ВРЕМЯ И ЕГО ИЗМЕРЕНИЕ

---

В основу измерения времени положены циклические, повторяющиеся процессы. В астрономии такими процессами являются обращение Земли вокруг Солнца (год), Луны вокруг Земли (месяц) и Земли вокруг своей оси (сутки).

Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365,2422 суток, а Луна вокруг Земли – за 29,53 суток. Такими большими единицами можно измерять только очень большие отрезки времени. Поэтому в основу измерения времени положен период обращения Земли вокруг своей оси — сутки и их дробные части: час, минута, секунда.

Звёздное время

Как любая другая шкала, шкала времени должна иметь начало отсчёта. За начало отсчёта удобно принять верхнюю кульминацию какой-либо неподвижной точки. За такую неподвижную точку принимают точку Овна.

Промежуток времени между двумя последовательными верхними кульминациями точки Овна на одном и том же меридиане называется звёздными сутками.

Звёздные сутки делятся на 24 звёздных часа, звёздный час делится на 60 звёздных минут, звёздная минута – на 60 звёздных секунд.

Период времени между верхней кульминацией точки Овна и данным физическим моментом называется звёздным временем. Звёздное время измеряется в звёздных часах, минутах и секундах и не имеет даты.

После кульминации точка Овна изменяет свой часовой угол строго пропорционально времени. За 24 звёздных часа часовой угол изменяется на 360°.

Поэтому звёздное время измеряется часовым углом точки Овна и может быть выражено и во временной, и в градусной мере. Например, звёздное время 5 часов или 75°. Обозначается звёздное время буквой S. Таким образом, S = t^.

Звёздное время (часовой угол точки Овна) на каждый час гринвичского времени дано в МАЕ.

Звёздное время используется как промежуточный аргумент во многих задачах мореходной астрономии. По нему организовано наблюдение звёзд на астрономических обсерваториях, но наша жизнь организована на основе смены дня и ночи. Поэтому в основу измерения времени положено не звёздное, а солнечное время.

Среднее солнечное время

Исторически сложилось так, что за начало отсчета принята не верхняя, а нижняя кульминация Солнца (полночь). Если бы кажущееся движение Солнца в течение года происходило равномерно, то продолжительность солнечных суток была бы одинаковой. Но Земля по орбите вращается неравномерно, следовательно, и кажущееся движение Солнца среди звёзд также неравномерно. Зимой оно быстрее, летом – медленнее. Поэтому продолжительность суток зимой и летом разная.

Чтобы избежать этого, за начальную точку отсчета принимают нижнюю кульминацию, так называемого, среднего Солнца. Среднее Солнце -это некая фиктивная точка на небесном экваторе, которая, как и истинное Солнце, проходит через точку Овна через каждые 365,2422 суток, перемещаясь при этом по небесному экватору на 59,14′ в сутки относительно точки Овна. Этим равномерным перемещением достигается постоянство средних солнечных суток в течение года.

Промежуток времени между двумя последовательными кульминациями среднего Солнца на данном меридиане называется средними солнечными сутками. Средние солнечные сутки делятся на 24 средних солнечных часа, 1 час делится на 60 средних солнечных минут, 1 средняя минута на 60 средних солнечных секунд.

Промежуток времени между нижней кульминацией среднего Солнца и данным моментом называется средним солнечным временем. Среднее солнечное время измеряется в средних солнечных часах, минутах и секундах.

В дальнейшем слово «солнечное» будем опускать и под средним временем будем подразумевать среднее солнечное время и обозначать его буквой Т.

Таким образом, шкалы всех измерителей времени оцифрованы в единицах среднего времени.

Отсчёт времени начинается с момента нижней кульминации среднего Солнца, т.е. с момента прохождения среднего Солнца меридиана наблюдателя. Следовательно, на каждом меридиане свой отсчёт времени.

Время на данном меридиане называется местным временем (Т_м).

Чтобы каким-то образом согласовать часы, их устанавливают по какому-либо одному меридиану. Исторически сложилось так, что за такой меридиан принят меридиан Гринвичской обсерватории.

Время на гринвичском меридиане называется гринвичским средним или всемирным временем. Гринвичское и местное время связаны соотношением:

При переводе времени с одного меридиана на другой всегда следует руководствоваться следующим правилом: «к востоку времени больше».

На гринвичское среднее время рассчитаны эфемериды светил в МАЕ по нему отсчитывается время в спутниковых системах.

На судне Гринвичское время показывает хронометр или его можно получить с экрана  спутникового приёмоиндикатора.

Несмотря на удобство пользования единым временем, в повседневной жизни желательно пользоваться временем более близким к местному. Поэтому весь земной шар был разбит меридианами на 24 пояса, в которых все часы были установлены по времени центрального меридиана каждого пояса.

Среднее время центрального для данного пояса меридиана, по которому установлены все часы, называется поясным временем.

 Оно обозначается Т_П. Ширина пояса равна 15°. Местное время от поясного может отличаться не более, чем на 0,5 часа. Сказанное справедливо только на море. На суше границы поясов проходят по рекам, административным и государственным границам. Поэтому реальная ширина пояса может быть и меньше, и больше 15°. Существуют специальные карты часовых поясов.

Время двух соседних поясов отличается на 1 час по правилу «к востоку времени больше». Поясу, в котором центральным меридианом является гринвичский, присваивается нулевой номер. Его границы 7,5°Е и 7,5° W.

Первый восточный пояс имеет границы 7,5°Е и 22,5°Е . Его центральный меридиан – 15°Е.

И так далее до пояса №11. Аналогично идёт оцифровка для западных часовых поясов.

