Линия перемены даты

При счете календарных дней необходимо условиться, на каком меридиане начинаются новые сутки. По международному соглашению таким меридианом является меридиан, отстоящий от гринвичского на 180^o. Линия перемены даты, в океане проходит по этому меридиану, и огибает острова. Так что линия перемены даты всюду проходит по акватории океана.

К западу от линии перемены даты, называемой еще демаркационной линией, число месяца всегда на единицу больше, чем к востоку от нее (например, к западу, на Чукотке, 15 сентября, а к востоку, на Аляске, 14 сентября), поэтому при пересечении демаркационной линии это небходимо учитывать. При пересечении этой линии с запада на восток надо уменьшить число месяца на единицу, а с востока на запад - прибавить. На морских судах такое изменение производят в ближайшую полночь после пересечения линии перемены даты. Суда, плывущие на восток, (из Китая в Калифорнию) дважды считают одну и ту же дату (после 15 сентября вновь наступает 15 сентября), а плывущие на запад (из Калифорнии в Китай) - пропускают одну дату (после 14 сентября сразу считают 16 сентября). Очевидно, что Новый год и новый месяц также начинаются на линии перемены даты.

Астрономические факторы

Экваториальные координаты светил не остаются неизменными, существует ряд тонких факторов, оказывающих влияние на изменение координат светил в ээваториальной и горизонтальной системах координат. Главные из них ¾ рефракция, параллакс, аберрация, прецессия, нутация.

Рефракция

Лучи света распространяются прямолинейно только в пустоте или в однородной среде. Явление преломления лучей на границе двух материальных сред, зависящее от их плотности, называется рефракцией; преломление лучей света земной атмосферой называется атмосферной рефракцией или просто рефракцией. Атмосферная рефракция подразделяется на приземную и астрономическую. Под приземной рефракцией понимают явление преломления лучей света, идущих от удаленных земных предметов. Под астрономической рефракцией понимают явление преломления лучей света, идущих от небесных светил. Во все астрономические наблюдения положений светил приходится вводить поправку за отклонение луча в земной атмосфере.

Пусть Z₀ – зенитное расстояние светил, не искаженное рефракцией, а Z_H – наблюдаемое зенитное расстояние, тогда астрономическая рефракция ρ будет равна ρ = Z₀ – Z_H (рис.3.22).

Рис. 3.22. Астрономическая рефракция

Плотность атмосферы Земли уменьшается с высотой, однако закон изменения плотности с высотой зависит от ряда переменных факторов (температуры воздуха, давления, влажности), учет которых весьма сложен. При самом упрощенном подходе, когда значение рефракции требуется знать с ошибкой примерно 10² рефракция равна

r=60².3´tgZ_H,

значение получено для температуры t =0°C и давления Р=760 мм рт.ст. Эту формулу можно использовать для зенитных расстояний не более 70°¸80°. Если требуется более высокая точность, то используют или более точное выражение, учитывающее атмосферное давление и температуру, или специальные таблицы рефракции.

Параллакс

Параллакс - это изменение направления на объект при наблюдении его из разных точек пространства (рис.3.23).

Рис. 3.23 Параллакс

Земля движется вокруг Солнца и вращается вокруг своей оси. Вследствии этого должно наблюдаться параллактическое смещение светил, вызванное этими движениями.

Годичное движение Земли вызывает видимые смещение положения близких звезд относительно более далёких. В течении года близкие звёзды описывают на небе параллактические эллипсы (рис.3.24а). Годичный параллакс светила есть малый угол в прямоугольном треугольнике, в котором гипотенузой служит среднее расстояние от Солнца до светила, а малым катетом — расстояние между Землей и Солнцем. Годичный параллакс самой близкой звезды a Центавра (Кентавра) p=0,76².

а) б)

Рис.3.24а,б

По годичному параллаксу легко определить расстояние до звезды, если обозначить через r- расстояние до звезды, а – астрономическая единица, то можно записать:

если а выразить в астрономических единицах, то .

Так как параллаксы звёзд меньше одной секунды дуги, то можно заменить sin p дугой, выраженной в радианах. Учитывая что 1 радиан »206265², то

где р ¾ параллакс, выраженный в секундах дуги. Из-за огромных расстояний до звёзд, в астрономии введена особая единица ¾ парсек (пк), т.е. расстояние, соответствующее параллаксу в одну секунду дуги (1²), тогда

Один парсек равен 206265 а.е., или 3,083×10¹³ км, или 3,263 светового года (световой год ¾ расстояние, которое свет проходит за год).

Параллактическое смещение светила, возникающее вследствие суточного вращения Земли вокруг оси или возникающее при наблюдении светила из различных пунктов земной поверхности, называется суточным параллаксом. Иначе можно сказать, что суточным параллаксом называется угол р¢ под которым виден радиус Земли в месте наблюдения.

Если светило находится в горизонте, то суточный параллакс имеет максимальное значение и называется горизонтальным параллаксомГоризонтальным параллаксом Солнца (р8) называют угол, под которым из центра Солнца виден экваториальный радиус Земли перпендикулярный направлению на Солнце (светило в горизонте), р8»8²,8. На рисунке 3.24б р₀ - горизонтальный параллакс.

3.11.3 Аберрация

Аберрацией называют явление отклонения светового луча от действительного направления на светило, происходящее в результате сложения скорости света с относительной скоростью движения пункта наблюдения (рис. 3.2).

Наблюдения светил ведутся с движущейся Земли, следовательно должно наблюдаться влияние этого фактора на координаты звёзд.

Аберрация была объяснена Джеймсом Брадлеем в 1728г. С 1725 г. он проводил наблюдения ряда звезд, в частности g Дракона. После учета необходимых поправок Брадлей

Рис. 3.25

обнаружил, что эта звезда, находящаяся в зените, совершает кажущееся движение по почти круговой траектории с диаметром »40.5² . Для других звезд он наблюдал эллиптическое движение.

Аберрацию проще всего можно объяснить, проведя аналогию между распространением света и падением дождевых капель. При безветренной погоде капли падают вертикально, и человек не промокнет, если будет стоять неподвижно под зонтиком. Если же он побежит, то, чтобы не промокнуть, он должен наклонить зонт в сторону движения. Относительно движущегося человека дождевые капли уже не падают вертикально, а имеют горизонтальную составляющую скорости -V , если V - скорость человека относительно земли. Если c - вертикальная скорость движения капель, то угол b, на который нужно наклонить зонт, определяется уравнением tgb=V/c.