Как определить местное время по географии. Зависимость между долготой и временем Как определить местное время

Точное время и определение географической долготы.

Солнце всегда освещает только половину земного шара: на одном полушарии - день, а на другом в это время ночь, соответственно всегда есть точки, где в данный момент полдень, и Солнце находится в верхней кульминации. По мере того как Земля вращается вокруг оси, полдень наступает в тех местах, которые лежат западнее. По положению Солнца (или звезд) на небе определяется местное время для любой точки земного шара. Местное время в двух пунктах (T1 и Т2) отличается ровно на столько, на сколько отличается их географическая долгота:

Т1-Т2 =L1- L2.

Ясно, что полдень наступает в данном пункте Земли позже, чем в другом, ровно на столько, сколько времени нужно планете, чтобы повернуться на угол, соответствующий разности их долгот. Так, например, в Санкт-Петербурге, который находится на 8°45" западнее Москвы, полдень наступает на 35 минут позднее. Определив из наблюдений местное время в данном пункте и сравнив его с местным временем другого, географическая долгота которого известна, можно вычислить географическую долготу пункта наблюдения. Условились отсчитывать долготу от начального (нулевого) меридиана, проходящего через Гринвичскую обсерваторию. Местное время этого меридиана называют всемирным временем - Universal Time (UT). Тогда

иначе говоря, местное время любого пункта равно всемирному времени в этот момент плюс долгота данного пункта от начального меридиана, выраженная в часовой мере. Точный счет времени осложняется тем, что его прежний эталон - период вращения Земли - оказался не вполне надежным. Одной из основных единиц времени уже давно были избраны солнечные сутки - промежуток времени, который проходит от одной верхней кульминации Солнца до другой. Но по мере возрастания точности астрономических наблюдений стало очевидно, что продолжительность суток не остается постоянной.

Скорость вращения нашей планеты меняется на протяжении года, а кроме того, происходит, хотя и очень медленно, замедление ее вращения. Поэтому понятно, что определение секунды как единицы времени, составляющей 1/86 400 часть суток, потребовало уточнения. Современное определение секунды вам известно из курса физики. Использование атомных часов, которыми располагают службы точного времени и государственный эталон времени и частоты, обеспечивает исключительно малую погрешность в счете времени (около 5 10-9 с за сутки). Транслируемые по радио сигналы точного времени передаются именно с атомных часов. Принимая эти сигналы и определяя местное время по наблюдениям моментов кульминации звезд, можно вычислить точные координаты любого пункта земной поверхности. Эти пункты служат опорными точками при составлении карт, прокладке трасс газопроводов, автомобильных и железных дорог, строительстве крупных объектов и ряде других работ.

Сигналы точного времени, наряду с другими средствами (радиомаяками, навигационными спутниками и т. п.) необходимы в авиационной и морской навигации. Если бы в своей повседневной жизни мы пользовались местным временем, то по мере передвижения на запад или восток приходилось бы непрерывно передвигать стрелки часов. Возникающие при этом неудобства столь очевидны, что в настоящее время практически все население земного шара пользуется поясным временем. Поясная система счета времени была предложена в 1884 г. Согласно этой системе весь земной шар был разделен по долготе на 24 часовых пояса (по числу часов в сутках), каждый из которых занимает примерно 15°. По сути дела, счет времени по этой системе ведется только на 24 основных меридианах, отстоящих друг от друга на 15° по долготе. Время на этих меридианах, которые расположены примерно посередине каждого часового пояса, отличается ровно на один час. Местное время основного меридиана данного пояса называется поясным временем. По нему ведется счет времени на всей территории, относящейся к этому часовому поясу. Поясное время, которое принято в конкретном пункте, отличается от всемирного на число часов, равных номеру его часового пояса:

где UT - всемирное время, a n - номер часового пояса.

Границами часовых поясов являются линии, которые идут от Северного полюса Земли до Южного и отстоят приблизительно на 7,5° от основных меридианов. Эти границы далеко не всегда проходят строго по меридианам, а проведены по административным границам областей или других регионов так, чтобы на всей их территории действовало одно и то же время. Естественно, например, что Москва живет по времени одного (второго) часового пояса. Если же формально следовать принятому правилу деления на часовые пояса, то нужно было бы провести границу пояса так, что город оказался бы разделенным на две неравные части.

В нашей стране поясное время было введено с 1 июля 1919 г. С тех пор границы часовых поясов неоднократно пересматривались и изменялись. С января 1992 г., когда в России часы были переведены на один час вперед, мы живем по так называемому декретному времени, которое было введено в СССР еще в 1930 г. В конце марта страна переходит на летнее время, стрелки часов переводятся еще на один час вперед. Отменяется летнее время в конце сентября, стрелки возвращают на один час назад. Дни, когда вводится и отменяется летнее время, ежегодно устанавливаются распоряжением правительства. Московское декретное время, которое показывают часы не только в Москве, но также в Санкт-Петербурге и центральных областях России, отличается от всемирного времени на 3 часа зимой и на 4 часа летом.

Алгоритм решения задач

по определению поясного и местного времени.

Определение поясного времени

Задача: Определите поясное время Магадана, если в Москве 6 часов.

Действия:

1. Определите, в каком часовом поясе находятся пункты

Москва 2; Магадан 10;

2 .Определите на сколько разница во времени между пунктам

10 -2 =8 (разница между пунктами во времени)

3. Вычислите поясное время (определите какой пункт восточнее, какой западнее.) Магадан восточнее, значит там времени больше следовательно, к Московскому времени нужно прибавить разницу во времени. 6 +8 = 14 часов

Ответ: Поясное время Магадана 14 часов.

Определение местного времени

Задача: Определите местное время в Магадане, если в Москве 6часов.

Действия:

1. Определите географическую долготу пунктов

Москва 37° в.д; Магадан 151° в.д;

2. Вычислите разницу в градусах между пунктами

151°-37°=114°

3. Вычислить разницу во времени между пунктами

114 х 4 =456:60= 7,6 часа (это 7 часов 36 минут т.к 0,6 часа х 60 минут = 36 минут)

4. Определить местное время (сложить время Москвы и разницу во времени.)

