Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Тропічний рік



План:


Введення

Тропічний рік (також відомий як сонячний рік) у загальному сенсі - це відрізок часу, за який сонце завершує один цикл зміни пір року, як це видно з Землі, наприклад, час від одного весняного рівнодення до наступного, або від одного дня літнього сонцестояння до іншого. З часів античності астрономи поступово вдосконалювали визначення тропічного року, і в даний час визначають його як час, необхідний для того, щоб середня тропічна довгота Сонця (поздовжня позиція уздовж екліптики щодо положення на весняне рівнодення) збільшилася на 360 градусів (тобто, щоб завершився один повний сезонний цикл) [1].


1. Тривалість тропічного року

За сильно спрощеним визначенням, тропічний рік - це час, необхідний для того, щоб сонце, почавши свій рух від обраної екліптичною довготи, завершило один повний цикл пір року і повернулося до тієї ж самої екліптичною довготі. Перш ніж розглядати приклад, слід уточнити поняття рівнодення. При виконанні розрахунків у сонячній системі використовуються дві важливі площині: площина екліптики (орбіта Землі навколо Сонця), і площина небесного екватора (проекція екватора Землі в просторі). Ці площини мають лінію перетину. Напрям уздовж цієї лінії перетину від Землі в бік сузір'я Овна - це березневе рівнодення, яке позначається символом ♈ (символ схожий на баранячі роги).

Протилежний напрямок вздовж лінії в сторону сузір'я Терезів є вересневим рівноденням і позначається символом ♎. Через прецесії і нутації земної осі ці напрямки змінюються в порівнянні з направленням на далекі зірки і галактики, направлення на які не мають помітного зсуву через велику відстань до цих об'єктів (див. Міжнародна небесна система відліку).

Екліптична довгота Сонця - це кут між ♈ і Сонцем, виміряний у східному напрямку вздовж екліптики. Його вимір пов'язане з певними труднощами, оскільки Сонце рухається, і напрямок, щодо якого вимірюється кут, теж рухається. Для такого виміру зручно мати фіксовану (по відношенню до далеких зірок) напрям. В якості такого напряму обрано напрямок ♈ опівдні 1 січня 2000, воно позначається символом ♈.

З використанням такого сильно спрощеного визначення, було зафіксовані весняне рівнодення 20 березня 2009 року в 11:44:43.6. Наступне рівнодення буде 20 березня 2010 року в 17:33:18.1, що дає тривалість тропічного року в 365 днів 5 годин 49 хвилин 30 секунд. Сонце і ♈ рухаються в протилежних напрямках. Коли Сонце і ♈ зустрінуться в березні 2010 в точці рівнодення, Сонце пройде у східному напрямку кут 359 59 '09 ", а ♈ зрушиться в західному напрямку на 51", що в сумі складає 360 (все по відношенню до ♈ 0).

Якщо в якості точки відліку вибрати іншу екліптичною довготу Сонця, тривалість тропічного року буде вже відрізнятися. Це пов'язано з тим, що, хоча зміна ♈ відбувається з майже постійною швидкістю [2], але існують значні варіації кутової швидкості руху Сонця. Таким чином, ті 50 кутових секунд або близько того, які Сонце не проходить по орбіті за повний тропічний рік, "рятують" різну кількість часу в залежності від положення на орбіті.


1.1. Середня тривалість тропічного року по весняного рівнодення

Як вже згадувалося вище, тривалість тропічного року залежить від вибору точки відліку. Астрономи не відразу прийшли до єдиної методики, але найчастіше обирали в якості точки відліку одне з рівнодень, бо прилади в ці періоди виявилися найбільш чутливими. При порівнянні вимірювань тропічного року за кількох послідовних років виявлені відмінності, пов'язані з нутацією і планетарними збуреннями, що діють на Сонці. Міус і Савой в роботі [1] наводять такі приклади інтервалів між весняними рівноденнями:

Дні Годинники Мін. Сек.
1985-1986 365 5 48 58
1986-1987 365 5 49 15
1987-1988 365 5 46 38
1988-1989 365 5 49 42
1989-1990 365 5 51 06

До початку XIX століття тривалість тропічного року визначалася шляхом порівняння дат рівнодення за великий проміжок часу. Цей підхід дозволив обчислити середню тривалість тропічного року [1].

