) временем в Москве.
Во сколько же в Москве начинается, например, час 巳 (Змеи)? По солнечному времени час 巳 с 9:00 — 11:00 ч. Москва находится западнее базового меридиана, значит, час 巳 начнется там позже, чем на самом меридиане. Позже на 1 ч. 30 мин. (разница между гражданским и солнечным временем для Москвы, которую мы рассчитали выше). То есть час 巳 в Москве на данный момент начинается приблизительно в 10:30 и заканчивается в 12:30 по московскому времени. Следующий час 午 (Лошадь) начинается в 12:30 и заканчивается в 14:30 по московскому времени. И так далее со всеми китайскими двухчасовками.
Когда в Москве действовал часовой пояс UTC+3, мы рассчитывали разницу между долготой базового меридиана 45° и долготой Москвы. Эта разница равнялась
Переведем в минуты:
То есть в Москве китайские двухчасовки начинались позже примерно на 30 минут.
Если бы разница была со знаком +, это означало бы, что Москва находится восточнее меридиана, относительно которого мы определяем часовой пояс. И китайские двухчасовки начинались бы раньше на 30 минут, то есть час 巳 начинался бы в 8:30 и заканчивался бы 10:30 по местному времени при разнице +30 минут.
Из-за неправильной, вытянутой формы земной орбиты, продолжительность суток может отличаться в разное время года. Для этого тоже существуют методы расчета, но здесь мы их не станем рассматривать. Я просто советую в практике фэн-шуй и ци мень отступать от границ китайской двухчасовки примерно минут 15, чтобы уж точно попасть в нужную.
Если после прочтения статьи что-то осталось не понятно, пишите в комментариях ниже. Постараюсь всем ответить по мере сил!
Как рассчитать солнечное время
Аналемматические солнечные часы. Расчет
Автор: Кулькова Светлана 03.07.2012 14:21
Одним из популярных украшений для города и сада являются солнечные часы. В наши дни они выполняют декоративную и познавательную функцию, а когда-то это был практичный и полезный инструмент для измерения времени. Их устанавливали на главных площадях городов, в парках и садах, на стенах зданий, и порой конструкция часов была весьма неожиданна и забавна, например, «стрелкой» служило древко косы скульптуры костлявой старухи-смерти, напоминая смертным, что время неумолимо. Сейчас многие люди сделали искусство конструирования солнечных часов (гномонику) своим хобби.
Некоторых постройка солнечных часов отпугивает кажущейся сложностью, хотя на самом деле всё довольно просто. Существуют много типов солнечных часов: экваториальные, горизонтальные, вертикальные, утренние или вечерние, конические, шаровые, цилиндрические и т.п.. Мы же Вам расскажем как изготовить интерактивные аналемматические солнечные часы, где в качестве часовой стрелки выступает тень самого человека.
Аналемматические солнечные часы на берегу озера Сенеж
фото с сайта sundials.ru
Помните, что солнечные часы.
. не работают после захода Солнца и в пасмурную погоду.
. можно использовать только в том месте (географических координат), для которого они рассчитаны.
. показывают истинное солнечное время, когда как гражданские (наручные) часы показывают среднее солнечное время.
РАСЧЕТ АНАЛЕММАТИЧЕСКИХ СОЛНЕЧНЫХ ЧАСОВ
Длина тени от гномона:
Длина малой полуоси эллипса:
Формула для расчета координат точки эллипса по заданному часовому углу:
Для расчета календарной площадки, применяется следующая формула:
КОЕ-ЧТО О ПОПРАВКАХ
1. Поправка на годовую неравномерность движения Солнца по небу. Понятие аналеммы.
Момент, когда солнце достигает высшей точки своего суточного пути и пересекает местный меридиан, называется истинным солнечным полуднем. Промежуток времени между двумя последовательными полуднями называется истинными солнечными сутками.
Часы, минуты и секунды гражданского времени в течение всего года текут равномерно, чего не скажешь о движении Солнца по небосклону. Земля движется по эллипсу вокруг Солнца, поэтому в начале года (при прохождении перигелия) ее скорость заметно выше, чем в летние месяцы (в афелии), а вместе с этим изменяется и видимая скорость движения Солнца по небосводу. К тому же, благодаря наклону земной оси летом Солнце на небе забирается гораздо выше, чем зимой. Все это приводит к тому, что продолжительность истинных солнечных суток меняется в течении года: зимой они чуть длиннее, летом чуть короче. Самые длинные истинные солнечные сутки на 51 секунду продолжительнее самых коротких.