6 +7 ч. 36 мин = 13 ч.36 мин

Ответ: Местное время в Магадане13 ч.36 мин

Примечания :

0,1 часа – 6 минут

0,2 часа -12 минут

0,3 часа -18 минут и.т д

Задания на определение поясного времени

Самолет вылетел из Читы (8-й часовой пояс) в Мурманск (2-й часовой пояс) в 22 ч.

В Мурманске самолет приземлился в 21 ч. Сколько времени самолет находился в полете?

Решение:

Для ответа на задание нужно определить разницу во времени в двух городах. Известно, что время каждого часового пояса отличается на 1 ч. Для Читы и Мурманска разница составляет

(8 – 2 = 6) 6 ч. Зная, что Чита находится восточнее Мурманска, делаем вывод о том, что в Чите

времени на 6 ч. больше, чем в Мурманске. Значит самолет вылетел из Читы, когда в Мурманске было (22 – 6 = 16) 16 ч., а приземлился в Мурманске в 21 ч. Соответственно он находился в полете 5 ч.

Задания:

1. Самолет вылетел из Читы (8-й часовой пояс) в Мурманск (2-й часовой пояс) в 15 ч по местному времени. Время полета из Читы до Мурманска 5 ч. Сколько времени будет в Мурманске, когда самолет приземлится? Ответ: 14 ч.

2. Определите, когда по московскому времени совершит посадку в Москве (2-й часовой пояс)

самолет, вылетевший из Екатеринбурга (4-й часовой пояс) в 11 ч по местному времени и находившийся в полете 2 ч. Ответ: 11 ч.

3. Определите, когда по московскому времени совершит посадку в Москве (2-й часовой пояс)

Самолет, вылетевший из Новосибирска (5-й часовой пояс) в 11 ч по местному времени и находившийся в полете 5 ч. Ответ: 13 ч.

4. Самолет вылетел в 9 ч из Москвы (2-й часовой пояс) в Якутск (8-й часовой пояс) .

Когда по местному времени совершит посадку в Якутске самолет, находившийся в полете 5 ч?

Ответ: 20 ч.

5. Сколько времени (с учетом декретного) будет в Красноярске (6-й часовой пояс), если в Лондоне полночь? Ответ: 7 ч.

6. Сколько времени (с учетом декретного) будет в Мурманске (2-й часовой пояс), когда в Лондоне 12 ч дня? Ответ: 15 ч.

7. Определите поясное время (с учетом декретного) Красноярска (6-й часовой пояс), если в Лондоне 11 ч. Ответ: 18 ч.

8. Сколько времени в Омске (5-й часовой пояс), когда в Москве 15 ч? Ответ: 18 ч.

9. Сколько времени, с учетом декретного, будет во Владивостоке (9-й часовой пояс), когда в Лондоне полночь? Ответ: 10 ч.

Для решения задач на определение поясного времени необходимо: внимательно изучить карту часовых поясов России и мира. Обратить внимание на разницу во времени на территории России и мира, иметь четкое представление о поясном, декретном, московском времени; помнить расположение линии перемены дат.

Основные тезисы темы: часовые пояса мира.

В каждом часовом поясе время исчисляется по меридиану, проходящему по его середине. Это время называется поясным. Оно отличается от времени соседнего пояса ровно на один час. Отсчет поясов ведется с запада на восток. За нулевой принят пояс, по оси которого проходит Гринвичский меридиан.

Местное время-это время на одном меридиане в каждой его точке.

Территория России располагается в пределах 11 часовых поясов, со 2 Московского по 12. Одиннадцать часов разделяют Калининградскую область от Чукотки на востоке.

Линия перемены дат. Для того чтобы избежать путаницы с сутками года, международным соглашением установлена линия перемены дат. Она проведена по географическим картам приблизительно по 180-му меридиану в обход суши. Если мы пересечем эту линию с запада на восток, то мы совершим Т+1 оборот, т.е. Т+1 сутки, и, как ни странно, приедем во вчерашний день. Следовательно,пересекая эту линию с запада на восток, мы должны считать одни и те же сутки два раза. При пересечении линии перемены дат с востока на запад, наоборот, пропускать один день.

Декретное время. Специальным постановлением (декретом) Совета Народных Комиссаров в 1930 году поясное время на территории страны было переведено на один час вперед. Это было сделано для более эффективного, полного использования дневного времени суток.

Летнее время. Продолжительность дня летом увеличивается. По всей стране в последнее воскресенье марта вводится летнее время: стрелки часов переводятся на один час назад. Осенью, в последнее воскресенье октября, летнее время отменяется.

Задачи на определение поясного времени .

1. Определите летнее время в Якутске, в Магадане, если в Москве 10 часов утра?

2. Определить время в Бразилии, если в Москве 8 часов?

3. По какой системе пришлось бы измерять время на Земле, если бы она не вращалась вокруг своей оси?

4. Теплоход, отплывший из Владивостока в субботу 24 мая, прибыл в Сан-Франциско (США) ровно через 15 суток. Какого числа, в какой месяц и день недели он прибыл в Сан-Франциско?

5. На нулевом меридиане полдень, а на корабле 17-00. В каком океане плывет корабль?

6. Если в Лондоне 12-00, который час по поясному времени в Москве и Владивостоке?

7. Который час в Магадане по местному времени, если на линии Гринвичского меридиана

12-00?

8. Житель Аляски прилетел на Чукотку. На сколько часов ему надо перевести стрелки?

9. Сколько раз в нашей стране можно встречать Новый год?

Решение задач на местное и поясное время.

Задача №1.

На 30° в.д. среда, 1 января, 18 час местного времени. Какой день недели, число и время на 180 меридиане?

Решение:

1.Находим разницу в градусах и во времени между 30° в.д. и 180 – градусным меридианом:

180°- 30°в.д = 150°: 15°/час = 10 часов (это разница во времени).

