Cursul 10

TIMPUL

Structura cursului:

1.NOŢIUNI INTRODUCTIVE DESPRE TIMP

2.DIFERENŢA DE LONGITUDINE ŞI IMPLICAŢIILE EI ASUPRA TIMPULUI

3.TIMPUL SIDERAL

4.TIMPUL SOLAR

5.UTILIZAREA TIMPULUI MEDIU ÎN ACTIVITĂŢILE SOCIALE

6.MĂSURAREA ŞI FOLOSIREA TIMPULUI LA BORD

1. NOŢIUNI INTRODUCTIVE DESPRE TIMP

Timpul are o deosebită importanţă în navigaţie şi cu preponderenţă în navigaţia astronomică.

Cunoaşterea diferitelor categorii de timp, utilizarea lor în scopul unei navigaţii precise şi menţinerea în permanenţă a serviciului timpului la bord constituie elemente de bază ale profilului profesional al oricărui navigator.

cercul orar al unui astru - reprezintă semicercul care trece prin cei doi poli cereşti şi prin astrul în cauză unghiul orar al astrului (t) este arcul de

ecuator măsurat în sens retrograd de la meridianul superior al observatorului la cercul orar al astrului şi ia valori de la 0 la 360 unghiul orar se exprimă în unităţi de arc sau

în unităţi de timp, de 0h la 24h

unghiul orar al astrului şi timpul au aceeaşi semnificaţie şi ambele se notează cu litera t.

timpul este deci definit ca fiind unghiul orar al astrului.

În funcţie de felul astrului : timp solar

timp lunar

timp planetar

timp stelar

timp sideral – unghiul orar al punctului vernal

Unitatea de măsură a timpului este ziua – solară, stelară, siderală, lunară, planetară subdiviziuni: ora, minutul secunda.

360 = 24h 24h = 36015 = 1h 1h = 151 = 4m 1m = 15’1’ = 4s 1s = 15” = 0’.250’.1 = 0s.4

T-58a -Transformarea unităţilor de arc în unităţi de timp T-58b -Transformarea unităţilor de timp în unităţi de arc DH-90

Arc into TimeTime into Arc NORIE’ S NAUTICAL TABLES

CORESPONDENŢE

originea de contare a unghiului orar al oricărui astru este meridianul superior al

observatorului ca urmare, începutul oricărei zile, mai puţin cel

al zilei solare, este marcat de culminaţia superioară a astrului respectiv (miezul zilei) astfel de contare este specifică timpului astronomic (timpul sideral şi cel stelar) ziua solară – legată de desfăşurarea activităţilor

civile socio-umane convenţie - începutul zilei solare este culminaţia Soarelui la meridianul inferior – ziua solară începe la miezul nopţii - timp civil.

PN

Z

A

E W

t

Timpcivil

Timpastronomic

180° (12h)

000° (00h)

90° (06h)270° (18h)

2. DIFERENŢA DE LONGITUDINE ŞI

IMPLICAŢIILE EI ASUPRA TIMPULUI

ziua - unitate de măsură a timpului – egală cu intervalul de timp în care Pământul efectuează o rotaţie completă în jurul axei sale timpul nu are aceeaşi valoare pe tot globul la un

moment dat începutul unei zile în timp civil - culminaţia Soarelui la meridianul inferior - miezul nopţii. începutul zilei diferă ca moment de la un punct

la altul pe suprafaţa sferei terestră întrebare: ce anume face ca între două puncte

diferite de pe glob să existe o diferenţă de timp? răspuns: diferenţa de timp dintre două puncte

de pe glob este cauzată de diferenţa de longitudine dintre ele.

PNZ1

AE W

t1

Q

Q’

Z2

t2

λ1

λ2 t1 - t2= λ1 - λ2

MeridianulGreenwich

t1 = t2+ (λ1 - λ2)

λ1 – λ2

t1 - t2= λ1 - λ2

Date fiind două puncte dispuse pe meridiane diferite de pe sfera terestră, diferenţa timpilor unui astru faţă de aceste două meridiane diferite este egală cu diferenţa de longitudine a celor două locaţii.