Переменчивость длительности истинных солнечных суток делает их неудобными в качестве измерения времени. Поэтому наши наручные часы показывают некое среднее время. Продолжительность средних суток, называемых еще гражданскими, получают путем складывания продолжительности всех солнечных суток года и делят получившуюся сумму на количество суток в году.
Разница между истинным и средним солнечным временем выражается уравнением времени:
Одно из графических выражений уравнения времени – это аналемма, линия, соединяющая все положения Солнца на небе в разные дни года, но в одно время суток. Если в течении года в один и то же момент времени фотографировать положение Солнца и потом сложить кадры, то получиться своеобразная «восьмёрка» на небе.
Аналемма над Храмом Зевса
Фото: Антоний Айомамитис
2. Поправка на декретное и «летнее» время
3. Поправка на разницу с поясным временем
Если с летним и декретным временем все понятно, то зачем вводить коррекцию на разницу с поясным временем? Солнечные часы на одной и той же долготе (меридиане) показывают одинаковое время. Вследствие вращения Земли с запада на восток местное время в один и тот же момент на разных меридианах различно. Солнцу требуется 4 минуты для перемещения на один градус долготы с востока на запад (в северном полушарии). Поэтому местное среднее время какого либо пункта может отличаться от поясного больше, чем на полчаса.
Например, на меридиане, лежащем на 15° к востоку от данного, местное время будет больше на 1 час, а на меридиане, расположенном на 15° к западу,— меньше на 1 час, чем на данном меридиане. В повседневной жизни пользоваться местным временем неудобно, поэтому это было причиной ввода единого поясного времени, действующего на территории определенного региона или области.
К примеру, солнечные часы жителя Братска (101,7° в.д.) покажут полдень на 10,4 минут позже, чем солнечные часы жителя Иркутска (104,3° в.д.), в то время как наручные часы обоих городов идут абсолютно синхронно.
Например, средний (центральный) поясной меридиан для Иркутской области составляет 105° восточной долготы, Братск находится на 3,3° западнее него, соответственно получим 3,3°*4=13,2 минут, которые надо добавить к показаниям солнечных часов, чтобы получить гражданское время. Или просто сразу учесть эту поправку в конструкции часов, сместив часовые метки влево (если западнее среднего меридиана) или вправо (если восточнее) на нужное количество минут на циферблате, который будет показывать гражданское время.
Ну вот и все. Ничего за облачно сложного.
Можем приступать непосредственно к расчетам.
Во второй части статьи мы рассчитаем чертеж аналемматических солнечных часов, на примере, для города Братска.
Шкалы времени
Этот калькулятор поможет узнать разницу различных видов времени: среднее солнечное, истинное солнечное, стандартное, универсальное или динамическое время.
Шкалы времени
Единицы времени.
Истинное солнечное время, Local Apparent Time (LAT)
Среднее солнечное время, Local Mean Time (LMT)
Британская Научная Ассоциация в 1862 году постановила, что «Все учёные согласились употреблять секунду среднего солнечного времени как единицу времени». Определение секунды как 1/86400 средних солнечных суток с тех пор прижилось, вошло в системы единиц измерения СГС и МКС и просуществовало до середины 20 века.
Стандартное (поясное) время, Standard Time (ST), необходимость введения
Всемирное время, Universal Time (UT)
В других странах были предложения избрать собственные меридианы для отсчета стандартного времени, но к счастью представители ученого мира разных стран смогли договориться и избрали Гринвичский меридиан в качестве опорной точки для отсчета времени повсеместно.
Всемирная меридианная конференция, проведенная в Вашингтоне с целью унификации нулевого меридиана в 1884-м году выбрала меридиан Гринвичской обсерватории в качестве единого нулевого меридиана и рекомендовала использовать время на нулевом меридиане, как единую точку отсчета времени везде, где это будет удобным. Международный астрономический союз в начале 20 века предлагает использовать название Всемирное время (Universal Time, UT) вместо ранее использовавшегося Гринвичского среднего времени, GMT для обозначения среднего солнечного времени на нулевом меридиане с началом суток в полночь.
Эфемеридное время, Ephemeris Time (ET)
Всемирное время основывается на вращении Земли. Однако точные астрономические наблюдения показали, что вращение Земли неравномерно вследствие изменения угловой скорости вращения и движения полюса (изменение положения оси вращения). В качестве новой, более точной шкалы времени было предложено использовать шкалу, основанную на периодическом движении тел в Солнечной системе. Такая шкала получила название эфемеридное временя (ET). Соответственно новое определение секунды 1952-го года было следующим: 1/31 556 925,9747 доля тропического года для 1 января 1900 в 12 часов эфемеридного времени. Эфемеридное время может быть выражено через всемирное следующим образом:
значения ΔT приводятся в астрономических ежегодниках.