Так как 180 меридиан распложен восточнее 30° в.д., то к местному времени 30° в.д. (18 часов) нужно прибавить разницу во времени т.е. 10 часов:

18 час+10 час = 28 час (1 сутки и 4 часа).

Ответ:

Задача №2.

В Киеве поясное время – 12 час. В пункте А местное время – 9 часов, а в пункте Б – 14 часов.

Определите географическую долготу пунктов А и Б.

Решение:

Долгота Киева - 31° в.д.

Для пункта «А»

1)12 часов – 9 часов = 3 часа;

2)3 часа×15° = 45°;

3)45° - 31° = 14°з.д.

Для пункта «Б»

1)14 часов – 12 часов = 2 часа;

2)2 часа×15° = 30°;

3)31°+30° = 61°в.д.

Ответ:

Долгота пункта А – 14°з.д., долгота пункта Б – 61° в.д.

Задача №3.

На 180 меридиане – понедельник, 15 мая, 15 часов местного времени. Какое число, день недели и местное время на: 45° в.д., 150° в.д., 0° долготы, 15°з.д., 170°з.д.

Решение:

а)180° - 45° = 135: 15/час = 9 часов

9 часов – разница во времени между 180° меридианом и 45° в.д. Так как 45° в.д. находится восточнее 180° меридиана, то

Ответ:

б)180° – 150° в.д. = 30°, 30°: 15/час = 2 часа,

15 часов – 2 часа = 13 часов.

Ответ:

в)180° – 0° = 180°, 180°: 15/час = 12 часов

15 часов – 12 часов = 3 часа утра.

Ответ:

г)180° + 15°з.д. = 195°, 195°: 15/час = 13

учитывая направление вращения Земли с запада на восток:

15 часов – 13 часов = 26 часов или 2 часа утра, 15 мая, понедельник.

Ответ:

д)180° – 170°з.д. = 10° × 4мин= 40 минут

15 часов + 40 минут = 15 часов 40 минут.

Ответ:

Задача №4.

Самолёт вылетел из Претории (ΙΙ часовой пояс) в 15 часов 1 – го декабря и полетел на северо-восток. Через 9 часов он пересёк 180-й меридиан, а ещё через 2 часа приземлился в Гонолулу (14 часовой пояс). Который час и какое число будет в Гонолулу в момент приземления.

Решение:

1.Определить разницу во времени между городами

24 - 14 – 2 = 12 часов

2.Определить время в Гонолулу в момент приземления из Претории. Так как Гонолулу находится западнее, то

15 – 12 = 3 часа

3.Поясное время в Гонолулу в момент приземления самолёта

3 + 9 + 2 = 14 часов.

Ответ:

Высота солнца над горизонтом.

Определение географических координат.

Задача №1.

Определите географическую широту города, если известно, что в дни равноденствия солнце в полдень стоит над горизонтом на высоте 63° (тень падает на юг).

Решение:

Пункт находится в южном полушарии. Высота солнца в дни равноденствия определяют по формуле h = 90° - φ. Определите широту пункта φ = 90° - 63° = 27°ю.ш.

Задача №2.

На какой географической широте расположен город А, если солнце в полдень 22 декабря (тень падает на юг) находится на высоте 70° над горизонтом.

Решение:

Из условия задачи следует, что пункт А расположен в южном полушарии, так как тень падает на юг. Высота солнца для летнего солнцестояния (22 декабря – в южном полушарии лето) определяется по формуле h = 90° - φ + 23° 30"

Из этой формулы можно найти φ широту места т.е. города А

φ = 90° - 70° + 23°30" = 43°30"ю.ш.

Ответ:

Географическая широта города А = 43°30"ю.ш.

Задача №3.

Определите географические координаты города – столицы, расположенной на запад от Киева на 27°30". Полярную звезду в этом месте видно на расстоянии 54° от точки зенита.

Решение:

1.Долгота Киева 30°30" в.д. Можем найти географическую долготу города

λ = 30°30" – 27°30" = 3° в.д.

2.В северном полушарии географическая широта любой точки равна углу между Полярной звездой и линией горизонта. Находим географическую широту:

φ = 90° - 54° = 36°с.ш.

Ответ:

Географические координаты 36°с.ш. и 3°в.д.

Задача №4.

В городе – столице островного государства солнце в течение суток выше всего находится над горизонтом в 4 часа по Гринвичу. В течении года высота солнца изменяется от 52° до 90°. Назовите город и государство.

Решение:

1.Определите часовой пояс города:

12 часов – 4 часа = 8 часовой пояс

2.Определите географическую долготу зная, что через каждые 15° разница во времени 1 час.

8 часов × 15° = 120° в.д.

3.город расположен между тропиками, так как солнце может быть в зените (90°) min угол падения солнечных лучей 52° даёт возможность определить географическую широту в период зимнего солнцестояния

φ = 90° - 52° – 23,5° = 14,5°

Город имеет географические координаты 14,5°с.ш. и 120°в.д.

Ответ:

г. Манила, Филиппины.

Путешествуя по России и Миру, необходимо помнить, что время может меняться в зависимости от того, где вы находитесь. Так как в основном везде используется местное время необходимо уметь определять его в любой точке мира. В основу современной системы часовых поясов положено универсальное координированное время UTC (всемирное время), от которого зависит время всех часовых поясов. Шкала UTC была введена в 1964 году и устанавливается по атомным часам. Всемирное координированное время UTC, всегда остается независимым ориентиром для всего мира и из которого, зная разницу между своим поясным временем, вы всегда сможете вычислить ваше местное время.

Система поясного времени позволяет легко определять поясное время в любом пункте. Между поясным временем и часовыми поясами имеется определённая зависимость. Разность поясных времён двух пунктов равна разности номеров часовых поясов. Указанное соотношение позволяет определять время в заданном пункте по известному поясному времени другого пункта времени.

Время в заданном пункте будет равно времени пункта, где оно известно, плюс или минус разность номеров часовых поясов. Указанная разность прибавляется к известному поясному времени, если пункт, время которого определяется, расположен к востоку от пункта, время которого известно, а если к западу – вычитается.

