2. Солнечное время. При измерении времени по Солнцу за точку на небесной сфере, относительно которой определяется промежуток времени, в течение которого Земля делает полный оборот вокруг своей оси, принимается центр Солнца. Но видимое движение Солнца существенно отличается от видимого движения других светил. Так как Земля вращается вокруг Солнца по орбите (имеющей вид эллипса), совершая полный оборот в течение одного года, то положение Солнца относительно точки весеннего равноденствия непрерывно изменяется. Поэтому солнечные и звездные единицы времени не равны между собой.

В астрономии применяются два рода солнечного времени: истинное и среднее. Единицами измерения времени по Солнцу являются, соответственно, истинные и средние сутки.

Истинными солнечными сутками называют промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями центра Солнца в меридиане данного места. Момент верхней кульминации центра Солнца называют истинным полуднем. Начало счета истинного времени ведется от истинного полудня.

На основании рассуждений, аналогичных тем, которые были приведены в отношении звездного времени, приходим к выводу, что мерой солнечного времени может служить часовой угол центра видимого (истинного) Солнца tQ. Иначе говоря, истинное солнечное время численно равно часовому углу истинного Солнца. Истинное время обозначается через tg - Истинное солнечное время, отсчитанное от предшествующей полночи, обозначается через тп©; rnQ = + -f 12h.

Видимое суточное движение Солнца слагается из видимого суточного вращения небесной сферы и суточного перемещения Солнца, происходящего вследствие его видимого годичного движения, обусловленного обращением Земли вокруг Солнца. Но скорость движения Земли вокруг Солнца различна в разных местах земной орбиты, т. е. в разные времена года; видимое годичное движение Солнца происходит не по экватору, а по эклиптике, плоскость которой наклонена по отношению к плоскости экватора на угол около 23,5°. Как следствие этих двух причин, скорость видимого суточного движения Солнца неодинакова, а следовательно, продолжительность истинных суток в различные времена года различна. Непостоянство продолжительности истинных суток делает неудобным выражение промежутков времени в единицах истинного времени вследствие непостоянства единицы измерения.

Практически для измерения времени по Солнцу пользуются так называемым средним солнечным временем. Представим себе, что по экватору равномерно движется точка со скоростью, равной средней годовой скорости истинного Солнца; иначе говоря, эта точка, двигаясь равномерно, совершает полный видимый оборот по экватору в течение одного года, т. е. в тот же период, что и истинное Солнце. Эту точку называют средним экваториальным Солнцем. Среднее экваториальное Солнце вполне пригодно для измерения времени: его воображаемое движение равномерно, а само .движение происходит по экватору.

Момент верхней кульминации среднего экваториального Солнца называется средним полуднем.

Промежуток времени между последовательными одноименными кульминациями среднего экваториального Солнца, или, иначе, между двумя смежными средними полуднями, называется средними солнечными сут-

к а м и. За начало средних солнечных суток принимается средняя полночь, иначе говоря, момент нижней кульминации среднего экваториального Солнца.

Промежуток времени, прошедший от указанного начала счета средних солнечных суток и выраженный в единицах среднего времени, называется средним солнечным временем и обозначается через т.

Численной мерой среднего солнечного времени служит часовой угол среднего экваториального Солнца, увеличенный на 12, т. е.

-cp.sKB.o + lS/- (97.4)

Между средним и истинным временем существует зависимость, которая устанавливается в теоретической астрономии. Разность между истинным и средним временем называется уравнением времени и обозначается буквой Т]

т) = rriQ - m. (97.5)

Эта разность непостоянна и изменяется в течение года.

Заметим, что ранее, при исчислении среднего солнечного времени, за начало средних солнечных суток принимался момент среднего полудня и среднее время численно определялось как часовой угол tQ. Ранее среднее солнечное время, определяемое по (97.4), называлось гражданским временем и обозначалось

ср. экв. G+ 12/i. (97.6)