Международное атомное время, International Atomic Time (TAI)
С изобретением атомных часов человечество получило наиболее стабильный способ измерения времени. С 1967 года от эфемеридного времени перешли ко времени, которое отсчитывается атомными часами. Секунду атомного времени постарались сделать точно такой же длины, как в эфемеридной шкале, но выразили ее определение в других терминах: Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. На первое января 1958 года атомное время соответствовало всемирному. В этот момент сдвиг эфемеридного времени (ET) составил 32,184 c к всемирному.
Соответственно TAI выражается через ET так:
Всемирное координированное время, Coordinated Universal Time (UTC)
Поясное время, Standard Time (ST)
После всемирной меридианной конференции в большинстве стран начали использовать время на нулевом меридиане (всемирное время), как опорное время для определения собственного стандартного времени. В настоящем поясное время определяется как смещение относительно всемирного координированного времени (UTC). Как правило стандартное время в стране отличается от UTC на целое число часов. Но есть и исключения, например, стандартное время в Непале отличается от UTC на 5:45. Теоретически, часовой пояс меняется каждые 15 градусов на запад или восток, но на практике границы часовых зон определяются границами стран или административных единиц в странах с большой протяженностью. Протяженные с запада на восток страны, такие как Россия или США имеют несколько часовых поясов, чтобы стандартное время в отдаленных уголках страны не так уж сильно отличалось от местного солнечного. Данный калькулятор использует исторические данные о часовых зонах из базы данных часовых зон, которая кроме поясного времени содержит также данные о применении Летнее время.
Sven Grundmann,Daniel Trabert, Kilian Fehre, Nico Strenger, Andreas Pier, Leon Kaiser,Max Kircher, Miriam Weller, Sebastian Eckart,Ph. H. Schmidt,Florian Trinter, Till Jahnke, Markus S. Schöffler, Reinhard Dörner. Zeptosecond birth time delay in molecular photoionization Science 16 октября 2020, том. 370, выпуск 6514, стр. 339-341 ↩
Пипуныров В. Н. История часов с древнейших времен до наших дней. М.: Наука, 1982. ↩
В. А. Жаров, Сферическая астрономия, Фрязино, 2006, пар. 4.1 ↩ ↩ ↩
Шкалы времени
Этот калькулятор поможет узнать разницу различных видов времени: среднее солнечное, истинное солнечное, стандартное, универсальное или динамическое время.
Шкалы времени
Единицы времени.
Истинное солнечное время, Local Apparent Time (LAT)
Среднее солнечное время, Local Mean Time (LMT)
Британская Научная Ассоциация в 1862 году постановила, что «Все учёные согласились употреблять секунду среднего солнечного времени как единицу времени». Определение секунды как 1/86400 средних солнечных суток с тех пор прижилось, вошло в системы единиц измерения СГС и МКС и просуществовало до середины 20 века.
Стандартное (поясное) время, Standard Time (ST), необходимость введения
Всемирное время, Universal Time (UT)
В других странах были предложения избрать собственные меридианы для отсчета стандартного времени, но к счастью представители ученого мира разных стран смогли договориться и избрали Гринвичский меридиан в качестве опорной точки для отсчета времени повсеместно.
Всемирная меридианная конференция, проведенная в Вашингтоне с целью унификации нулевого меридиана в 1884-м году выбрала меридиан Гринвичской обсерватории в качестве единого нулевого меридиана и рекомендовала использовать время на нулевом меридиане, как единую точку отсчета времени везде, где это будет удобным. Международный астрономический союз в начале 20 века предлагает использовать название Всемирное время (Universal Time, UT) вместо ранее использовавшегося Гринвичского среднего времени, GMT для обозначения среднего солнечного времени на нулевом меридиане с началом суток в полночь.
Эфемеридное время, Ephemeris Time (ET)
Всемирное время основывается на вращении Земли. Однако точные астрономические наблюдения показали, что вращение Земли неравномерно вследствие изменения угловой скорости вращения и движения полюса (изменение положения оси вращения). В качестве новой, более точной шкалы времени было предложено использовать шкалу, основанную на периодическом движении тел в Солнечной системе. Такая шкала получила название эфемеридное временя (ET). Соответственно новое определение секунды 1952-го года было следующим: 1/31 556 925,9747 доля тропического года для 1 января 1900 в 12 часов эфемеридного времени. Эфемеридное время может быть выражено через всемирное следующим образом:
значения ΔT приводятся в астрономических ежегодниках.
