Górowanie słońca nad horyzontem Rachuba czasu Górowanie słońca nad horyzontem

Czym jest czas? Jaka jest definicja czasu? Niestety w tym przypadku możemy śmiało powiedzieć, że nie ma jednej definicji przyjętej przez ogół ludności. Ludzie po prostu nie potrafią konkretnie i dosłownie określić czym jest czas. Jedni uważają, że czas to niematerialne continuum, które następuje według schematu Przeszłość – Teraźniejszość – Przyszłość, a wydarzenia, które miały miejsce są nieodwracalne, a wręcz także nieuniknione.

Rachuba czasu na ziemi Czas słoneczny – miejscowy Jest to czas określany na podstawie obserwacji górowania Słońca nad płaszczyzną horyzontu dla danej miejscowości i wszystkich punktów znajdujących się na tym samym południku. Moment górowania słońca wyznacza południe słoneczne. Początek doby według czasu słonecznego określamy odejmując od południa słonecznego 12 godzin.

Czas strefowy czas odmierzany w danej strefie czasowej. Ziemia jest podzielona na 24 strefy czasowe.  Każda strefa czasowa ma rozciągłość południkową równą 15°.  W całej strefie obowiązuje ten sam czas. Jest to średni czas słoneczny południka środkowego danej strefy. Szerokość strefy wyznaczono dodając 7⁰30′ na wschód i zachód od południków środkowych. Południkiem początkowym do wyznaczania stref czasowych, stał się południk zerowy (Greenwich)

Czas urzędowy umowny czas obowiązujący na danym obszarze, najczęściej państwa lub mniejszej jednostki podziału terytorialnego leżącej w różnych strefach czasowych. Czas wprowadzany przez władze danego państwa, aby uniknąć trudności związanych ze ścisłym zastosowaniem czasu strefowego. Np. gdyby w Polsce ściśle stosowano się do czasu strefowego, to większa część naszego kraju miałaby czas U.T. + 1 h, wschodnie krańce Polski natomiast miałyby czas U.T. + 2 h. W Polsce i prawie w całej Europie wprowadzono czas urzędowy letni i zimowy. Czas zimowy określono jako U.T. + 1 h, czas letni natomiast jako U.T. + 2 h.

Obliczanie czasu słonecznego Przy obliczaniu czasu słonecznego (miejscowego) wykonujemy kilka prostych kroków. Znajdujemy (odczytujemy) współrzędne geograficzne punktów (miejscowości) dla których obliczamy czas słoneczny Wykonujemy rysunek pomocniczy zaznaczając południki na których leżą wskazane miejscowości. Jeśli mamy podany czas jednego z punktów, lub miejsce górowania słońca, zaznaczamy je na rysunku. Obliczamy różnicę długości geograficznej w stopniach wskazanych miejscowości. Jeśli miasta leżą na tej samej półkuli, to od większej wartości południka odejmij mniejszą. Np. 28˚E – 20˚E = 8˚ Jeśli miasta leżą na dwóch różnych półkulach wzdłuż południka 0˚– to różnicę między nimi liczysz, dodając wartości południków, np.: 20˚E + 5˚W = 25˚

Jak obliczyć czas słoneczny? PRZYKŁAD 1. Oblicz czas słoneczny w Sydney (34˚S, 151˚E), jeśli w Warszawie (52˚ N, 21˚E) jest południe słoneczne. Jak obliczyć czas słoneczny? Narysuj dwa południki i zaznacz Sydney i Warszawę. Obydwa miasta leżą na tej samej półkuli wschodniej. Oblicz oddzielającą je odległość kątową: 151˚E – 21˚ E = 130˚ Zamień odległość w stopniach na różnicę w czasie, czyli: 130˚ ∙ 4 minuty = 520 minut Oblicz ile pełnych godzin mieści się w Twojej różnicy czasowej, a resztę pozostaw w minutach: 520 minut : 60 minut = 8 godzin i 40 minut Oblicz godzinę czasu słonecznego w Sydney. Ponieważ Sydney leży na wschód od Warszawy, to różnicę w czasie trzeba dodać do czasu w Warszawie. 12.00 + 8 godzin 40 minut = 20.40 Odp. W Sydney jest godzina 20.40 czasu słonecznego. Warszawa 21⁰E Sydney 151⁰E

Wysokość słońca nad horyzontem W czasie ruchu obiegowego Ziemia nachylona jest w stosunku do płaszczyzny swojej orbity pod kątem 66°33’. Nachylenie to powoduje, że w tym samym miejscu na Ziemi – w zależności od jej położenia względem Słońca - zmienia się wysokość górowania Słońca nad horyzontem. Jeśli znamy szerokość geograficzną miejsca obserwacji, możemy obliczyć wysokość górowania Słońca w dniach równonocy i przesileń