Для разных точек земной поверхности, но находящихся на одном меридиане, звездное, истинное, среднее время в данный момент будет соответственно одинаково; для точек же, расположенных под различными долготами, - различно. Следовательно, в общем случае для разных точек земной поверхности в определенный момент мы будем иметь различное время. Поэтому время, определенное в данный момент в данной точке, называют местным временем - звездным, средним соответственно. Но использование местного времени в общегосударственной и гражданской жизни было бы крайне неудобно. Поставленные правильно в каком-либо пункте Земли часы оказались бы неверными при перемещении часов в другой пункт, причем эта неправильность в показаниях часов выражалась бы в часах, минутах, секундах, т. е. в дробных частях суток. Для того чтобы время в различных точках земного шара отличалось только на целые часы, введено так называемое поясное время. Для этой цели поверхность земного шара разделена меридианами на 24 пояса (т. е. на число часов в сутках) через 15° по долготе, причем средний меридиан нулевого пояса проходит через Гринвич - точку начала счета долгот. Далее вводится условие: в пределах каждого такого пояса считать время одинаковым, равным времени среднего меридиана каждого пояса. Так как в один физический момент разность местного времени для любых двух точек равна разности часовых углов какого-либо светила или разности долгот этих двух точек, то при указанном условии часы, поставленные по поясному времени, для любой точки земного шара будут показывать одни и те же минуты и секунды и отличаться на целое число часов, равное числу поясов, отделяющих одну точку от другой. Такой счет времени очень удобен и в настоящее время принят почти во всех странах.

Местное время на среднем меридиане нулевого пояса (в Гринвиче) называют всемирным временем.

в отдельных странах стрелки часов передвигают по отношению к поясному времени на один или два часа вперед. Такое время принято называть декретным временем.

В СССР стрелки часов передвинуты на один час вперед по отношению к поясному времени. Следовательно, для СССР декретное время равно поясному плюс один час.

Выше было дано понятие об эфемеридном времени, которое введено в последнее десятилетие, в связи с установлением неравномерностей вращения Земли вокруг своей оси. Можно сказать, что эфемеридное время есть мера фиктивного равномерного вращения Земли.

Выше были указаны выявленные закономерности изменения скорости вращения Земли: вековые, сезонные, а также нерегулярные (неправильные).

Вековые изменения, вызванные приливными явлениями, заключаются в систематическом изменении вращательного движения Земли, что вызывает удлинение суток. Величина удлинения суток равна 0,00164 в столетие. Однако такое малое изменение продолжительности суток оказывает значительное влияние на исчисление времени. Пусть суточное изменение продолжительности суток равно Ai. Тогда за т суток среднее изменение их продолжительности

выразится величиной -- а изменение времени, соответствующее т суткам,

определится формулой у г- Ai, т. е. пропорционально квадрату числа суток.

Принимая, приближенно, для столетия mAt = 36 525 Ai = 0,00164, будем иметь:

1 Ai - 4 m. 0,0016 = Q 525 0,0016 30.

Таким образом, если изменение продолжительности суток за 100 лет составляет всего 0,00164% то изменение времени за тот же период будет равно около 30.

Отсюда следует, что малые вековые изменения продолжительности суток оказывают заметное и даже большое влияние на исчисление времени, но в течение больших периодов. Подобным расчетом можно показать, что при малых промежутках времени вековые изменения суток не оказывают заметного влияния на исчисление времени, и ими можно во многих случаях пренебречь.

Сезонные (периодические) изменения, вызванные, как отмечалось выше, природными явлениями, вызывают в разное время года ускорение и замедление скорости вращения, а следовательно, удлинение и укорочение продолжительности суток в пределах 0,0012-0,0015; вследствие этого ошибка в исчислении времени колеблется от +0,03 до -0,03. Существуют эмпирические формулы для вычисления поправок за сезонную неравномерность продолжительности суток. При исчислении времени на сравнительно незначительные периоды сезонные изменения скорости вращения Земли могут оказывать заметное влияние и их в соответствующих случаях необходимо учитывать. Наоборот, при исчислении многолетних периодов времени влияние сезонной неравномерности течения суток сказывается незначительно, так как ошибки исчисления времени, вызванные рассматриваемой причиной, в значительной мере компенсируются из года в год; поэтому в этом случае нередко ими можно пренебречь. Нерегулярные изменения скорости вращения Земли не имеют определенных закономерностей и по своей величине характеризуются величинами порядка тысячных долей секунды за сутки; естественно, что если в течение некоторого периода эти изменения имеют один знак (что иногда и имеет место), то нерегулярные