В России:

Согласно федеральному закону «О внесении изменений в Федеральный закон «Об исчислении времени»», принятому 1 июля 2014 года, с 26 октября 2014 года московское время соответствует третьему часовому поясу в национальной шкале времени Российской Федерации UTC+3. Установлено 11 часовых зон, соответствующих по международной нумерации часовым поясам со 2-го по 12-й включительно.

1-я часовая зона (МСК-1, московское время минус 1 час, UTC+2): Калининградская область;

2-я часовая зона (МСК, московское время, UTC+3): Республика Адыгея (Адыгея), Республика Дагестан, Республика Ингушетия, Кабардино-Балкарская Республика, Республика Калмыкия, Карачаево-Черкесская Республика, Республика Карелия, Республика Коми, Республика Крым, Республика Марий Эл, Республика Мордовия, Республика Северная Осетия - Алания, Республика Татарстан, Чеченская Республика, Чувашская Республика - Чувашия, Краснодарский край, Ставропольский край, Архангельская область, Астраханская обл., Белгородская область, Брянская область, Владимирская область, Волгоградская область, Вологодская обл., Воронежская область, Ивановская область, Калужская область, Кировская и Костромская обл., Курская область, Ленинградская область, Липецкая обл., Московская область, Мурманская область, Нижегородская обл., Новгородская область, Орловская область, Пензенская область, Псковская область, Ростовская область, Рязанская область, Саратовская область, Смоленская обл., Тамбовская область, Тверская область, Тульская область, Ульяновская область, Ярославская область, Ненецкий автономный округ; города федерального значения - Москва, Санкт-Петербург, Севастополь;

3-я часовая зона(МСК+1, UTC+4): Удмуртская Республика, Самарская область;

4-я часовая зона(МСК+2, UTC+5): Республика Башкортостан, Пермский край, Курганская область, Оренбургская область, Свердловская обл., Тюменская область, Челябинская обл., Ханты-Мансийский и Ямало-Ненецкий автономные округа;

5-я часовая зона(МСК+3, UTC+6): Республика Алтай, Алтайский край, Новосибирская, Омская и Томская обл.;

6-я часовая зона(МСК+4, UTC+7): Республика Тыва, Респ. Хакасия, Красноярский край и Кемеровская область;

7-я часовая зона(МСК+5, UTC+8): Республика Бурятия, Забайкальский край, Иркутская область;

8-я часовая зона(МСК+6, UTC+9): Республика Саха (Якутия) (Алданский, Амгинский, Анабарский, Булунский, Верхневилюйский, Вилюйский, Горный, Жиганский национальный эвенкийский, Кобяйский, Ленский, Мегино-Кангаласский, Мирнинский, Намский, Нерюнгринский, Нюрбинский, Олекминский, Оленекский эвенкийский национальный, Сунтарский, Таттинский, Томпонский, Усть-Алданский, Усть-Майский, Хангаласский, Чурапчинский и Эвено-Бытантайский районы), город Якутск, Амурская область;

9-я часовая зона(МСК+7, UTC+10): Республика Саха (Якутия) (Верхоянский, Оймяконский и Усть-Янский районы), Приморский и Хабаровский край, Магаданская обл., Сахалинская область (Александровск-Сахалинский, Анивский, Долинский, Корсаковский, Курильский, Макаровский, Невельский, Ногликский, Охинский, Поронайский, Смирныховский, Томаринский, Тымовский, Углегорский, Холмский, Южно-Курильский районы), Еврейская автономная область, город Южно-Сахалинск;

10-я часовая зона(МСК+8, UTC+11): Республика Саха (Якутия) (Абыйский, Аллаиховский, Верхнеколымский, Момский, Нижнеколымский и Среднеколымский районы), Сахалинская область (Северо-Курильский район);

11-я часовая зона(МСК+9, UTC+12): Камчатский край, Чукотский автономный округ.

Сигналы точного времени передаются по радио, телевидению и через Интернет в системе UTC.

Из книги А.А.Гурштейна "Извечные тайны неба"

У КАЖДОГО СВОЕ ВРЕМЯ

Картина ежедневного видимого перемещения Солнца по небосводу нам уже знакома и понятна. Солнце восходит, поднимается над горизонтом, достигает верхней кульминации, спускается и заходит. Счет времени в пределах суток у всех народов всегда был связан с этим видимым перемещением нашего главного светила. Солнце восходит - в данном месте наступает утро, Солнце клонится к горизонту - в данном месте близится вечер. Момент верхней кульминации Солнца - это истинная середина дня. Мы называем этот момент местным полднем .
Такая картина наблюдается в любой точке земного шара. (Исключение составляют районы, прилегающие к Северному и Южному полюсам Земли; сущность видимого перемещения Солнца по небосводу там остается точно такой же, как и в любом другом месте, но внешне картина выглядит несколько иначе-в этих районах чередуются летний полярный день и зимняя полярная ночь. Чтобы излишне не усложнять объяснение, мы этих особенностей касаться в дальнейшем не будем).
Где бы в средних широтах вы ни находились - в Москве, в Хабаровске или, допустим, в Рио-де-Жанейро, повсюду Солнце рано или поздно в своем суточном движении достигнет наибольшей высоты. Такой момент будет отмечать истинную середину дня. Для данной точки земного шара это будет местный полдень.

Но оглянемся теперь на нашу Землю из глубин межпланетного пространства. Мы тотчас обнаружим, что полдень наступает в разных местах Земли отнюдь не в один и тот же момент времени. Одна половина планеты освещена Солнцем, но на другой половине земного шара Солнца вовсе не видно- там царит ночь. На освещенной половине Земли время суток в различных местах тоже различно. Вблизи одного края, где Солнце только что взошло, недавно наступило утро. А вблизи противоположной границы освещенной и темной частей Земли Солнце вот-вот скроется - там уже готовятся к приходу ночи.
Напрашивается важный вывод: часы, идущие по местному времени, которое можно определять и по движению Солнца, и по движению звезд, в различных частях земного шара одновременно показывают различное время. Местное время зависит от расположения точки наблюдения на земной поверхности.
Рассмотрим теперь такую геометрическую схему. Через три точки, как известно, всегда можно провести плоскость, и притом только одну. Представим себе плоскость, проходящую через оба полюса Земли, Северный и Южный, и через центр Солнца. Наша «солнечная» плоскость рассечет поверхность Земли по кругу. Поскольку в рассматриваемой плоскости лежат оба полюса Земли, то в ней же лежит и ось вращения Земли, а следовательно, круг, по которому наша плоскость рассекает поверхность Земли, есть не что иное, как плоскость одного из меридианов. Этот меридиан проходит как раз посередине освещенной Солнцем половины Земли. Только на этом меридиане - и нигде больше - наступил сейчас по местному времени истинный полдень.
Конечно же, в разных частях этого меридиана высота Солнца над горизонтом в рассматриваемый нами момент различна. Но существенно важно то, что в каждой точке нашего меридиана Солнце кульминирует. Оно поднялось на самую большую для каждой из точек этого меридиана высоту. Здесь повсюду наступил момент верхней кульминации Солнца - середина дня, местный полдень. Так мы установили, что местное время не зависит от широты места наблюдений. Оно одинаково на одном и том же меридиане и меняется только в зависимости от долготы, при переходе от меридиана к меридиану.
Ось вращения Земли постоянно остается в выбранной нами «солнечной» плоскости. А Земля продолжает вращаться вокруг своей оси. И в нашу «солнечную» плоскость непрерывно попадают новые и новые меридианы. И какой бы меридиан ни повернулся теперь навстречу Солнцу, именно в этот момент наступает на нем местный полдень.
Земля сделает полный оборот вокруг своей оси на 360° за сутки, за 24 часа. За то же время местный полдень «обойдет» всю поверхность Земли. Отсюда легко подсчитать, с какой скоростью «движется» местный полдень от меридиана к меридиану.
За один час Земля повернется на 15°. Таким образом, если два пункта лежат на меридианах, отстоящих друг от друга ровно на 15°, то разница в местном времени составит для них ровно 1 час. Угол между меридианами, как мы уже говорили, это и есть разность долгот. И если мы научимся определять разность местных времен двух точек, то тем самым мы научимся определять и разность их долгот.
Именно таким образом астрономы и поступают. Они определяют разности местных времен заданных пунктов в одни и те же физические моменты времени и переводят разности времен в разности долгот. Астрономы так привыкли к этим переводам, что научились считать углы и обычным образом, в градусах, и в часах. Вот как это получается: 24 часа - 360 градусов, 1 час - 15 градусов.
Дальше надо быть осторожным, поскольку названия «минута» и «секунда» относятся и к долям часа, и к долям градуса. Поэтому во избежание путаницы надо указывать «минута времени» или «минута дуги», «секунда времени» или «секунда дуги»:
1 минута времени (1т) = 15 минутам дуги (15");
1 секунда времени (18) = 15 секундам дуги (15").
Астроном нисколько не удивится, если прочтет, что разность долгот Москвы и Лондона составляет около 2 часов 28 минут. Это равносильно тому, что написать: разность долгот Москвы и Лондона составляет около 37°.
(Мы по-прежнему упрощаем объяснение и не принимаем во внимание ситуацию у полюсов; в период полярного дня на маленьком отрезке меридиана у полюса Солнце в описанном нами положении может находиться не в верхней. а в нижней кульминации. Такой момент является формально истинной полночью, хотя Солнце при этом и не заходит за горизонт).
Итак, местное время одинаково только на одном и том же меридиане. А на любой линии равных широт - параллели - каждая точка имеет свое собственное время. Но пользоваться в каждой точке Земли собственным временем для практической жизни совершенно неприемлемо.
До тех пор пока люди передвигались по поверхности Земли в запряженных лошадьми дилижансах или на тихоходных судах, неудобства пользования различными временами были еще не чересчур разительными. В конце концов, каждый город и каждый порт мог позволить себе роскошь иметь собственное время. Но с развитием культурных и экономических связей, особенно с началом строительства протяженных железнодорожных магистралей, положение резко обострилось. Путались путешественники, путалась почта, путалось железнодорожное расписание.
Возникла мысль регулировать работу промышленности и движение транспорта по времени столицы. И вообще строить всю жизнь страны по единому времени. Но и это оказалось практически невозможным. В такой протяженной по долготе стране, как, например, Россия, разница во времени между городами Дальнего Востока, Сибири и Европейской части страны достигает многих часов. Что же получилось бы, если часы где-нибудь в Хабаровске показывали полночь, а на самом деле там давным-давно наступило утро? Нет, единое время для больших стран тоже, очевидно, не годилось.

Остроумный выход предложил во второй половине прошлого века канадский инженер-железнодорожник Флеминг. Он придумал так называемое поясное время. Идея Флеминга нашла широкую поддержку, и поясное время применяется теперь повсюду на земном шаре.
Поверхность Земли разбита по меридианам на 24 пояса: ширина каждого из них примерно равна 15° по долготе. В пределах каждого пояса время считается общим, а от пояса к поясу оно различается ровно на час. Таким образом, минутные и секундные стрелки часов на всем земном шаре должны показывать строго одно и то же; отличаются всегда только показания часовых стрелок.
В СССР поясное время было введено в 1919 г. декретом Совета Народных Комиссаров "в целях установления однообразного со всем цивилизованным миром счета времени в течение суток, обуславливающего на всем земном шаре одни и те же показания часов в минутах и секундах и значительно упрощающего регистрацию взаимоотношений народов, общественных событий и большинства явлений природы во времени".
В целях удобства границы часовых поясов не проводят строго по меридианам, а совмещают с границами государств, административными границами, водными рубежами, горными хребтами.
Посередине нулевого часового пояса проходит Гринвичский меридиан . Он был принят за начальный отсчетный меридиан для земного шара на астрономической конференции в Вашингтоне в 1884 г. Нулевой пояс должен жить по гринвичскому времени.

