Odpowiedź
Nie można obliczyć długości średniego dnia słonecznego na podstawie średniej z najkrótszego & najdłuższe pozorne dni słoneczne. To zadziałałoby, gdyby pozorna długość dnia zmieniała się w prosty liniowy sposób, ale tak nie jest.
Z artykułu Wikipedii na temat Równanie czasu ,
Równanie czasu opisuje rozbieżność między dwoma rodzajami czasu słonecznego. [.. .] Dwa czasy, które się różnią, to pozorny czas słoneczny, który bezpośrednio śledzi dzienny ruch Słońca, oraz średni czas słoneczny, który śledzi teoretyczną średnią wartość Słońca z ruchem jednostajnym.
Ten wykres przedstawia skumulowane różnice między średnim & pozornym czasem słonecznym:
Równanie czasu – nad osią zegar słoneczny pojawi się szybko w stosunku do zegara pokazującego lokalny średni czas , a pod osią zegar słoneczny będzie wydawał się wolny.
Aby poprawnie obliczyć średnią długość dnia słonecznego, musisz zintegrować pozorne długości dnia w całym roku . (I musisz dokładnie zdecydować, jak zdefiniować długość roku, co jest całą skomplikowaną historią samą w sobie).
Istnieją dwie główne przyczyny powstania równania czasu.
1. Pochylenie płaszczyzny orbity Ziemi (płaszczyzny ekliptyki), która jest nachylona o około 23 ° względem płaszczyzna równikowa. To nachylenie jest również odpowiedzialne za pory roku.
2. Ekscentryczność orbity Ziemi, która powoduje, że prędkość orbity Ziemi zmienia się w ciągu roku. Poniższy wykres pokazuje, jak te dwie składowe łączą się, tworząc Równanie czasu.
Równanie czasu (czerwona linia ciągła) i jego dwie główne składowe wykreślone osobno, część wynikająca z pochylenia ekliptyki (fioletowo-przerywana linia ) i część wynikająca ze zmieniającej się pozornej prędkości Słońca wzdłuż ekliptyki z powodu ekscentryczność orbity Ziemi (ciemnoniebieska kreska & linia kropkowa)
Proszę zapoznać się z połączoną Wikipedią artykułu, aby uzyskać więcej informacji.
Komentarze
Odpowiedź
Średnia wartość rozkładu nie jest średnią jego minimum i maksimum. Na przykład, średnia wartość (0,0,0,4) to 1, a nie 2. Ekscentryczność orbity Ziemi nie wynosi 0, ani Księżyca, więc Twój rozkład czasu trwania dnia jest prawdopodobnie nieco asymetryczny, stąd rozbieżność 4 sekund. Zsumuj cały dzień w roku, podziel przez liczbę dni, a otrzymasz lepszą wartość.
Odpowiedź
pierwotna definicja godziny brzmiała 1/24 dnia, bez względu na to, jak długi był w tym czasie dzień. Czas trwania, który „recytujesz”, jest możliwy tylko przy pomocy niezwykle nowoczesnych definicji, które są możliwe dzięki przedefiniowaniu sekundy (utrzymując minuty i godziny ustawione jako odpowiednio 60 sekund i 3600 sekund).
Komentarze
Odpowiedź
24-godzinna (dokładnie) definicja średnia doba słoneczna obowiązuje tylko w przypadku stosowania skali czasu UT1. Jak wspominali inni, średni dzień słoneczny nie jest średnią z najkrótszego i najdłuższego pozornego dnia słonecznego i trzeba wziąć pod uwagę Równanie czasu, aby obliczyć średni dzień słoneczny, uśredniając wszystkie pozorne dni słoneczne w ciągu jednego roku.
Jeśli użyjesz definicji sekundy opartej na systemie metrycznym, który jest używany przez skale czasu atomowego (TAI), UTC i czasu naziemnego (TT), długość średniego dnia słonecznego to nie jest dokładnie 24 godziny. Definicja sekundy w SI, poza tym, że jest skalą atomową, opiera się na średniej doby słonecznej w 1900 roku określonej przez Newcomba (w rzeczywistości odpowiada ona średniej dobie słonecznej z około połowy XIX wieku), kiedy rotacja Ziemi był szybszy niż dzisiaj. Dzisiaj średni dzień słoneczny jest nieco dłuższy niż w przeszłości (mierzony zegarem atomowym), a długość średniego dnia słonecznego w sekundach TAI jest większa niż w UT1. Aby skorygować różnicę, wykonaj skok sekundy są wprowadzane 0-2 razy w roku w skali czasu UTC w oparciu o obserwacje obrotu Ziemi, aby czas UTC był zsynchronizowany z UT1 na mniej niż 0,9 sekundy. Te poprawki są publikowane z wyprzedzeniem przez IERS w Biuletynie C.W ciągu ostatnich 46 lat wprowadzono 27 sekund przestępnych, co odpowiada około 0,6 s na rok różnicy między długością średniego dnia słonecznego między TAI a UT1, czyli około 1,6 ms dziennie (patrz ryc. 1 i 2).
Długość sekundy SI zależy od lokalizacji, a TAI jest oparty na obserwacjach wykonanych przez zegary atomowe w różnych laboratoriach na całym świecie („UTC (k ) ”) i skorygowane o geopotencjał na poziomie morza. TT jest teoretyczną długością sekundy w układzie SI na geoidzie i jako taka nigdy nie jest doskonale znana. BIPM co roku weryfikuje przybliżenie przeszłych TT. Z kolei TAI i UTC są określane i utrzymywane na stałym poziomie po około 1 miesiącu od tego faktu (publikowane regularnie w Circular-T przez BIPM). Specyficzne dla laboratorium skale czasu UTC (k) i czas GPS (na podstawie zegara głównego obserwatorium marynarki wojennej Stanów Zjednoczonych) są znane w czasie rzeczywistym. Inne skale czasowe obejmują czas geocentryczny, czas barycentryczny i czas efemeryd. Długość 1 s jest nieco inna dla wszystkich z nich, część różnicy wynika z upływu czasu w różny sposób w zależności od położenia w potencjale grawitacyjnym. Na przykład czas płynie szybciej w Układzie Słonecznym niż na powierzchni Ziemi o około 0,5 sekundy rocznie.
Historycznie, czas mierzony obrotem Ziemi był najdokładniejszy, a średnia przyjęto, że dzień jest stałą równą 86400 s. Zmieniło się to wraz z wprowadzeniem czasu efemerydowego, później zastąpionego przez zegar kwarcowy i atomowy, co doprowadziło do ponownego zdefiniowania sekundy.Będą odchylać się dalej, gdy obrót Ziemi zwalnia.
Odnośniki:
Rysunek 1. Przekroczenie do 86400s czasu trwania dni, połączone rozwiązanie GPS, 1995-1997 . Od https://www.iers.org/IERS/EN/Science/EarthRotation/LODgps.html
Rysunek 2. TAI-UT1 i TAI-UTC. Od McCarthy i Seidelmann (2018).
Komentarze