Порівняння значень середніх інтервалів часу між рівноденнями і солнцестояниями за 0 і 2000 року представлено [1] в таблиці:

Рік 0 Рік 2000
Між двома березневими рівноденнями 365.242 137 днів 365.242 374 днів
Між двома червневими солнцестояниями 365.241 726 365.241 626
Між двома вересневими рівноденнями 365.242 496 365.242 018
Між двома грудневими солнцестояниями 365.242 883 365.242 740

1.2. Поточне значення середньої тривалості тропічного року

Середня тривалість тропічного року з 1 січня 2000 року становить 365,2421897 днів або 365 днів 5 годин 48 хвилин 45,19 секунди. Ця величина змінюється досить повільно. Вираз, що підходить для обчислення тривалості тропічного року в далекому минулому:

365.242 189 669 8 - 6.153 59 10 ^ -6 T - 7.29 10 ^ -10 T 2 + 2.64 10 ^ -10 T 3

де Т - час в юліанських століттях (1 юліанському сторіччя одно в точності 36525 днів), відлічуваний від полудня 1 січня 2000 [3] [4]


2. Календарний рік

Григоріанський календар, який використовується для цивільних цілей, є міжнародним стандартом. Це сонячний календар (він винайдений для підтримки синхронності з тропічним роком). Він має періодичність в 400 років (146 097 днів). У кожному періоді повністю повторюються місяці, дати та дні тижня. Середня тривалість календарного року: 146097 / 400 = 365,2425 днів, що дає хороше наближення до тропічного році.

Григоріанський календар являє собою поліпшений варіант юліанського календаря. На час проведення реформи в 1582 році дата весняного рівнодення змістилася приблизно на 10 днів, з 21 березня - в період Першого Нікейського собору в 325 році - на 11 березня. Справжня мотивація реформ полягала, в першу чергу, не в питанні повернення сільськогосподарських циклів туди, де вони колись були в сезонному циклі, головною турботою християн було правильне дотримання Пасхи. Правила, використовувані для обчислення дати Пасхи, використовували звичайну дату весняного рівнодення (21 березня), і було визнано важливим, щоб зберегти 21 березня недалеко від фактичного рівнодення [5].

Якщо суспільство в майбутньому буде як і раніше надавати важливе значення синхронізації між громадянським календарем і сезонами, в кінцевому підсумку буде потрібно нова реформа календаря. Якщо тропічний рік буде мати значення 1900 року в 365,242199 днів, то григоріанський календар відстане від нього приблизно на 3 дні 17 хв. 33 сек. за 10 000 років. Збільшуючи цю помилку, тривалість тропічного дня (вимірювана в земній часу) зменшується зі швидкістю приблизно 53 сек. за 100 тропічних років. Крім того, середні сонячні добу збільшуються на 1,5 мс за 100 тропічних років. Ці ефекти викличуть зрушення календаря на день за 3 200 років. Пропоновані різні варіанти подальшого вдосконалення календаря поки не представляються актуальними [6]. Крім того, оскільки григоріанська реформа мала на меті синхронізацію календаря не з сезонами, а з весняним рівноденням, то і точність календаря слід оцінювати не за довжиною середнього тропічного року, а по року весняного рівнодення. І, як випливає з таблиці, наведеної вище, з цим завданням григоріанський календар справляється у наш час настільки добре, що помилка в один день набіжить не раніше ніж через 10 000 років [7] [8].


Примітки

  1. 1 2 3 4 Meeus, J., Savoie, D. The history of the tropical year Journal of the British Astronomical Association, 102 (1), 40-42. - adsabs.harvard.edu/abs/1992JBAA..102...40M (Англ.)
  2. Seidelmann, PK (Ed.). (1992). Explanatory supplement to the Astronomical almanac. Sausalito, CA: University Science Books. ISBN 0-935702-68-7 (Англ.)
  3. McCarthy D. & Seidelmann, PK Time from Earth rotation to atomic physics - Weinhein: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA., 2009. - P. 351. - ISBN 9783527407804.
  4. Secular terms of the classical planetary theories using the results of general theory. Astronomy and Astrophysics, 157, 59-70. ISSN 0004-6361 - adsabs.harvard.edu/abs/1986A & A. .. 157 ... 59L (Англ.)
  5. The Western calendar - "Intolerabilis, horribilis, et derisibilis"; four centuries of discontent. In GV Coyne, MA Hoskin, & O. Pedersen (Eds.). Gregorian reform of the calendar. Vatican Observatory.
  6. Blackburn, B. & Holford-Strevens (2003, corrected reprint of 1999). The Oxford companion to the year. Oxford University Press.
  7. S. Cassidy, Error in statement of tropical year - www.hermetic.ch / cal_stud / cassidy / err_trop.htm, 1996
  8. М. Л. Городецький, До питання про точність григоріанського календаря і місячного циклу / / Історико-астрономічні дослідження, Вип. XXXV. -М.: Физматлит, 2010, C. 289-293.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Тропічний циклон
Тропічний циклон
Тропічний клімат
Тропічний пояс
Тропічний ліс
Тропічний сухий клімат
21 рік
13 рік
24 рік
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru