Розділ 4 системи обліку часу

4.1 Місцевий і всесвітній час

З розділу 3 відомо, що мірою того чи іншого часу є величина відповідного годинного кута: для зоряного часу-годинного кута точки весняного рівнодення ; для істинного часу-годинного кута центра істинного Сонця ; для середнього часу годинного кута середнього екваторіального Сонця .

Відомо також [2], що годинні кути відраховуються від верхньої частини меридіана точки спостереження за годинниковою стрілкою. Якщо в один і той же фізичний момент часу спостерігати одне і те ж світило з двох точок земної поверхні, що знаходиться на різних меридіанах, то різниця годинних кутів цього світила буде дорівнювати різниці географічних довгот цих точок.

Нехай точками земної поверхні є довільні точки і , тоді

. (4.1)

Змінимо в (4.1) годинні кути відповідним значенням, отриманим з формули зоряного часу (3.2),

Підставивши ці вирази в (4.1) і враховуючи те, що для однієї і тієї ж зірки пряме сходження в один і той же момент спостереження буде однаковим, отримаємо

. (4.2)

Якщо припустити, що з точок і земної поверхні в один і той же фізичний момент часу спостерігалося істинне Сонце, то в (4.1) будуть входити годинні кути істинного Сонця і , які можна виразити через істинний час, використавши формулу (3.3). Тоді отримаємо

. (4.3)

Аналогічно можна було б використати спостереження середнього екваторіального Сонця і, замінивши в (4.1) годинні кути виразами, отриманими на основі формули (3.20), знайти

. (4.4)

В формулах (4.2), (4.3) і (4.4) час , , відноситься до меридіана відповідної точки. Цей час отримав назву місцевого часу, і він може бути місцевим зоряним часом , місцевим істинним часом чи місцевим середнім часом .

Формули (4.2), (4.3) і (4.4) є важливими в геодезичній астрономії, оскільки вказують, що різниця географічних довгот двох довільних точок земної поверхні дорівнює різниці однойменного часу в цих точках, зафіксованого в один і той же момент.

Це положення лежить в основі визначення географічних довгот методики геодезичної астрономії.

Нехай точка земної поверхні є точкою, що належить Грінвічському меридіану. Тоді довгота цієї точки і із формул (4.2), (4.3) і (4.4) отримаємо:

(4.5)

В (4.5) - відповідно зоряний, істинний і середній час на Грінвіцському меридіані. Середній час на Грінвіцському меридіані називається всесвітнім часом. В технічній літературі його часто позначають як UT (Universal Time).

4.2 Поясний і декретний час

З формули (4.5) можна встановити, що місцевий час на одному і тому ж меридіані ( ) буде однаковим. Це означає, що час не залежить від географічної широти точки, і якщо спостерігачі знаходяться на одному меридіані на екваторі, в Європі чи Африці, то у всіх цих точках місцевий час буде одним і тим же. Але при зміні географічної довготи (зміні меридіанів), навіть в межах одного населеного пункту місцевий час біде різним. Таке положення призводить до великих незручностей в цивільному і суспільному житті. Так, в США, територія якої має значну протяжність по довготі, в кінці ХІХ століття на залізницях нараховувалось 75 різних систем обліку часу. Це призвело до нагальної потреби розробити таку систему обліку часу, яка була б спільною для всієї Землі.

В 1879 р. Канадський інженер-залізничник Сандфорд Флемінг розробив і запропонував ввести в практику систему поясного часу. Суть її полягає в тому, що поверхня всієї Землі ділилась меридіанами на 24 частини ( ). Кожна така частина отримала назву годинного поясу, ширина якого по довготі становила 15º або 1^h. В окремо взятому годинному поясі час встановлювався за середнім часом середнього меридіана поясу.

За початковий годинний пояс був взятий пояс, де середнім меридіаном був Грінвіцський меридіан. Таким чином, в границях цього годинного поясу час відповідав всесвітньому часу, і він є єдиним для території всього поясу. Цей пояс отримав номер нульового поясу (№ 0). Нумерація годинних поясів зростає з заходу на схід № 1, № 2....№ 23, тобто годинний пояс з № 23 межує з нульовим поясом (рис. 4.1). В межах кожного поясу час буде постійним і відповідає часу середнього центрального меридіана цього поясу. Така система визначення поясного часу означає, що в межах годинного пояса різниця між місцевим і поясним часом не буде перевищувати півгодини. При переході з одного годинного поясу в інший час змінюється на величину, кратну 1⁴, а хвилини і секунди залишаються таким, як і в нульовому поясі, тобто відповідають хвилинам і секундам всесвітнього часу. Позначимо буквою - номер годинного поясу. Тоді поясний час в -му поясі буде відрізнятися від поясного часу в нульовому поясі на годин, тобто:

. (4.6)

Рисунок 4.1 - Схема годинних поясів (G-Грінвіч, К-Київ)

Якщо в точці спостереження відома географічна довгота , то за схемою годинних поясів легко встановити, в якому годинному поясі знаходиться ця точка, і, знаючи поясний час, обчислити за (4.6) всесвітній час .

В даний час межі годинних поясів точно співпадають з відповідними меридіанами тільки на морях і океанах. На суші ці межі проходять, як правило, по адміністративних границях чи кордонах між державами або збігаються з тими чи іншими природними об’єктами (ріками, хребтами). Тому вся територія України належить до другого годинного поясу, хоча крайні східні обласні (наприклад, частина Луганської області) за географічною довготою повинні були б відноситись до третього годинного поясу.

Щоб більш повно використовувати світловий день для суспільних цілей, в більшості країн світу на період з квітня по жовтень розпорядженням уряду вводиться так званий літній або декретний час. Таким чином, поясний час, збільшений на одну годину на певний період року, дістав назву декретного або літнього часу.

Декретний час завжди вводиться в дію спеціальною постановою уряду. Такою ж постановою дія декретного часу з певного календарного дня року припиняється.

Оскільки декретний час завжди на 1^h більший від відповідного поясного часу , то зв’язок між ними записується рівнянням

. (4.7)