Двенадцатый пояс является общим. Если судно находится в восточном полушарии, он считается восточным, если в западном – считается западным.

Чтобы определить номер пояса, надо долготу разделить на 15 и округлить в сторону целого. Например, λ= 127°20′ Е, № = 8 Е;  λ = 127°40′ W; № = 9W.

Гринвичское и поясное время связаны соотношениями:

Т_п = Т_гp±№ ^Е_w                                             1.8)

Т_гp = Т_п ±№^w_Е                                 (1.9)

       С целью экономии электроэнергии во многих странах, в том числе и на Украине, в летний период поясное время увеличивают на 1 час. Такое время называется летним временем.

В России декретом Совнаркома в 1930 году было решено оставить летнее время круглый год. Такое время, увеличенное на 1 час, называется декретным временем и обозначается Т_Д.

 Таким образом, Т_д = Т_п+1.

С 1980 года в России, помимо декретного, на летний период стали добавлять ещё один час.

В некоторых странах, например, в Индии, Иране, Индонезии и др., принято время, отличающееся от поясного на 30 минут. В других странах, например, в Либерии, Гвиане и др., вместо поясного используется местное время какого-либо пункта. Такое время, отличающееся от поясного на произвольный период, называется стандартным временем.

На картах часовых поясов указано стандартное время в таких странах. ALRS-V II

Судовое время

Время пояса, по которому установлены стрелки судовых часов с точностью до 1 минуты, называется судовым временем. Оно обозначается Т_с. В море Т_с.- это округлённое до минут Т_П. Однако, в порту судовые часы могут быть установлены и по летнему, и по стандартному времени.

Гринвичское и судовое время связаны соотношениями:(1.10) и (1.11).

Т_с=Т_гр. ± № ^Е_w                                                                       (1.10)

Т_гр.= Т_с   ± №^w_Е                                                               (1.11)

Часто возникает необходимость по известному местному времени найти судовое. Такая задача решается «через Гринвич»: сначала долготой уходят на Гринвич, а затем номером пояса возвращаются на центральный меридиан пояса, т.е. на Т_с.

 На рис. 1.13 показана схема такого перехода.

Решения на задач перевод времен, включая и простые, по формулам (1.6)- (1.11) необходимо, во избежание ошибок, выполнять в стандартных схемах, как это показано в примере 1.3.

Пример 1.3. В МАЕ 2002 года на 2 сентября указано местное время верхней кульминации Солнца 1Г 59^м. Судно находится на долготе λ = 85°34′ Е. Рассчитать судовое время верхней кульминации Солнца.

Решение. С помощью прил. 13 к учебнику переводим градусную меру долготы во временную:

λ = 5^Ч 42^м Е. Рассчитываем номер пояса: № = 6Е.

 Дальнейшее решение выполняем в стандартной схеме.

Аналогично решается и обратная задача перехода от Т_с к Т_м, только все знаки в схеме решения меняются на обратные.

Если задано время в каком-либо порту, а надо узнать время в другом порту, эта задача также решается «через Гринвич». С помощью карты часовых поясов узнают поправки для перехода на Гринвич для одного и другого порта, а затем одной поправкой уходят на Гринвич, а другой – с Гринвича в нужный порт.

В рейсе при переходе из одного часового пояса в другой стрелки судовых часов переводятся на один час вперёд или назад. Делается это обычно на вахте третьего помощника капитана. При плавании восточными курсами в 20 часов стрелки переводятся на 21 час, а при плавании западными курсами в 21 час стрелки судовых часов переводятся на 20 часов. При этом делается соответствующая запись в судовом журнале.

В любой момент гринвичского времени в 12 восточном поясе времени на 12 часов больше, а в 12 западном поясе на 12 часов меньше, чем на Гринвиче. Таким образом, независимо от того, в восточном или западном двенадцатом часовом поясе находится судно, судовое время одно и то же, но даты разные. Линия смены дат или демаркационная линия проходит по 180° меридиану, отклоняясь в некоторых местах на суше или вблизи островов.

Принято смену дат производить не в момент пересечения демаркационной линии, а с нуля часов следующих суток. Делается это в таком порядке. В момент пересечения демаркационной линии делается отметка на карте и соответствующая запись в судовом журнале. После пересечения демаркационной линии наименование долгот меняется на противоположное. В конце суток, в 24 часа второй помощник, приняв вахту и делая запись в судовом журнале, меняет дату следующим образом: при следовании восточными курсами дату повторяет, при следовании западными курсами дату пропускает.

Например, судно следует восточными курсами 23 мая и пересекает демаркационную линию. В 24 часа второй помощник начинает следующие сутки: 23 мая, 0^ч. Если судно следует 23 мая западными курсами, то следующие сутки второй помощник записывает: 25 мая, 0^ч.

Служба времени на судне

Службой времени на судне занимается второйф помощник капитана. В его обязанности входит:

–   ежедневный завод хронометра в 8 часов по судовому времени, определение его поправки и суточного хода;

–   еженедельный по понедельникам завод всех судовых часов;

–     ежедневное составление штурманского бюллетеня, включающего данные о времени восхода и захода Солнца, кульминации Солнца, поправке хронометра, высоте глаза и др.

–    отметка на лентах самописцев времени подхода к портам, узкостям, районам с ограниченной

–          видимостью и т.п.;

–    сличение перед выходом из порта, перед началом маневрирования,

перед подходом к узкостям и т.п. судовых часов в штурманской рубке и МКО;

–   перевод стрелок судовых часов при переходе в другой часовой пояс;

–   смена лент самописцев (курсографа, барографа, термографа);

–   замена неисправных секундомеров, часов и хронометра;

–   ведение расчетов эксплуатационного времени.