longitudinea terestră are ca punct de contare meridianul „zero” (meridianul Greenwich) necesar de stabilit valoarea unghiului orar al unui astru faţă de meridianul Greenwich acest timp se notează cu litera T şi poate fi:

timp stelar la Greenwich –

timp sideral la Greenwich – timp lunar la Greenwich –

timp planetar la Greenwich –

timp solar la Greenwich –

T

ST

T

Tp

T

PNZ1

A

E W

MeridianulGreenwich

Q

Q’

t2

λE

λW t1 = T+λE

t2 = T-λW

t = T+λ

T = t-λ

T

t1

Z2

3. TIMPUL SIDERAL

timpul sideral este egal cu timpul stelar deoarece punctul vernal – considerat stea este în exclusivitate timp astronomic – se măsoară de la meridianul superior al observatorului. timpul sideral la Greenwich - Ts timpul sideral la meridianul locului - ts diferenţa dintre cei doi timpi = longitudinea locului ziua siderală - intervalul de timp în care se produc două culminaţii succesive ale punctului vernal la meridianul locului

punctul vernal – considerat stea – Aries ziua siderală = 24 ore, ora siderală = 60 minute, minutul sideral = 60 secunde timpul sideral la Greenwich este calculat în

efemeridele nautice din oră în oră cu precizie de zecime de minut arc

în efemerida BROWN’S pe pagina din stânga a tablelor efemeride - pe coloana ARIES sub care este înscrisă prescurtarea GHA – Greenwich Hour Angle

GHA ARIES va fi folosit numai în calule legate de observaţii la stele.

PN

A

E W

Q

Q’

Z

ts

t

ts = t+

t = ts-

t = ts+

T = Ts+ Stele

= 360°-

4. TIMPUL SOLAR

4.1. Timpul solar adevărat

4.2. Timpul mediu

4.3. Ecuaţia timpului

4.1. Timpul solar adevărat când se efectuează observaţii la Soare se utilizează timpul solar adevărat (timpul adevărat) timpul adevărat - unghiul orar al Soarelui măsurat de la meridianul superior al observatorului până la cercul orar al Soarelui timpul solar adevărat - timp astronomic unitatea de măsură - ziua solară adevărată -

intervalul de timp în care Soarele culminează de două ori consecutiv la meridianul superior al observatorului timpul solar adevărat la Greenwich - Ta timpul solar adevărat la meridianul locului – ta simbol -

durata zilei solare adevărate - variabilă - deoarece mişcarea reală a Pământului este neuniformă – rezultă o mişcare aparentă neuniformă a Soarelui pe ecliptică ecliptica este înclinată faţă de ecuatorul ceresc

- variaţia zilei solare - maximă la 22 iunie şi 22 decembrie şi minimă la 21 martie şi 22 septembrie Soarele parcurge ecliptica într-un an anul sideral – o rotaţie completă faţă de cercul orar al unui astru - durată constantă de 365,25636042 zile solare medii anul tropic - Soarele trece de două ori conse-

cu tiv prin punctul vernal - 365,242190419 zile siderale - mai scurt decât anul sideral

4.2. Timpul mediu

ziua solară adevărată - mărime variabilă - nu se poate folosi ca unitate de măsură a timpului pentru nevoile sociale

Convenţie: s-a ales un interval constant de timp care să fie utilizat ca etalon de timp s-a ales anul tropic - timpul necesar Soarelui pentru parcurgerea eclipticii ziua etalon – a necesitat considerarea unui obiect ceresc ipotetic capabil să parcurgă ecuatorul ceresc cu o viteză uniformă în decursul unui an tropic acest obiect a fost denumit Soare mediu.

de la Soarele mediu - timpul solar mediu sau timpul mediu – timp civil - măsurat întotdeauna de la meridianul inferior al observatorului

contarea timpului mediu - culminaţia inferioară a Soarelui mediu -miezul nopţii

zilele au ora zero la miezul nopţii. notaţii:

timpul mediu la Greenwich - Tm timpul mediu la meridianul locului – tm

simbol - ATENŢIE! Soarele mediu se deplasează pe ecuatorul ceresc cu o viteză constantă, egală cu viteza medie a Soarelui pe ecliptică.

viteza constantă a Soarelui mediu pe ecuatorul ceresc va face ca variaţia zilnică a ascensiunii drepte a Soarelui mediu să fie constantă şi egală cu 3m56s,556

Soarele adevărat şi Soarele mediu au aceeaşi perioadă de mişcare anuală adică anul tropic:

Soarele adevărat parcurge ecliptica iar Soarele mediu parcurge ecuatorul ceresc meridianele celor doi sori coincid de patru ori pe

an pentru a elimina o diferenţă prea mare între timpul solar adevărat şi timpul solar mediu: 15 aprilie, 14 iunie, 1 septembrie şi 25 decembrie

ATENŢIE ! 25 decembrie este în toţi anii ziua Crăciunului.

