Kommentare
- Verwandte Themen: " Schaltsekunde " , Wikipedia.
- Siehe auch leapsecond.com für eine Vielzahl von Artikeln über Zeitmessung, insbesondere die Artikel von Steve Allen vom Lick Observatory. Diese ' ist eine ziemlich alte Seite, und einige ihrer Links sind jetzt tot, aber ' gibt es dort immer noch viele gute Informationen.
- @Nat – Dies hat fast nichts mit Schaltsekunden zu tun. Es hat viel mehr damit zu tun, dass die über einige Jahre gemittelte Tageslänge gleich dem Durchschnitt der minimalen und maximalen Tageslänge ist, die ungültig ist. Es gibt viele pseudocyclische Funktionen, bei denen der Mittelwert nicht der Durchschnitt von min und max ist, wobei die Zeitgleichung ein Paradebeispiel ist.
- Sehr geehrte @ObsessionWithElectricity, die Existenz einer gut aufgenommenen Antwort gibt keinen Hinweis darauf, ob Die Frage gehört zu dieser Seite oder nicht. Ich hoffe, Sie schätzen die Unterscheidung. Prost! 🙂
- Ich ' stimme ab, um diese Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, da es an ausreichender vorheriger Forschung mangelt.
Antwort
Sie können die Länge eines mittleren Sonnentages nicht berechnen, indem Sie den Mittelwert des kürzesten & längste scheinbare Sonnentage. Das würde funktionieren, wenn die scheinbaren Tageslängen auf einfache lineare Weise variieren würden, aber das ist nicht der Fall.
Aus dem Artikel von Wikipedia über Zeitgleichung ,
Die Zeitgleichung beschreibt die Diskrepanz zwischen zwei Arten von Sonnenzeit. [.. .] Die beiden Zeiten, die sich unterscheiden, sind die scheinbare Sonnenzeit, die direkt die tägliche Bewegung der Sonne verfolgt, und die mittlere Sonnenzeit, die eine theoretische mittlere Sonne mit gleichmäßiger Bewegung verfolgt.
Diese Grafik zeigt die kumulativen Unterschiede zwischen der mittleren & scheinbaren Sonnenzeit:
Die Zeitgleichung – über der Achse erscheint eine Sonnenuhr relativ zu einer Uhr, die die lokale mittlere Zeit anzeigt und unterhalb der Achse erscheint eine Sonnenuhr langsam.
Um die mittlere Länge des Sonnentages korrekt zu berechnen, müssen Sie die scheinbaren Tageslängen über das ganze Jahr integrieren . (Und Sie müssen genau entscheiden, wie die Länge des Jahres definiert werden soll, was für sich genommen eine komplizierte Geschichte ist.)
Es gibt zwei Hauptursachen für die Zeitgleichung.
1. Die Neigung der Ebene der Erdumlaufbahn (der Ekliptikebene), die um ungefähr 23 ° gegenüber der geneigt ist Äquatorialebene. Diese Neigung ist auch für die Jahreszeiten verantwortlich.
2. Die Exzentrizität der Erdumlaufbahn, die bewirkt, dass die Umlaufgeschwindigkeit der Erde im Laufe des Jahres variiert. Die folgende Grafik zeigt, wie diese beiden Komponenten kombiniert werden, um die Zeitgleichung zu erstellen.
Zeitgleichung (rote durchgezogene Linie) und ihre beiden Hauptkomponenten werden getrennt dargestellt, wobei der Teil auf die Schrägstellung der Ekliptik zurückzuführen ist (lila gestrichelte Linie) ) und der Teil aufgrund der variierenden scheinbaren Geschwindigkeit der Sonne entlang der Ekliptik aufgrund von Exzentrizität der Erdumlaufbahn (dunkelblauer Strich & Punktlinie)
Siehe die verlinkte Wikipedia Artikel für weitere Details.
Kommentare
- Und dann brauchen wir ab und zu Schaltsekunden .
- @ Draco18s In der Tat! Eine genaue Zeitmessung ist ein komplexes & subtiles Geschäft. Siehe leapsecond.com , das ich auch in meinem Kommentar zur Frage verlinkt habe.
