18) Системи висот

Рівневу поверхню розуміють як поверхню Світового океану в стані повної рівноваги, немовби продовжену під материками. Однак моря й океани, що охоплюють ¾ поверхні Землі, не є ідеальною системою сполучених посудин. Так рівень Азовського моря на 0,17м, а рівень Чорного моря на 0,25м нижче рівня Балтійського моря. Ось чому в різних країнах за початок відліку висот приймають нульову позначку конкретного стаціонарного пристрою для спостереження за рівнем моря – мареографа чи футштока.

Футшток – пристрій, який установлюють на берегах океанів і морів для спостереження за рівнем вод.

В Україні на теперішній час прийнята Балтійська система висот, де за початок відліку прийнятий нуль Кронштадтського футштока (Росія).

Нуль-пункт Кронштадтського футштока – пристрій (рейка з поділками), який фіксує середній багаторічний рівень вод Балтійського моря і є початком відліку у Балтійській системі висот.

Від недавна європейські країни, у т.ч. і Україна, реалізують спільний проект EUREF (European Reference Framc) по створенню Єдиної Європейської Вертикальної мережі з віднесенням висот до нуля Амстердамського мареографа.

19) Одиниці вимірювання часу

Одиниці відліку часу, що застосовуються при супутникових вимірах, можна розділити на дві групи - астрономічні та неастрономічні. Повний оборот Землі навколо своєї осі ставить одиницю часу, звану добами (приблизно 86 400 сек) - основну астрономічну одиницю часу. Оберти Землі фіксуються щодо напрямку на будь-яку зірку або направлення на центр Сонця. Одиниці виміру часу:t,∆t ,τ.

Виміри системи СІ – секунда (с).

Період обертання Землі навколо осі Сонця та електричного магнітного кола які випромінюють атоми деяких речовин.

Атомна секунда – це інтервал часу за який здійснюється 9192631770 коливань які відповідають резонансній частоті енергетичного переходу між рівнями на тонкій структурній основі стану атому цезію при відсутності зовнішнього впливу.

1хв. – 60с 1год. – 5600с

1 доба – тривалість одного оберту Землі навколо своєї осі.

Сонячна доба – послідовне проходження відповідної точки небесної сфери через даний меридіан. Тривалість одного оберту Землі і є одиницею всесвітнього часу.

Зоряна доба – це проміжок часу між двома послідовними приходящими точками весняного рівнодення (γ).

Зоряна доба стабільна – γ= 23год 56 хв 3,44с. Зміщення точки весняного рівнодення 1°.

Тропічний рік – проміжок часу між двома послідовними проходженнями Сонця через точку весняного рівнодення.

Зоряний рік – коли центр Сонця робить повторний оберт навколо Землі і повертається в попереднє положення відносно Зірок. Тривалість 565,2564 середніх сонячних діб.

20) Зоряний та сонячний час

Зоряний час

Зоряна доба - це проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями будь-якої зірки, будь-якої точки небесної сфери, в тому числі точки весняного рівнодення Ύ.

Зоряну добу ділять на 24 зоряні години, зоряну годину - на 60 зоряних хвилин, одну хвилину на 60 зоряних секунд. За початок зоряної доби беруть момент верхньої кульмінації точки весняного рівнодення. Час, який пройшов з моменту верхньої кульмінації точки весняного рівнодення до даного моменту, виражений в частках зоряної доби, називається зоряним часом і позначається "S". Зоряний час "S" чисельно рівний годинному куту точки весняного рівнодення S=tΎ.

Зоряний час дорівнює сумі годинного кута будь-якої зірки "t" і її прямого сходження "α".

S=α+t.

В момент, коли зірка σ знаходиться у верхній кульмінації, її годинний кут t=0 i S=α, а в нижній кульмінації t=12h тому S=α+12h, тобто в момент верхньої кульмінації зірки зоряний час дорівнює прямому сходженню цієї зірки, а в момент нижньої кульмінації зірки зоряний час на 12h більший прямого сходження зірки. При α>12h сума α+t буде більше 24h, то в цьому випадку зручніше відразу від α відняти 12h. Тобто формулу зоряного часу на момент нижньої кульмінації зірки можна написати в наступному загальному виді:

S=α±12h.

Сонячний час

Дійсний сонячний час.

З давніх часів за одиницю часу була взята сонячна доба, тому що життя і діяльність людини більш тісно пов'язане зі зміною дня і ночі, і користуватись сонячним часом зручніше.

Проміжок часу між двома послідовними верхньою або нижньою кульмінаціями центра Сонця на даному меридіані, називається сонячною добою. Момент верхньої кульмінації називається дійсним полуднем; момент нижньої кульмінації - дійсною північчю.

Дійсний час "t¤" - це годинний кут "t" центра Сонця, тобто t¤=t. В зв'язку з тим, що за початок сонячної доби прийнято момент нижньої кульмінації центра Сонця, дійсний сонячний час "t¤" в даний момент дорівнює годинному куту "t" дійсного Сонця, зміненого на 12h t¤=t±12h.

Порівнюючи дійсну сонячну добу з зоряною, необхідно відмітити, що вони відрізняються за тривалістю і що тривалість дійсних сонячних діб протягом року неоднакова. Дійсно, нехай на момент положення Землі на орбіті 21 березня одночасно кульмінують Сонце і зірка σ.

Після повного оберту навколо своєї осі Земля, рухаючись по своїй орбіті навколо Сонця, займе положення 22 березня. (В зв'язку з тим, що відстані до зірок дуже великі напрями на зірку σз двох положень Землі приймаються паралельними). Момент кульмінації зірки відповідає закінченню зоряної доби, тоді як до кульмінації Сонця Земля повинна повернутись навколо своєї осі на кут М1РМ. Таким чином, внаслідок руху Землі по орбіті навколо Сонця сонячна доба буде довшою, ніж зоряна. Початок зоряних діб постійно випереджує початок сонячних. Впродовж одної чверті року (положення Землі на орбіті 22 червня) ця різниця досягає 6 годин, а за рік, кількість зоряних діб буде на одну добу більше, ніж сонячних. Зміна тривалості дійсних сонячних діб обумовлена нерівномірним рухом Сонця до екліптиці і нахилом площини екліптики по площини екватора. Рух Землі по орбіті (див. Рис.2), або теж саме, що видимий рух Сонця по екліптиці з 21 березня до 23 вересня, складає 166 діб, а другу половину екліптики, розташовану нижче небесного екватора, Сонце проходить за 179 діб. Це пояснюється тим, що з наближення Землі до Сонця, розташованому в одному із фокусів земної орбіти, швидкість руху Землі збільшується, тому що збільшується сила їх взаємного притягання. Внаслідок такого нерівномірного руху Землі по орбіті, тривалість дійсних сонячних діб впродовж року змінюється. Навіть якби видимий рух Сонця по екліптиці був рівномірний, то із-за нахилу екліптики до екватора тривалість дійсних сонячних діб не однакова.

Середній сонячний час.

Практично при вимірюванні часу за Сонцем користуються середньою сонячною добою, тривалість якої постійна і ненабагато відрізняється від тривалості дійсної сонячної доби.

Для визначення тривалості середніх сонячних діб замість дійсного Сонця користуються "середнім Сонцем" - уявною точкою, яка рівномірно рухається по небесному екватору і здійснює свій річний шлях точно і за такий самий час за який дійсне Сонне обхопить екліптику. Проміжок часу між двома послідовними верхніми кульмінаціями "середнього Сонця" називається середньою сонячною добою. Середній сонячний час "m" чисельно дорівнює годинному куту "tт" "середнього Сонця".

Для зручності відліку часу в повсякденному житті за початок відліку цивільної доби беруть північ, тому середній сонячний час в будь-який момент дорівнює годинному куту "t" "середнього Сонця", зміненому на 12h

m=tm±12h.

Середній час, відрахований від півночі називається цивільним часом.