4.3. Ecuaţia timpului

serveşte la transformarea timpului mediu în timp solar adevărat ecuaţia timpului este arcul de ecuator cuprins

între cercul orar al Soarelui adevărat şi cercul orar al Soarelui mediu mai este cunoscută şi sub numele de ecuaţia medie se notează cu Em valoarea ei matematică este dată de relaţia:     Em = tm-ta

PN

Em = tm-ta

E W

Q

Q’

Z ta

a

tm

m Em = a- m

12h

Em = (tm ±12h) - ta

ta = (tm ±12h) + Em

Ta = (Tm ±12h) + Em

5. UTILIZAREA TIMPULUI MEDIU ÎN ACTIVITĂŢILE

SOCIALE

5.1. Timpul fusului

5.2. Timpul legal

5.3. Ora bordului

5.1. Timpul fusului

pentru toţi observatorii dispuşi pe acelaşi meridian timpul unui astru la un moment dat este acelaşi diferenţa de timp mediu pentru doi observatori dispuşi pe două meridiane diferite este egală cu diferenţa de longitudine deplasarea în orice drum diferit de 0° sau 180°

va produce variaţia timpului în funcţie de diferenţa de longitudine prin convenţie - crearea unui sistem care să permită stabilirea diferenţei de timp mediu între două puncte de pe glob între care există o diferenţă de longitudine de o anumită valoare.

cele 360° ale ecuatorului au fost împărţite în arce de 15° fiecare – au rezultat 24 fuse orare: 12 fuse estice şi 12 fuse vestice 15° de longitudine = 1 oră - rezultă că fiecare

fus are altă oră fusul zero - fusul de unde începe numerotarea

celorlalte fusuri spre EST sau spre WEST în limbajul internaţional –“fusul zero” - „ZOULU

TIME” fiecare fus are un număr egal cu numărul de ore

în plus (fusele estice) sau în minus (fusele vestice) faţă de “fusul zero” s -a folosit o notaţie bazată pe litere începând de la Z şi până la M în emisfera estică şi de la Z la Y în emisfera vestică.

180°

90°90°

0°

AB

C

D

E

G

H

IK

LXW

V

U

T

R

PO

N

Q

105°

120°

135°

150°165°

15°30°

45°

60°

75°

15°30°

45°

60°

75°

105°

165°150°

135°

120°

PN EW

Z

Y,M

S F

fusul zero (Z) - între 000°.0 şi 007°30”E şi între 000°.0 şi 007°30”W - în total 15°

fusul 12 estic sau vestic conţine două litere: M în emisfera estică - 7°30” (între meridianul 172°30”E şi meridianul 180°) Y în emisfera vestică - 7°30” (între meridianul 172°30”W şi meridianul 180°)

fiecare fus are un meridian central - meridianul fusului - multiplu de 15° - notat λf

limitele oricărui fus se găsesc la 7°30” de longitudine faţă de meridianul fusului timpul fusului - numărul de ore întregi al orei locale în interiorul respectivului fus orar iar acest număr de ore întregi este egal cu numărul fusului.

fusele estice – au un număr pozitiv (1,2, …12) are se adună la ora 00h 00m (Greenwich) iar

fusele vestice au numere negative - pentru a afla ora locală se scade numărul fusului din 24h

ora locală - ora specifică pe lăţimea unui fus orar se numeşte timpul fusului şi se notează tf

  diferenţa dintre timpul fusului şi timpul mediu al

locului observatorului aflat în interiorul fusului respectiv este dată de relaţia:

tf Tm f

f f

( )tf tm f

f f

PNE W

Q

Q’

λfλ

Meridianul fusului

Meridianul Greenwich

Meridianul observatorului

tf

tm

Determinarea numărului fusului orar funcţie de longitudinea locului

se împarte longitudinea la 15

rezultă un CÂT (C) şi un REST (R)

dacă R<7°30’ - Nr.fusului = R

dacă R>7°30’ - Nr.fusului = R+1

5.2. Timpul legal

pe teritoriul unei ţări timpul fusului devine ora oficială

în cazul unor state cu o mare întindere de la EST la WEST se stabilesc mai multe valori pentru timpul oficial, pe zone geografice, astfel încât acest timp oficial să fie cât mai aproape de timpul solar, adică durata timpului de lumină să corespundă nevoilor sociale şi activităţilor zilnice

în perioada de vară - ora oficială de vară.