Западная Европа попадает в первый часовой пояс. Время этого пояса называют среднеевропейским. Но, как мы оговаривались, границы часовых поясов очень условны. В 1968 г. английское правительство, чтобы подчеркнуть общность интересов Англии и Европы, отказалось от гринвичского времени и ввело на территории страны время среднеевропейское.
Европейская часть СССР живет по московскому времени - так называется время второго часового пояса. Но не следует упускать из виду, что московское время отличается от среднеевропейского не на один час, а на два. Связано это с тем, что с 16 июня 1930 г. на территории СССР (исключая Татарскую АССР) введено так называемое декретное время. Декретом Совнаркома поясное время в нашей стране было увеличено ровно на один час. Введение декретного времени способствовало экономии электроэнергии.
Декретное время применяется в очень многих странах. Зачастую его вводят декретом только на летний период. Тогда о нем говорят-«летнее время». А зимой страна вновь переходит на обычное поясное время. Такая система существовала во Франции, Англии, Швейцарии и других странах. Практиковался временный перевод стрелок на час вперед и в нашей стране. «Летнее время» использовалось в период с 20 апреля по 20 сентября. Однако осенью 1930 г. обратного перевода стрелок от «летнего времени» к «зимнему» не произошло. Наша страна стала постоянно, жить по декретному времени.
Переходят на круглогодичное пользование декретным временем и другие страны. С 1940 г. оно было введено во Франции, с 1968 г.-в Англии.
На территорию СССР приходятся часовые пояса со второго по двенадцатый. В связи с ростом экономики и новым территориальным делением страны границы часовых поясов время от времени уточняются. Так, они были несколько изменены в 1956г.
По государственной границе СССР в Беринговом проливе, между мысом Уэлен и Аляской, проходит линия перемены дат .
Вопрос о смене дат, о приходе на Землю нового дня многие века не имел ясного решения.
Впервые великое «волнение умов» из-за счета времени возникло в XVI в. в связи с завершением кругосветного плавания «Виктории» - единственной из 5 каравелл Фернана Магеллана.
В 1522 г., после 3 лет скитаний, 18 уцелевших участников экспедиции Магеллана добираются до островов Зеленого Мыса. И здесь Антонио Пигафетта - прилежный летописец плавания - обнаруживает таинственную пропажу. Из года в год он и кормчий Альво независимо друг от друга вели на корабле счет дням. Возможность просчета была совершенно исключена. Однако на «Виктории»-среда, хотя в Европе уже наступил четверг. Радость возвращения к родным берегам оборачивается для моряков неожиданным горем. Они «ошиблись» в счете дней и, следовательно, спутали все церковные праздники. Обогнув земной шар с востока на запад, спутники Магеллана «потеряли» ровно одни сутки.
Аналогичную ситуацию использовал впоследствии Жюль Верн . Действие романа «Вокруг света в 80 дней» достигает максимального напряжения. Главный герой, оригинал из Реформ-клуба Филеас Фогг, эсквайр, возвращается в Лондон с опозданием на пять минут. Он уверен, что проиграл пари, и удрученный отправляется домой. Но он забыл, что ехал с запада на восток, навстречу восходящему Солнцу. Каждый день он встречал восход Солнца на несколько минут раньше, чем если бы он оставался на месте, и в результате Фогг привез с собой субботу, хотя в Лондоне была еще пятница. Роман имеет счастливый конец.
Астрономы не только разделили Землю на часовые пояса, но и установили строгую линию перемены дат . Она проходит по Тихому океану между двенадцатым и тринадцатым часовыми поясами. Эта граница, конечно, условна. Но по международной договоренности именно здесь начинается новый день. Только здесь и нигде больше на земном шаре можно, сделав один шаг, перебраться из сегодня во вчера.

ВРЕМЯ ВЕЗУТ В КАРЕТЕ

Представление о географической долготе пунктов земной поверхности, наряду с понятием о географической широте, вошло в обиход с глубокой древности. Однако широта вычислялась из астрономических наблюдений сравнительно просто. Определение разности широт умел выполнить уже Эратосфен. С определением же долготы в течение многих столетий дело обстояло из рук вон плохо.
Только из астрономических измерений, без привлечения каких-либо дополнительных сведений, долготу не умели определять ни в античной древности, ни в средние века. С этим обстоятельством связано, в частности, величайшее заблуждение Христофора Колумба .
Готовясь пересечь «море Мрака» и добраться до берегов Индии западным путем, Колумб принял радиус Земли гораздо более коротким, чем в действительности. Колумб пользовался очень точным арабским измерением радиуса Земли, выраженным в милях. Но он не учел, что современная ему миля была на 20% короче той, которой за шесть с половиной веков до него пользовались арабы. Рассчитывая дальность предстоящего плавания, Колумб тем самым сильно «сократил» свой путь. И, достигнув в октябре 1492 г. Багамских островов, он был глубоко убежден, что находится уже подле берегов Азиатского континента. Недаром вновь открытые земли Колумб назвал Вест-Индией - Западной Индией. Это название, наряду с именем коренных жителей Америки, которых по тем же причинам окрестили индейцами, сохранилось в географической литературе до наших дней.
Заблуждение Колумба не рассеялось до конца жизни. Организовав четыре экспедиции к берегам Америки, он был по-прежнему убежден, что плавает где-то вблизи оконечности Азии.
Неведение великого мореплавателя всецело зависело от погрешностей средневековых карт и неумения точно определить географическую долготу. Широта могла вычисляться им из астрономических наблюдений. А долгота оценивалась в первую очередь по пройденному кораблем пути. Но поскольку радиус Земли был принят Колумбом сильно уменьшенным, то и вычисленные долготы совершенно не соответствовали истине.