- Es '
- @DawoodibnKareem – Ich würde ' nicht ~ 20 aufrufen % kleiner deutlich weniger.Ich würde sie fast gleich groß nennen. Was ' wichtiger ist, ist die Phasendifferenz. Die beiden Kurvenbeitragenden sind Anfang November näher an der Phase miteinander als Ende Februar.
- @DavidHammen Sie haben meinen Kommentar nicht verstanden. ' ist nicht die Größe, die die Länge des Tages beeinflusst, sondern ' die Steigung. Die lila Linie hat die Hälfte der Periode der dunklen Linie. Wenn Sie also ihre Steigung zeichnen würden, würden Sie ' feststellen, dass sie mehr als den doppelten Beitrag leistet, den die dunkle Linie leistet.
Antwort
Der Durchschnittswert einer Verteilung ist nicht der Durchschnitt ihres Minimums und Maximums. Zum Beispiel ist der Durchschnittswert von (0,0,0,4) 1, nicht 2. Die Exzentrizität der Erdumlaufbahn ist weder 0 noch die des Mondes, daher ist Ihre Verteilung der Tagesdauer wahrscheinlich leicht asymetrisch die 4 Sekunden Diskrepanz. Summieren Sie die gesamte Tagesdauer eines Jahres, dividieren Sie durch die Anzahl der Tage, um einen besseren Wert zu erhalten.
Antwort
Die Die ursprüngliche Definition einer Stunde war 1/24 eines Tages, egal wie lang der Tag zu der Zeit war. Die von Ihnen angegebene Dauer ist nur mit Hilfe äußerst moderner Definitionen möglich, die durch eine Neudefinition der Sekunde ermöglicht werden (wobei Minute und Stunde auf 60 Sekunden bzw. 3600 Sekunden festgelegt werden).
Kommentare
- Ich bin nicht ' nicht anderer Meinung, aber haben Sie 1) ein Datum, an dem dies die offizielle Definition einer Stunde wurde, und 2 ) Als herkömmlicherweise festgelegt wurde, 1/24 und nicht 1/10 oder 1/20 eines Tages zu verwenden, habe ich ' undokumentierte Quellen gelesen, in denen erwähnt wird, dass das Tageslicht historisch in Zehntel unterteilt ist vor dem zwölften.
- Weitere Details in en.wikipedia.org/wiki/Hour
- Der mittlere Sonnentag beträgt 86400,0025 Sekunden . Der Grund in dieser Antwort hat zwar einige Auswirkungen, macht jedoch nur 2,5 ms der 4-Sekunden-Diskrepanz in der Frage aus.
Antwort
Die 24-Stunden-Definition von Der mittlere Sonnentag gilt nur, wenn Sie die UT1-Zeitskala verwenden. Wie andere bereits erwähnt haben, ist der mittlere Sonnentag nicht der Durchschnitt des kürzesten und längsten scheinbaren Sonnentages, und Sie müssen die Zeitgleichung berücksichtigen, um den mittleren Sonnentag zu berechnen, indem Sie alle scheinbaren Sonnentage in einem Jahr mitteln.
Wenn Sie die Definition einer Sekunde verwenden, die auf dem metrischen System basiert, das von den Zeitskalen Atomzeit (TAI), UTC und Erdzeit (TT) verwendet wird, die Länge des mittleren Sonnentages ist nicht genau 24 Stunden. Die Definition der SI-Sekunde basiert nicht nur auf einer atomaren Skala, sondern basiert auch auf dem von Newcomb bestimmten mittleren Sonnentag im Jahr 1900 (in Wirklichkeit entspricht sie dem mittleren Sonnentag in der Mitte des 19. Jahrhunderts), wenn sich die Erde dreht war schneller als heute. Heute ist der mittlere Sonnentag etwas länger als in der Vergangenheit (gemessen mit einer Atomuhr), und die Länge des mittleren Sonnentages in TAI-Sekunden ist größer als in UT1. Um die Differenz zu korrigieren, springen Sie Sekunden werden 0-2 Mal pro Jahr in die UTC-Zeitskala eingeführt, basierend auf Beobachtungen der Erdrotation, um UTC mit UT1 auf weniger als 0,9 s synchron zu halten. Diese Korrekturen werden von IERS im Voraus in Bulletin C veröffentlicht. In den letzten 46 Jahren wurden 27 Schaltsekunden eingefügt, was einer Differenz von etwa 0,6 s pro Jahr zwischen der Länge des mittleren Sonnentages zwischen TAI und UT1 oder etwa 1,6 entspricht ms pro Tag (siehe Abbildung 1 und 2).
