§ 14. Среднее солнечное время

Чтобы найти способ измерения солнечного времени, астрономам пришлось ввести вместо истинного Солнца так называемое «среднее солнце» - некоторую фиктивную точку, которая равномерно движется по небесному экватору, совершая полный обход за год, перемещаясь в сторону возрастания прямых восхождений, т. е. с запада на восток. Это «среднее солнце» принимается астрономами за указатель среднего солнечного времени. Момент его верхней кульминации - местный средний полдень. До 1925 г. он принимался за начало суток. С 1 января 1925 г., по международному соглашению, считается, что в этот момент 12 часов.

Средними солнечными сутками называется промежуток времени, отделяющий два последовательных средних полдня. Они делятся на часы, минуты и секунды среднего солнечного времени. Очевидно, что средние солнечные сутки сохраняют постоянную продолжительность и, как показали наблюдения, равны году, деленному на 365,2422. Отсюда нетрудно подсчитать, на какой угол возрастает прямое восхождение среднего солнца за сутки. Для этого надо разделить 360° на 365,2422; мы получим 0°,98564, что во временной мере соответствует 3 м. 56,55 с.

Если обозначить часовой угол среднего солнца через t_m, то среднее местное время можно определить как Т_т = 12^Ч + t_m.

Итак, важнейший вид времени - среднее солнечное время -отсчитывается часовым углом какой-то фиктивной точки - «среднего солнца»! Читатель, несомненно, несколько озадачен. Как же определить из наблюдений этот часовой угол? Оказывается, что в этом нет необходимости. Его можно вычислить.

Введем следующие обозначения: α_т - прямое восхождение среднего солнца, t_о - часовой угол истинного Солнца, α_о - его прямое восхождение и s - звездное время. По формуле (2.1) запишем два равенства:

s=t_m+α_m и s = t_о+α_о.

Приравняем их друг другу; тогда

t_m+α_m=t_о+η

где через η обозначена разность η=α_-αоm называемая уравнением времени. Эта величина может быть заранее вычислена на основании известных закономерностей движения Земли. Она приводится для каждого дня года в астрономических ежегодниках (календарях). Поэтому, измерив часовой угол истинного Солнца t_о, мы можем вычислить по последней формуле часовой угол t_m «среднего солнца»; прибавив к нему 12 ч., мы определим среднее солнечное время T_m.

Обычно астрономы предпочитают не определять часовой угол истинного СОЛнца, а наблюдать Солнце в момент истинного полуогда, когда t_о = 0. В этом случае t_m = η, т. е. часовой угол «среднего солнца равен уравнению времени. Примерный график уравнения значения приведены в таблице I, которую нетрудно интерполировать, но еще лучше нанести ее данные на график, построенный в крупном масштабе.

Рис. 42. График уравнения времени

Таблица I. Уравнение времени в разные даты