Умей Колумб выполнить независимое от карты и побочных навигационных соображении определение географической долготы, он тотчас бы установил, что уплыл не так уж далеко от берегов Европы. В своих плаваниях он ни разу не заходил дальше 85° западной долготы.
Как мы уже выяснили, географическая долгота определяется астрономически как разность местного времени данного пункта и местного времени исходного, принятого за нулевой, меридиана . Для определения долготы следует наблюдать какие-либо астрономические явления, которые происходят практически одновременно на обширных территориях земной поверхности.
Выполняется это так. Астрономы, работающие на нулевом меридиане, пользуясь многолетними рядами наблюдений, предвычисляют те моменты, в которые нужное явление происходит по местному времени нулевого меридиана. Эти предвычисления публикуются в специальных таблицах. В дальнейшем астроном-мореплаватель или астроном-путешественник из своих измерений устанавливает тот момент местного времени, когда ожидаемое явление произошло в пункте наблюдений. Результат сравнивается с данными таблицы.
Поскольку выбранное для наблюдений явление должно происходить одновременно для всех частей Земли, то разность местного времени в походном пункте наблюдений и местного времени, указанного в таблице для нулевого меридиана, строго соответствует разности долгот.
Для цели определения долгот описанным методом более или менее подходят, например, лунные затмения. Они наблюдаются на той половине земного шара, где в этот период видна Луна. Но лунные затмения слишком редки. Дожидаться их пришлось бы месяцами. А для нужд, например, того же кораблевождения требовалось подыскать явления, которые случались бы по возможности часто, желательно даже каждый день.
Галилей , обнаруживший в телескоп 4 ярких спутника Юпитера, предложил использовать для определения долгот затмения именно этих светил. Когда спутник заходит за край Юпитера или уходит в тень планеты, он исчезает из виду, «гаснет». Затмения спутников Юпитера происходят часто, едва ли не по нескольку раз в сутки.
Предложением Галилея всерьез заинтересовались Генеральные штаты Голландии . Они вели по этому вопросу с Галилеем особые переговоры. Но такой метод не сразу нашел применение из-за низкого качества первоначально составленных таблиц.
И лунные затмения, и затмения спутников Юпитера, и наблюдения движения Луны среди звезд давали в руки астрономов средство определения долгот. Но ученые не отступали в поисках еще более надежных и точных методов. Они видели самый перспективный путь решения задачи в «транспортировке» времени.
Предположим, что вы находитесь на нулевом меридиане. Здесь, в обсерватории, имеется возможность поставить часы точно по местному времени нулевого меридиана. Затем вы отправляетесь в далекое путешествие, причем ваши часы продолжают показывать местное время нулевого меридиана. Достигнув пункта назначения, вы выполняете астрономическое определение местного времени. Сравнение результата с показанием часов сразу же дает вам значение долготы.
Такой метод очень прост и изящен, если только ваши часы способны надежно хранить время нулевого меридиана. Ошибки же в показаниях часов очень заметно сказываются на точности определения долгот. Так, если вы движетесь вдоль экватора, ошибка во времени всего в 1 минуту приводит к неточности определения местоположения на поверхности Земли почти в 30 км. А если, к несчастью, из-за шторма или от жары за долгие месяцы плавания ваши часы то ли отстанут, то ли убегут вперед, скажем, на час, то ошибка в определении долготы составит уже 15°. Это значит, что ошибка определения вашего местоположения на поверхности Земли превысит 1500 км.

Итак, для точного определения долгот нужны первоклассные часы - хранители точного времени.
Конечно же, часы находились в распоряжении астрономов с глубочайшей древности. Во-первых, это были солнечные часы. Они устанавливались на площадях, в местах публичных собраний, во владениях богатых аристократов. Но ведь солнечные часы, сколь бы точны они ни были, всегда идут по местному времени. Перевозить с помощью солнечных часов время с одного места на другое, разумеется, нельзя.
Во-вторых, в распоряжении древних астрономов были водяные часы. Водяные часы - клепсидры - существовали и в Вавилоне, и в Китае, и в Греции. Они представляли собой несколько поставленных друг над другом сосудов с водой. Вода по каплям перетекала из верхних сосудов в нижние. Но скорость вытекания воды, как нетрудно сообразить, зависит от количества остающейся в сосуде воды. Теория водяных часов была очень сложной, и добиться большой точности от них не удавалось. И уж совершенно невозможно было их куда бы то ни было перевозить. От тряски они тут же выходили из строя.
Наконец, в распоряжении древних были часы песочные и часы огненные . Песочные часы употребляются иногда еще и теперь врачами. А часы огненные представляли собой длинный стержень из ароматической смеси, которому придавали либо спиральную, либо какую-нибудь другую замысловатую форму. Стержень равномерно горел, источая благовония, и по длине сгоревшей его части можно было судить о прошедшем времени.
Совершенно очевидно, что ни песочные, ни огненные часы для транспортировки времени с места на место в течение многих месяцев также не годились.

Для определения долгот астрономы нуждались в надежных механических часах, а именно таких в то время не было.
Толчок к развитию часового дела дал Галилео Галилей , предложивший использовать в качестве регулятора часов маятник . Но наиболее удачное решение этой задачи предложил независимо от Галилея Христиан Гюйгенс . Он сконструировал устройство, в котором маятник регулирует вращение системы зубчатых колес, сам получая при этом импульс, необходимый для того, чтобы размах колебаний не затухал. Так были заложены принципиальные основы точнейшего измерительного прибора - механических часов.
По мере усовершенствования часов обычный маятник был заменен качающимся балансиром . Так появились на свет первые хронометры. Но они все еще оставались очень капризными. Ход хронометров в сильной степени зависел от температуры. С изменением температуры менялись размеры балансира, и хронометр начинал либо спешить, либо отставать. А мореплаватели по-прежнему нуждались в точном времени.
Наибольшую озабоченность в развитии часового дела проявляло британское адмиралтейство. Во второй половине XVII в. Великобритания все больше выдвигается на мировую арену как крупнейшая морская держава, оттесняя Испанию и Португалию.
«Правь, Британия, морями»-так поется в известной английской песне XVIII в. Английские фрегаты бороздят моря и океаны. Но корабельные хронометры все еще нуждаются в усовершенствовании.
По предложению Исаака Ньютона, который непродолжительное время был депутатом парламента от Кембриджского университета, английское правительство установило фантастическую по тем временам премию. За разработку надежного способа определения долготы на море с точностью до четверти градуса правительство обещало награду в 30 тысяч фунтов стерлингов. И самым перспективным здесь оставался прежний путь - усовершенствование хронометра.

Решающего успеха в этом деле добился английский часовой мастер Гаррисон . Он первым изготовил балансир из материалов с различными коэффициентами расширения. Изменение температуры компенсировалось изменением формы балансира. Ошибки в ходе хронометра сократились до 1 секунды за целый месяц.
Новый хронометр Гаррисона подвергся суровому испытанию в 1761 г. в плавании от Портсмута до Ямайки и обратно. Ни тряска, ни штормы, ни повышенная влажность воздуха не вывели его из строя. По возвращении в Англию, после 161 дня пути, его показания были ошибочными всего на несколько секунд.
Справедливости ради скажем, что обещанная премия была выдана Гаррисону далеко не полностью. Выдержав длительную борьбу, он получил сперва лишь 5 тыс. фунтов, а потом с огромным трудом добился получения еще 10 тыс. Но задача перевозки точного времени и тем самым определения долготы Гаррисоном была блестяще решена.

Появление точных хронометров было первым симптомом грядущей технической революции в Англии. Зачинатели машинного прядильного производства Харгривс, Кромптон, Аркрайт - все учились в часовых мастерских. Именно у английских часовщиков они переняли умение воплощать свои технические идеи в реальные, действующие механизмы.
широко использовались для определения долгот важных астрономических пунктов. Из пункта в пункт везли в каретах комплект из нескольких хронометров - это называлось хронометрическим рейсом . В каждом пункте из астрономических наблюдений определяли местное время и сравнивали с показаниями всех хронометров. Использование нескольких хронометров служило гарантией от грубых ошибок из-за неисправностей одного из них, повышало точность определения долгот.
Значение хронометров для определения долготы резко пошло на спад с изобретением телеграфа. Электрический сигнал распространяется по проводам со скоростью 300 тыс. км в секунду. Для практических целей астрономии его распространение можно считать мгновенным. Время нулевого меридиана стало передаваться в пункты наблюдений по телеграфу. А впоследствии телеграф заменило радио. Сравнивая передаваемое специальным образом по радио время нулевого меридиана с местным временем в пункте наблюдений, астрономы определяют географические долготы с точностью до сотых и тысячных долей секунды времени.
Проблема определения времени и географических долгот как одна из сложнейших проблем астрономии XVII-XVIII вв. в наше время перестала существовать.
А в наследство от былого времени кое-где сохранились старинные традиции. Чтобы оповещать горожан о точном времени, на башнях прежде устанавливались часы с громким боем, а в крупных городах точно в полдень палила пушка. Мелодичный бой Кремлевских курантов звучит по радио и в наши дни. А в Ленинграде, так же как и 200 лет назад в Санкт-Петербурге, ровно в 12 часов дня с Петропавловского кронверка стреляет пушка.

При решении многих задач авиационной астрономии необходимо знать местное время, которое лежит в основе всех астрономических наблюдений.

Местным временем называется время на данном географическом меридиане (меридиане наблюдателя). Каждый мери диан имеет свое местное время. Оно может быть звездным, истинным солнечным и средним солнечным. Все эти времена имеют некоторые общие особенности. Рассмотрим их применительно к местному среднему солнечному времени , отсчет которого ведется от меридиана средней полуночи.

На рис. 3.9 точка О представляет собой Северный полюс Земли, прямая OA - меридиан средней полуночи, а прямые ОВ и ОС - географические меридианы пунктов В и С земной поверхности, имеющих географические долготы и Местное среднее солнечное время на указанных меридианах в один и тот же момент обозначено через . Непосредственно из рассматриваемого рисунка можно установить особенности местного времени:

Рис. 3.9. Местное среднее солнечное время

на всем географическом меридиане местное время в один и тот же момент одинаково;

на восток от любого меридиана местное время увеличивается, а на запад уменьшается;

разность местных времен на двух меридианах в один и тот же момент всегда равна разности долгот этих меридианов, выраженной в единицах времени, т. е. . Это соотношение широко используется при решении практических задач авиационной астрономии. Оно позволяет определять местное время в заданном пункте по известному времени другого пункта. Местным средним солнечным временем пользоваться в повседневной жизни неудобно, так как даже в различных районах одного большого города оно отличается на некоторую величину, и поэтому увязать его в повседневной жизни, работе транспорта и связи очень трудно.

Зависимость между временем и долготой места.

Выше было установлено, что местное время тесно связано с долготой места. Следовательно, между временем и долготой места существует определенная зависимость, которую можно установить на основании суточного вращения Земли. За сутки Земля делает полный оборот на 360° относительно той точки небесной сферы, по которой определяется время. Исходя из этого можно вывести следующую зависимость между временем и долготой места: .

Эта зависимость справедлива как для солнечного, так и для звездного времени, т. е. для любой системы измерения времени. Она позволяет долготу места выражать во времени и, наоборот, время выражать в единицах дуги и значительно упрощает решение многих практических задач авиационной астрономии.

Пример 1. Долготу перевести во время.

Решение. Зная, что 15° соответствуют , определяем целое число часов. и в остатке ;

переводим полученный остаток градусов во время: мин; переводим минуты дуги во время: . Окончательно получаем: .

Пример 2. Долготу во времени перевести в единицы дуги.

Решение. Зная, что соответствует мин соответствуют соответствуют , переводим:

целые часы в единицы дуги: минуты времени в единицы дуги. секунды времени в единицы дуги. .

Окончательно получаем: .

Определение местного времени в заданном пункте.

В практике авиационной астрономии широко используется способ определения местного времени в заданном пункте по известному времени другого пункта. Местное время в заданном пункте определяется по формуле

где - известное местное время в одном пункте; - искомое местное время в заданном пункте; - разность долгот данных пунктов, выраженная во времени.