Die Länge der SI-Sekunde hängt vom Standort ab, und TAI basiert auf Beobachtungen von Atomuhren in verschiedenen Labors auf der ganzen Welt („UTC (k ) „) und korrigiert um das Geopotential auf Meereshöhe. TT ist eine theoretische Länge der SI-Sekunde auf dem Geoid und als solche nie perfekt bekannt. Die Annäherung an vergangene TT wird jährlich von BIPM überarbeitet. Im Gegensatz dazu werden TAI und UTC nach etwa einem Monat nach der Tat bestimmt und festgehalten (regelmäßig in Circular-T von BIPM veröffentlicht). Laborspezifische UTC (k) -Zeitskalen und die GPS-Zeit (basierend auf der US Naval Observatory Master Clock) sind in Echtzeit bekannt. Andere Zeitskalen umfassen die geozentrische Zeit, die baryzentrische Zeit und die Ephemeridenzeit. Die Länge von 1 s ist zwischen allen geringfügig unterschiedlich. Ein Teil des Unterschieds ist darauf zurückzuführen, dass die Zeit je nach Position im Gravitationspotential unterschiedlich vergeht. Beispielsweise vergeht die Zeit im Sonnensystem um etwa 0,5 Sekunden pro Jahr schneller als auf der Erdoberfläche.
Historisch gesehen war die durch die Erdrotation gemessene Zeit die genaueste und die mittlere Sonneneinstrahlung Der Tag wurde als konstant gleich 86400 s angenommen. Dies änderte sich mit der Einführung der Ephemeridenzeit, die später von der Quarzuhr und der Atomuhr abgelöst wurde und zur Neudefinition der Sekunde führte.Sie werden weiter abweichen, wenn sich die Rotation der Erde verlangsamt.
Referenzen:
- Urban und Seidelmann (2012): Erläuterung zum astronomischen Almanach
- McCarthy und Seidelmann (2018): Zeit: Von der Erdrotation zur Atomphysik
- BIPM-Zeit Veröffentlichungen: https://www.bipm.org/en/bipm/tai/publications.html
- IERS-Bulletins: https://www.iers.org/IERS/EN/Publications/Bulletins/bulletins.html
- USNO – Die Zeitgleichung: https://aa.usno.navy.mil/faq/docs/eqtime.php
Abbildung 1. Überschreitung der Dauer der Tage auf 86400 Sekunden, kombinierte GPS-Lösung, 1995-1997 . Von https://www.iers.org/IERS/EN/Science/EarthRotation/LODgps.html
Abbildung 2. TAI-UT1 und TAI-UTC. Von McCarthy und Seidelmann (2018).
Kommentare
- Vielen Dank, dass Sie Terrestrial Time usw. Ich wollte in meiner Antwort nicht ' die Zeitskala des Kaninchenbaues durchgehen (obwohl ich in einigen Kommentaren einen Link zu Artikeln zu diesen Themen angegeben habe ), aber ich denke, ' ist gut, um den Leuten einen kurzen Einblick in dieses Material zu geben. 😉
- Schaltsekunden haben absolut nichts mit dem Fehler des OP ' von 4 Sekunden bei seinem Versuch zu tun, die Länge des mittleren Sonnentages zu berechnen . Die Informationen in dieser Antwort sind alle wahr, aber alle haben nichts mit der Frage zu tun.
- @DawoodibnKareem Ich denke, sie hängen zusammen, weil die Antwort auf die Frage, wie lange der mittlere Sonnentag dauert, nicht " 24 Stunden 0 Minuten 0 Sekunden genau " – nicht, wenn Sie die herkömmliche Definition von 1 s verwenden. Die anderen Antworten erklären dies nicht (sondern beantworten den Hauptpunkt, bei dem es sich um die falsche Mittelung handelt).