Международное атомное время, International Atomic Time (TAI)
С изобретением атомных часов человечество получило наиболее стабильный способ измерения времени. С 1967 года от эфемеридного времени перешли ко времени, которое отсчитывается атомными часами. Секунду атомного времени постарались сделать точно такой же длины, как в эфемеридной шкале, но выразили ее определение в других терминах: Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. На первое января 1958 года атомное время соответствовало всемирному. В этот момент сдвиг эфемеридного времени (ET) составил 32,184 c к всемирному.
Соответственно TAI выражается через ET так:
Всемирное координированное время, Coordinated Universal Time (UTC)
Поясное время, Standard Time (ST)
После всемирной меридианной конференции в большинстве стран начали использовать время на нулевом меридиане (всемирное время), как опорное время для определения собственного стандартного времени. В настоящем поясное время определяется как смещение относительно всемирного координированного времени (UTC). Как правило стандартное время в стране отличается от UTC на целое число часов. Но есть и исключения, например, стандартное время в Непале отличается от UTC на 5:45. Теоретически, часовой пояс меняется каждые 15 градусов на запад или восток, но на практике границы часовых зон определяются границами стран или административных единиц в странах с большой протяженностью. Протяженные с запада на восток страны, такие как Россия или США имеют несколько часовых поясов, чтобы стандартное время в отдаленных уголках страны не так уж сильно отличалось от местного солнечного. Данный калькулятор использует исторические данные о часовых зонах из базы данных часовых зон, которая кроме поясного времени содержит также данные о применении Летнее время.
Sven Grundmann,Daniel Trabert, Kilian Fehre, Nico Strenger, Andreas Pier, Leon Kaiser,Max Kircher, Miriam Weller, Sebastian Eckart,Ph. H. Schmidt,Florian Trinter, Till Jahnke, Markus S. Schöffler, Reinhard Dörner. Zeptosecond birth time delay in molecular photoionization Science 16 октября 2020, том. 370, выпуск 6514, стр. 339-341 ↩
Пипуныров В. Н. История часов с древнейших времен до наших дней. М.: Наука, 1982. ↩
В. А. Жаров, Сферическая астрономия, Фрязино, 2006, пар. 4.1 ↩ ↩ ↩
Местное солнечное время
Местное солнечное время может обозначать:
Содержание
Истинное солнечное время определяется положением солнца
Именно положение Солнца определяет истинное солнечное время. Часы же показывают время, которое лишь приблизительно связано со средним (и тем более, истинным) солнечным временем. Гражданское время условно.
Точно 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).
Истинное солнечное время неравномерно
Для современного городского жителя истинное 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. А вот обычное время, напротив, организовано равномерно (если не считать скачков на ± 1 ч два раза в год) и точно и, значит, легче поддается учёту.
Плюсы и минусы
Расчёты
Расчёт среднего солнечного времени
От универсального времени можно рассчитать не только гражданское время в любом часовом поясе, но и местное среднее солнечное время на любом меридиане.
Предположим, что универсальное время равно 8 часов утра — 08:00. Тогда по гражданскому времени в Москве будет полдень: GMT+4 = 8:00 + 4:00 = 12:00. Но за четыре часа солнце перемещается на 15° × 4 = 60°. Поэтому истинный солнечный полдень будет в это время на 60° восточной долготы (например, в Екатеринбурге), а не в Москве. Чтобы узнать среднее солнечное время в Москве, надо перевести долготу места (около 38°) в часовые единицы. Поэтому в 8 часов UTC среднее солнечное время в Москве будет 8:00 + 4:38 = 12:38. Расчёт сделан для Москвы, а, например, в Балее можно самостоятельно рассчитать среднее солнечное время, имея в виду, что восточная долгота города Балей равна 116°38′, а часовой пояc считается как UTC+9.
Чтобы рассчитать среднее солнечное время, необходимо знать градусы и минуты долготы того места, где вы находитесь.
Расчёт истинного времени
Если учесть значение уравнения времени, то можно узнать истинное время на основании точного гражданского 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:
В большинстве современных стран летом гражданское время сдвигают [1] на один час вперёд. На универсальное время это не влияет (поэтому формула верна и летом), но если универсальное время UTC считать на основании гражданского, то следует учесть и этот летний час.