21 marca i 23 września 22 czerwca 22 grudnia h= 90⁰ - φ Promienie słoneczne padają pod kątem prostym na równiku. Wysokość Słońca nad horyzontem dla wszystkich szerokości na kuli ziemskiej obliczamy za pomocą wzoru h= 90⁰ - φ 22 czerwca Promienie słoneczne padają pod kątem prostym na zwrotniku Raka. Wysokość Słońca nad horyzontem w punktach obserwacji położonych na północ od zwrotnika Raka będzie wyższa o 23⁰27′ niż w dniach 21 III, i 23 IX. W punktach obserwacji położonych na południe od zwrotnika Koziorożca, wysokość słońca nad horyzontem będzie o tę wartość niższa Półkula północna h=(90⁰- φ) + 23⁰27′ Półkula południowa h=(90⁰- φ) - 23⁰27′ φ – szerokość geograficzna h – wysokość słońca nad horyzontem 22 grudnia Promienie słoneczne padają pod kątem prostym na zwrotniku Raka. Wysokość Słońca nad horyzontem w punktach obserwacji położonych na północ od zwrotnika Koziorożca będzie wyższa o 23⁰27′ niż w dniach 21 III, i 23 IX. W punktach obserwacji położonych na południe od zwrotnika Raka, wysokość słońca nad horyzontem będzie o tę wartość niższa Półkula północna h=(90⁰- φ) - 23⁰27′ Półkula południowa h=(90⁰- φ) + 23⁰27′ φ – szerokość geograficzna h – wysokość słońca nad horyzontem

PRZYKŁAD 1. Oblicz wysokość górowania Słońca w pierwszych dniach astronomicznych pór roku w Buenos Aires (34⁰40′S, 58⁰30′W) Analizujemy położenie miejscowości. Buenos Aires jest położone na 34⁰40′S, czyli poza strefą międzyzwrotnikową. Należy zastosować wzory dla półkuli południowej w odpowiednich dniach. Wykonujemy obliczenia 21 III i 23 IX h=90⁰- ϕ = 90⁰-34⁰40′ = 55⁰20′ 22 VI h= (90⁰ - ϕ) - 23⁰27′ = (90⁰ - 34⁰40′) - 23⁰27′ = 55⁰20′ - 23⁰27′ = 31⁰53′ 22 XII h= (90⁰ - ϕ) + 23⁰27′ = (90⁰ - 34⁰40′) + 23⁰27′ = 55⁰20′ + 23⁰27′ = 78⁰47′ Odpowiedź: Wysokość górowania Słońca w Buenos Aires w dniach 21 III i 23 IX wynosi 55⁰20′. 22 VI jest równa 31⁰53′, a 22 XII na wartość 78⁰47′

Obliczanie wysokości górowania słońca dla punktów położonych w strefie międzyzwrotnikowej 21 marca i 23 września – dni równonocy h= 90⁰ - φ W dniach 22 VI i 22 XII należy dodatkowo uwzględnić wartości związane z położeniem punktów obserwacji wobec zwrotników czyli 23⁰27′, oraz szerokość geograficzną danego miejsca N S 22 czerwca h= 90⁰ - (23⁰27′ - φ) h= 90⁰ - (23⁰27′ + φ) 22 grudnia h= 90⁰ - (23⁰27′ - φ) h= 90⁰ - (23⁰27′ + φ)

h= 90⁰ - (23⁰27′ - ϕ) = 90⁰ - (23⁰27′ - 15⁰33′) =90⁰ - 7⁰54′ = 82⁰06′ PRZYKŁAD 1. Oblicz wysokość górowania Słońca w pierwszych dniach astronomicznych pór roku w Chartumie (15⁰33′N, 32⁰35′E) Analizujemy położenie miejscowości. Chartum jest położone na 15⁰33′N, w strefie międzyzwrotnikowej. Należy zastosować wzory dla półkuli północnej w odpowiednich dniach. Wykonujemy obliczenia 21 III i 23 IX h=90⁰- ϕ = 90⁰-15⁰33′ = 74⁰27′ 23⁰ - 15⁰ = 8⁰ (czyli 7⁰60′) 27′ - 33′ = -6′ Zatem 7⁰60′ - 6′ = 7⁰54′ 22 VI h= 90⁰ - (23⁰27′ - ϕ) = 90⁰ - (23⁰27′ - 15⁰33′) =90⁰ - 7⁰54′ = 82⁰06′ 22 XII h= 90⁰ - (23⁰27′ + ϕ) = 90⁰ - (23⁰27′ + 15⁰33′) =90⁰ - 39⁰ = 51⁰ Odpowiedź: Wysokość górowania Słońca w Chartumie w dniach 21 III i 23 IX wynosi 74⁰27′. 22 VI jest równa 82⁰06′, a 22 XII na wartość 51⁰