Kommentarer
- Relaterat: " Språng sekund " , Wikipedia.
- Se även leapsecond.com för en uppsjö av artiklar om tidtagning, särskilt artiklarna av Steve Allen från Lick Observatory. Den ' är en ganska gammal sida, och några av dess länkar är nu döda, men det finns ' fortfarande gott om bra information där.
- @Nat – Detta har nästan ingenting att göra med språngsekunder. Det har mycket mer att göra med att tänka att den genomsnittliga dagslängden under några år är lika med genomsnittet av den minsta och maximala dagslängden är ogiltig. Det finns många pseudocykliska funktioner där medelvärdet inte är medelvärdet för min och max, tidens ekvation är ett utmärkt exempel.
- Kära @ObsessionWithElectricity, förekomsten av ett väl mottaget svar indikerar ingenting om frågan tillhör den här webbplatsen eller inte. Hoppas du uppskattar skillnaden. Skål! 🙂
- Jag ' Jag röstar för att stänga denna fråga som utanför ämnet eftersom den saknar tillräcklig tidigare forskning.
Svar
Du kan inte beräkna längden på en genomsnittlig soldag bara genom att ta medelvärdet av den kortaste & längsta uppenbara soldagar. Det skulle fungera om de uppenbara dagslängderna varierade på ett enkelt linjärt sätt, men så är inte fallet.
Från Wikipedia: s artikel om Tidsekvation ,
Tidsekvationen beskriver skillnaden mellan två typer av soltid. [.. .] De två gånger som skiljer sig åt är den skenbara soltiden, som direkt spårar solens dagliga rörelse, och den genomsnittliga soltiden, som spårar en teoretisk genomsnittlig sol med enhetlig rörelse.
Denna graf visar de kumulativa skillnaderna mellan medelvärde & skenbar soltid:
Tidsekvationen – ovanför axeln visas en solur snabbt i förhållande till en klocka som visar lokal medeltid , och under axeln visas en solur långsam.
För att korrekt beräkna den genomsnittliga soldagslängden måste du integrera de uppenbara daglängderna under hela året . (Och du måste bestämma exakt hur du definierar årslängden, vilket är en helt komplicerad historia i sig).
Det finns två primära orsaker till tidsekvationen.
1. Lutningen av jordens planet (ekliptikplanet), som lutas ungefär 23 ° i förhållande till ekvatorialplan. Denna lutning är också ansvarig för årstiderna.
2. Jordens omloppsbana, som orsakar att jordens omloppshastighet varierar över året. Följande diagram visar hur dessa två komponenter kombineras för att skapa ekvationen av tid.
Tidsekvation (röd hel linje) och dess två huvudkomponenter ritade separat, delen på grund av ekliptikens snedställning (mauve streckad linje ) och den del som beror på solens varierande uppenbara hastighet längs ekliptiken på grund av Jordens omlopps excentricitet (mörkblå streck & pricklinje)
Se den länkade Wikipedia artikel för mer information.
Kommentarer
- Och då och då behöver vi språngsekunder .
- @ Draco18s Faktiskt! Noggrann tidtagning är en komplex & subtil verksamhet. Se leapsecond.com , som jag också länkade i min kommentar till frågan.
- Det ' s värt att notera att i termer av den faktiska längden på en dag (över eller under 24 timmar), den lila linjen i det diagrammet ger ett betydligt större bidrag än den mörka linjen – mer än vad detta diagram skulle föreslå. Anledningen är att längden på en dag faktiskt är tidsderivatet av tidsekvationen; och den lila linjen är ganska brantare än den mörka linjen (samt har en något större amplitud).
- @DawoodibnKareem – Jag skulle inte ' t ring ~ 20 % mindre betydligt mindre.Jag skulle kalla dem nästan samma storlek. Vad ' är viktigare är fasskillnaden. De två kurvorna är närmare att vara i fas med varandra i början av november än i slutet av februari.
- @DavidHammen Du har inte förstått min kommentar. Det ' är inte storleken som påverkar dagslängden, det ' är lutningen. Den mauva linjen har halva perioden av den mörka linjen, så om du skulle rita dess lutning <
skulle du finna att den ger mer än dubbelt så mycket som den mörka linjen ger.
Svar
Genomsnittsvärdet för en distribution är inte genomsnittet för dess minsta och högsta. Till exempel är medelvärdet på (0,0,0,4) 1, inte 2. Jordens omlopps excentricitet är inte 0, inte heller månen, så din fördelning av dagslängd är förmodligen något asymetrisk, därav avvikelsen på 4 sekunder. Summa hela dagslängden på ett år, dividera med antalet dagar så får du ett bättre värde.
Svar
den ursprungliga definitionen av en timme var 1/24 av en dag, oavsett hur lång dagen var vid den tiden. Varaktigheterna du citerar är endast möjliga med hjälp av extremt moderna definitioner som möjliggörs genom att omdefiniera den andra (hålla minut och timme fasta till 60 sekunder respektive 3600 sekunder).
Kommentarer
- Jag don ' t håller inte med, men har du 1) ett datum då det blev den officiella definitionen av en timme och 2 ) när det konventionellt bestämdes att använda 1/24 och inte 1/10 eller 1/20 av en dag? Jag ' har läst odokumenterade källor som nämner att dagsljuset historiskt är uppdelat i tiondelar före tolfte.
- Mer information i en.wikipedia.org/wiki/Hour
- Den genomsnittliga soldagen är 86400.0025 sekunder , så även om anledningen i detta svar har en viss effekt, står den bara för 2,5 ms av den 4 sekunders avvikelsen i frågan.
Svar
Definitionen av 24 timmar (exakt) den genomsnittliga soldagen gäller endast om du använder UT1-tidsskalan. Som andra har nämnt är den genomsnittliga soldagen inte genomsnittet för den kortaste och längsta uppenbara soldagen, och du måste överväga tidsekvationen för att beräkna den genomsnittliga soldagen genom att medelvärdet av alla uppenbara soldagar under ett år.
Om du använder definitionen av en sekund baserad på det metriska systemet, som används av atomtiden (TAI), UTC och den tidsbundna (TT) tidsskalan, är längden på den genomsnittliga soldagen är inte exakt 24 timmar. Definitionen av SI-sekunden, förutom att vara en atomskala, baseras på den genomsnittliga soldagen 1900 som bestämts av Newcomb (i verkligheten motsvarar den den genomsnittliga soldagen i ungefär mitten av 1800-talet), när jordens rotation var snabbare än idag. Idag är den genomsnittliga soldagen något längre än tidigare (mätt med en atomur) och längden på den genomsnittliga soldagen i TAI-sekunder är större än i UT1. För att korrigera för skillnaden, hoppa sekunder introduceras 0-2 gånger per år i UTC-tidsskalan baserat på observationer av jordens rotation för att hålla UTC synkroniserad med UT1 till mindre än 0,9 s. Dessa korrigeringar publiceras i förväg av IERS i Bulletin C. Det har införts 27 skott sekunder under de senaste 46 åren, vilket motsvarar cirka 0,6 s per år skillnad mellan längden på den genomsnittliga soldagen mellan TAI och UT1, eller cirka 1,6 ms per dag (se figur 1 och 2).
SI-sekundens längd beror på platsen och TAI baseras på observationer gjorda av atomur i olika laboratorier runt om i världen (”UTC (k ) ”) och korrigeras för geopotentialen på havsnivån. TT är en teoretisk längd på SI-sekunden på geoiden och är som sådan aldrig känd perfekt. Tillnärmning av tidigare TT revideras årligen av BIPM. Däremot bestäms och hålls TAI och UTC fast efter ungefär en månad efter det faktum (publiceras regelbundet i Circular-T av BIPM). Laboratoriespecifika UTC (k) tidsskalor och GPS-tid (baserad på US Naval Observatory Master Clock) är kända i realtid. Andra tidsskalor inkluderar geocentrisk tid, barycentrisk tid och kortvarig tid. Längden på 1 s är något annorlunda mellan dem alla, en del av skillnaderna beror på att tiden går annorlunda baserat på plats i gravitationspotentialen. Till exempel går tiden snabbare i solsystemet än på jordens yta med cirka 0,5 sekunder per år.
Historiskt sett var tiden mätt med jordens rotation den mest exakta och den genomsnittliga solen dagen antogs vara konstant lika med 86400 s. Detta förändrades med införandet av efemertiden, senare ersatt av kvartsklockan och atomuret, vilket ledde till omdefiniering av den andra.De kommer att avvika ytterligare när jordens rotation avtar.
Referenser:
- Urban och Seidelmann (2012): Förklarande tillägg till den astronomiska almanaken
- McCarthy och Seidelmann (2018): Time: From Earth Rotation to Atomic Physics
- BIPM time publikationer: https://www.bipm.org/en/bipm/tai/publications.html
- IERS Bulletins: https://www.iers.org/IERS/EN/Publications/Bulletins/bulletins.html
- USNO – Tidsekvationen: https://aa.usno.navy.mil/faq/docs/eqtime.php
Figur 1. Överskott till 86400 av dagslängden, kombinerad GPS-lösning, 1995-1997 . Från https://www.iers.org/IERS/EN/Science/EarthRotation/LODgps.html
Figur 2. TAI-UT1 och TAI-UTC. Från McCarthy och Seidelmann (2018).
Kommentarer
- Tack för att du nämner Terrestrial Time , etc. Jag ville inte ' inte gå ner i tidsskalorna kaninhål i mitt svar (även om jag gav en länk till artiklar om dessa ämnen i ett par kommentarer ), men jag antar att det ' är bra att ge människor en kort glimt av detta material. 😉
- Hoppsekunder har absolut ingenting att göra med OP ' s fel på 4 sekunder i hans / hennes försök att beräkna längden på den genomsnittliga soldagen . Informationen i det här svaret är helt sant, men allt helt orelaterat till frågan.
- @DawoodibnKareem Jag tycker att det är relaterat eftersom svaret på frågan hur länge den genomsnittliga soldagen är inte är " 24 timmar 0min 0 sekunder exakt " – inte när du använder den konventionella definitionen av 1 s. De andra svaren förklarar inte detta (men svarar på huvudpoängen, vilket är fel genomsnitt).