5.3. Ora bordului

pe toate navele activităţile zilnice se desfăşoară după ceasurile de la bord care arată timpul mediu al fusului prin care se navigă

la trecerea dintr-un fus în altul, ora bordului se schimbă astfel: mergând către EST ora bordului se schimbă la ora 20.00 prin darea ceasului înainte cu o oră, fiecare cart de noapte scurtându-se cu 20 minute mergând spre WEST ora bordului se schimbă la ora 08.00 prin darea ceasului înapoi astfel că durata fiecărui cart de zi se prelungeşte cu 20 minute.

5.4. Linia de schimbare a datei atunci când Soarele mediu culminează la meridianul Greenwich, adică Tm=12h00m00s, pe întreg Pământul este aceeaşi dată calendaristică la această oră în fusul M este ora 24h.00m iar în

fusul Y este ora 00h.00m. în toate celelalte momente ale zilei în fusul 12 (M+Y) ora este aceeaşi dar data este diferită cu o zi meridianul de 180° sau antimeridianul reprezintă

linia de schimbare a datei. trecând prin meridianul de 180°:

mergând spre EST se adaogă o zi mergând spre WEST se scade o zi.

6. MĂSURAREA ŞI FOLOSIREA TIMPULUI

LA BORD

6.1. Cronometrul

6.2. Calculul timpului mediu la Greenwich pentru un moment dat

6.1. Cronometrul

Cronometrul - ceas de mare precizie montat în masa de navigaţie într-o cutie de lemn dotată

cu un sistem de suspensie cardanică, aidoma compasului magnetic serveşte pentru măsurarea timpului mediu la Greenwich (Tm) pentru momentul efectuării observaţiilor la aştri cronometrul poartă un nume – o literă: A,B, C se întoarce de aceeaşi persoană la intervalul de timp stabilit de fabricant nu se potriveşte decât dacă s-a oprit din funcţionare pe timpul staţionării îndelungate a navei.

starea absolută a cronometrului - diferenţa dintre timpul mediu la Greenwich şi ora A (B) citită pe respectivul cronometru în ore, minute şi secunde

se determină în fiecare zi, la aceeaşi oră folosind semnalele etalon transmise de staţii radio destinate pentru serviciul timpului pe glob

se notează: Tm- A (Tm- B)

la recepţionarea semnalului etalon care indică o anumită valoare a timpului mediu la Grenwich se face citirea cronometrului şi notarea elementelor acestuia în ordinea: secunde, minute şi apoi ore.

Tip de calcul

10 00 00

10 03 17

03 17

h m s

h h h

h h

Tm

A

Tm A

10 00 00

09 56 17

03 43

h m s

h h h

h h

Tm

A

Tm A

marşa diurnă a cronometrului - variaţia zilnică în secunde a cronometrului

se notează cu litera K - reprezintă numărul de secunde cu care cronometrul o ia înainte sau

rămâne în urmă în fiecare zi este pozitivă atunci când cronometrul rămâne în

urmă sau negativă atunci când cronometrul merge înainte se obţine făcând media aritmetică a stărilor absolute ale cronometrului la un interval de minimum 5 zile în acest caz - se numeşte marşă diurnă medie –

Km - registrul cronometrului starea absolută - se înscrie pe bucată de hârtie

şi se aşează în cutia cronometrului

6.2. Calculul timpului mediu la Greenwich pentru un moment dat

1. Calculul timpului mediu la Greenwich (Tm) 

Elemente cunoscute: citirea la cronometru A=17h23m09s

starea absolută a cronometrului Tm-A = +02m18s

( )Tm A Tm A

17 23 09

( ) 02 18

17 25 27

h m s

m s

h m s

A

Tm A

Tm