Николай Кондратьев - Ориентировка по звездам

Точное местное время определяется путем наблюдения при помощи специального прибора (пассажный инструмент) звезд или Солнца.

Сутки были первой природной мерой времени, открытой человеком.

Звездные сутки — это промежуток времени между двумя последовательными одинаковыми кульминациями точки весеннего равноденствия. За начало суток принимается момент верхней кульминации этой точки. Но точка весеннего равноденствия — воображаемая точка, поэтому практически для определения звездного времени измеряют часовой угол какой-либо звезды.

В любой момент времени звездное время равно сумме часового угла звезды и ее прямого восхождения. Зная прямое восхождение звезды и измерив ее часовой угол, можно в любой момент определить звездное время.

В момент верхней кульминации звезды ее часовой угол равен нулю. Следовательно, в момент верхней кульминации звездное время равно прямому восхождению звезды.

Истинные солнечные сутки — это промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями центра Солнца. Началом истинных солнечных суток считается полдень, когда Солнце находится в самой высокой точке над горизонтом.

Звездное время в быту неудобно тем, что звездные сутки короче солнечных на 3 мин 56 сек, поэтому начало звездных суток приходится на различное время дня и ночи.

Истинное солнечное время также неудобно, так как истинные сутки непостоянны: то длиннее, то короче. Продолжительность самых длинных декабрьских суток на 51 сек больше продолжительности самых коротких сентябрьских суток. Соответственно укорачиваются или удлиняются часы, минуты и секунды. Причинами непостоянства истинных суток являются неравномерность движения Солнца по эклиптике и наклон эклиптики к небесному экватору.

Вследствие суточного вращения Земли вокруг своей оси в одно и то же время на одной стороне экватора бывает день, а на противоположной стороне — ночь; вследствие годового движения Земли вокруг Солнца в одно и то же время в одном полушарии бывает лето, в другом — зима.

Земная ось все время наклонена к плоскости орбиты Земли на 66°33' и перемещается в пространстве параллельно самой себе. Поэтому Северное и Южное полушария попеременно бывают обращены в сторону Солнца, что и определяет смену времен года, которая зависит от высоты и продолжительности пребывания Солнца над горизонтом (рис. 23). Например, Северное полушарие в июне наклонено к Солнцу, а в декабре — в обратную сторону, в результате этого в Северном полушарии в июне бывает теплее, чем в декабре. В Южном полушарии наоборот: в декабре теплее, чем в июне.

Рис. 23. Положение Земли относительно Солнца в различное время года

Рис. 24. Положение Солнца над горизонтом в средних широтах в различное время года

Наблюдатель не замечает ни суточного, ни годового вращения Земли. Ежедневно он видит восход и заход Солнца, изменение его высоты в течение года. Летом Солнце проходит над горизонтом выше, зимой ниже. Меняются и точки восхода и захода Солнца на горизонте: 21 марта и 23 сентября оно восходит точно на востоке и заходит точно на западе; между этими датами точки восхода и захода смещаются к югу зимой и к северу летом (рис. 24). Поэтому светлого времени — от рассвета до наступления темноты — летом бывает значительно больше, чем зимой.

Обычно моментами наступления рассвета «и темноты принято считать моменты, когда высота Солнца, точнее — его центра, равна —7° (при наступлении рассвета Солнце еще не поднялось из-за горизонта, а при наступлении темноты опустилось за горизонт). Это весьма условно, так как при одном и том же положении Солнца за горизонтом может быть светлее или темнее в зависимости от метеорологических условий; например, при облачной погоде светлого времени до восхода и после захода Солнца будет меньше.

Промежутки времени между рассветом и восходом Солнца, между заходом Солнца и наступлением темноты называются сумерками (при восходе и заходе с учетом рефракции и углового радиуса Солнца высота Солнца равна —51’). Продолжительность сумерек зависит от времени года и широты места.

Если высота Солнца в полночь не будет ниже —7°, то темнота совсем не наступает; сумерки будут продолжаться всю ночь. Такие ночи называют «белыми». Во время «белых ночей» утренние сумерки наступают раньше, чем кончаются вечерние сумерки предыдущих суток, как говорят, «заря с зарей встречается».