Официальные градусы вращения Земли в день

16

Какова официальная степень с точностью до одного десятичного знака, вращения Земли за один день? Можно ли подтвердить, что это точно 360,0 градусов по официальным данным? Заранее спасибо.

earth rotation

— самоучка
источник

11

Официальный по каким или кому?

— jpmc26

Быстрый поиск покажет, что никто еще не использовал фразу «вторая секунда», поэтому я сделаю следующее: en.wikipedia.org/wiki/Leap_second Также для официальности: hpiers.obspm.fr/eop-pc/models/constants.html

— barrycarter

32

Во-первых, нам нужно решить, какое определение «день» использовать. Есть несколько типов дней:

Очевидный солнечный день : время между двумя последовательными кульминациями Солнца (очевидный полдень) от фиксированного наблюдателя с Земли;
Средний солнечный день : более равномерный, усредненный солнечный день без сезонных колебаний;
Звездный / Звездный день : время, необходимое для вращения Земли один раз относительно звезд;
СИ день : единица времени, содержащая ровно 86 400 секунд СИ, определенных атомами цезия.

Поскольку мы обычно ссылаемся на традиционный цикл день / ночь, когда мы говорим «день», это означает форму солнечного времени. Чтобы получить более усредненное значение, давайте используем средний солнечный день.

Нынешняя формула, связывающая угол поворота Земли (ERA) с современным приближением среднего солнечного времени, UT1 (в основном часы Земли после среднего цикла день / ночь), по определению:

Е р A знак равно 2 π (+0,7790572732640 + +1,00273781191135448 T_{U}) радиан

$ERA = 2π(0.7790572732640 + 1.00273781191135448 T_u) \text{ radians}$

Где $Tu$ - Юлианская дата UT1 - 2451545.0

Таким образом, в соответствии с этой формулой, день (UT1) равен 1.00273781191135448. Поворот Земли, который умножен на 360 °, составляет около 360,98561 ° . Однако вращение и вращение Земли не являются постоянными и всегда изменяются с несколько непредсказуемыми скоростями, поэтому угол не идеален, но изменения происходят очень медленно. Так что это скорее современное приближение, чем точное значение. Округленный до одного знака после запятой, это дает вам 361,0 ° , эта цифра, вероятно, останется верной, по крайней мере, в течение нескольких тысячелетий.

Если вы хотите узнать величину вращения Земли за каждый день СИ, вам повезло: с помощью IERS можно ознакомиться с отчетами об ориентации Земли (вращение и полярное движение). Значения приведены в таблице для каждого 0h UTC каждый день в публикациях IERS, что позволяет определить угол, на который Земля поворачивается каждые 86 400 СИ, что позволяет с научной точки зрения отслеживать колебания вращения Земли по сравнению с очень постоянной единицей времени, получаемой атомными часами. В настоящее время вращение Земли измеряется и регистрируется благодаря радиотелескопам и VLBI, наблюдающим за отдаленными объектами во Вселенной. Официальные отчеты о его ориентации, параметрах ориентации Земли публикуются на веб-сайте IERS .

Например, вот график, показывающий величину вращения Земли каждые 86 400 секунд, построенную по данным IERS за прошлый год:

Как мы видим, есть несколько сезонных, периодических и непредсказуемых изменений во вращении Земли.

— FSimardGIS
источник

22

Это немного сложнее, чем кажется. Прежде всего, определение дня, который важен для нас, землян, - это среднее количество времени от одного солнечного полудня до следующего (или, альтернативно, время, которое требуется Солнцу для того, чтобы находиться над одним и тем же меридианом изо дня в день); это называется солнечный день. Звездный день, то есть время, необходимое для того, чтобы какая-то отдаленная звезда появлялась над одним и тем же меридианом изо дня в день, для нас не имеет значения; это также количество времени, необходимое для вращения Земли на 360 градусов.

Пока Земля вращается вокруг своей оси, она также движется по своей орбите. Приблизительно за время, необходимое для завершения одного оборота, он также прошел около одного градуса по траектории орбиты, так что для того, чтобы Солнце появилось выше того же меридиана, Земля должна повернуться на 361 градус.

Но затем, около перигелия (его самый близкий подход к Солнцу, который находится около января), он движется еще быстрее, поэтому он должен поворачиваться более чем на 361 градус. Вблизи афелия он движется медленнее, поэтому Земля должна вращаться менее чем на 361 градус.

Что касается вашего настоящего вопроса, учитывая сложность вариаций орбиты Земли, я не уверен, что это ответ.

— BillDOe
источник

« Истинный солнечный день имеет тенденцию быть длиннее около перигелия, когда Солнце, очевидно, движется вдоль эклиптики под большим углом, чем обычно, и занимает на это около 10 секунд дольше. И наоборот, у афелия около 10 секунд короче. У солнцестояния он примерно на 20 секунд длиннее, когда проекция видимого движения Солнца вдоль эклиптики на небесный экватор заставляет Солнце двигаться под большим углом, чем обычно. И наоборот, около равноденствия проекция на экватор короче примерно на 20 секунд ». Я пытаюсь выяснить, как перигелий может так сильно на него повлиять

— Autodidact,

2

@Autodidact: В перигелии мы на 3,3% ближе к Солнцу, чем в афелии, поэтому по второму закону Кеплера линейная скорость Земли относительно Солнца примерно на 3,3% выше. Тем не менее, приближение к Солнцу также означает, что на каждый пройденный километр угол к Солнцу будет меняться примерно на 3,3% больше. Эти эффекты складываются вместе, поэтому кажущаяся скорость солнца среди неподвижных звезд в перигелии примерно на 6,6% выше. Это делает разницу между солнечным и звездным днем на 6,6% больше, что действительно составляет около 15 секунд. (Игнорирование эффектов осевого наклона).

— Хмакхольм покинул Монику

(От источника, который вы цитируете, все еще есть разница в несколько секунд, но я записываю это мелом до округления. Помните, что в «примерно 10 секундах» есть только одна значимая цифра!)

— Хмахолм остался за Моникой

14

Можно ли подтвердить, что это точно 360,0 градусов по официальным данным?

TL; DR: нет, не может. Вместо этого это может быть подтверждено, чтобы быть 361.0 степенями.

Насколько мне известно:

Период вращения Земли очень близок к 23 часам, 56 минутам, 4,1 секундам или 86164,1 секундам. Это называется звездный день

День определяется как 24 часа или 86400,0 сек.

Так за один день получается

360 ° \times \frac{86400,0}{86164,1} \approx 360,986 °

$360° \times \frac{86400.0}{86164.1} \approx 360.986°$

Округлено «с точностью до одного знака после запятой», это 361,0 °.

Используя «Официальные данные»:

Информационный бюллетень НАСА о Земле: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html

Sidereal rotation period (hrs)   23.9345    
Length of day (hrs)              24.0000

360 ° \times \frac{24,0000}{23,9345} \approx 360,985 °

$360° \times \frac{24.0000}{23.9345} \approx 360.985°$

Снова закруглите «пожалуйста, до одной десятичной точки», это все еще 361,0 °.

— UHOH
источник

@ Джаспер, ты говоришь о солнечном дне, а не о звездном дне . Вопрос задается о вращении Земли, которое следует рассматривать в инерциальной системе отсчета, и это то, что такое звездный день. День ровно 24 часов или 86400 секунд. Солнечные дни больше не используются для измерения времени из-за упомянутых вами эффектов.

— Ух

1

Другой способ получения точного поворота в градусах в день в течение всего года - просто взять 360 градусов (один дополнительный поворот в год) и разделить его на 365 дней в году. Это составляет .9863013698630137 градусов больше в день, чем один точный поворот на 360 градусов. Таким образом, среднее вращение в течение года того, на сколько градусов вращается Земля (согласно гелиоцентрической модели), составляет 360,9863013698630137 градусов вращения в солнечный день. Это значит, за один час; 15.0410958904109589 градусов.

— Ларри Томас Джонс
источник

2

Год ближе к 365,25 дням, чем 365,00 дней.

— Майк Дж

Что сказал Майк Дж. Также обратите внимание, что существует довольно много способов определения года, см. Википедию . Для этого приложения вы можете использовать звездный или аномалистический год или, возможно, один из тропических лет.

— PM 2Ring