3.2 Кульминация светил

Явление прохождения светилом небесного меридиана называется кульминацией светила. Различают нижнюю и верхнюю кульминации светила. В верхней кульминации высота светила наибольшая, а в нижней – наименьшая.

Высоту светила в момент его верхней кульминации рассчитывают по формуле: . Здесь знак минус перед скобкой берется в том случае, если светило кульминирует между полюсами и зенитом, а знак плюс берется, если светило кульминирует к югу от зенита. – верхняя кульминация светила; – нижняя кульминация светила.

Формула показывает, что если измерить высоту светила в момент верхней кульминации, то зная его склонение, можно получить из этой формулы широту места наблюдателя.

.

Высота светила в момент его нижней кульминации вычисляется по формуле

.

Часовой угол светила в момент верхней кульминации , а в момент нижней кульминации .

Промежуток времени между верхней и нижней кульминациями составляет полсуток.

Момент верхней кульминации Солнца называется истинным полднем. Момент нижней кульминации Солнца называется полуночью. Каждая звезда кульминирует всегда на одной и той же высоте над горизонтом. На какой именно это высоте зависит от ее положения на небесной сфере и от широты места наблюдателя.

3.3 Измерение времени по движению небесных светил

Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями точки весеннего равноденствия на одном и том же географическом меридиане называются звездными сутками. Местное звездное время в данный момент численно равно часовому углу точки весеннего равноденствия (рис. 14). Точка весеннего равноденствия ничем на небе не отмечена.

Рисунок 14 Измерение звездного времени

Непосредственно измерить ее часовой угол нельзя. Поэтому для установления звездного времени надо измерить часовой угол какого-либо светила, прямое восхождение которого известно, тогда . (12) Если исходным меридианом при определении местного звездного времени является гринвичский меридиан, то это время называется гринвичским звездным временем и обозначается . Значение на каждый час

гринвичского времени соответствующей даты даются в ААЕ.

Звездное время не связано с Солнцем, поэтому пользоваться им в повседневной жизни неудобно. Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями центра солнечного диска на одном и том же географическом меридиане называются истинными солнечными сутками в данный момент численно равно местному часовому углу центра солнечного диска плюс двенадцать часов

.

(13)

Вследствие неравномерного движения Солнца по эклиптике и наклона эклиптики к экватору истинные солнечные сутки не имеют одинаковой продолжительности в течение года.

Среднее солнце – фиктивная точка, равномерно движущаяся по небесному экватору и совершающая полный оборот за год. Промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего солнца на одном и том же географическом меридиане называются средними солнечными сутками, или просто средними сутками.

Продолжительность средних солнечных суток равна среднему значению продолжительности истинных солнечных суток за год. За начало средних солнечных суток на данном географическом меридиане принимается момент нижней кульминации среднего солнца (средняя полночь).

Время, протекшее от нижней кульминации среднего солнца до любого другого его положения, называется средним солнечным временем или просто средним временем. Среднее время в данный момент численно равно местному часовому углу центра солнечного диска плюс двенадцать часов

.

(14)

Разность между средним временем и истинным солнечным временем в один и тот же момент называется уравнением времени ( ). Среднее солнечное время равно истинному солнечному времени плюс уравнение времени:

.

(15)

Таким образом, измерив непосредственно часовой угол Солнца , определяем по (13) истинное солнечное время и, зная уравнение времени в этот момент, находим по (15) среднее солнечное время

.

Так как среднее солнце проходит через меридиан как раньше, так и позже истинного Солнца, разность их часовых углов (уравнение времени) может быть как положительной, так и отрицательной величиной.

Рисунок 15

По среднему солнечному времени определяем поясное и летнее время:

,

(16)

,

(17)

где – номер часового пояса.