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世界时

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地球自转为基础的时间计量系统。地球自转的角度可用地方子午线相对于天球上的基本参考点的运动来度量。为了测量地球自转,人们在天球上选取了两个基本参考点:春分点(见分至点)和平太阳,由此确定的时间分别称为恒星时和平太阳时。
  
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恒星时编辑本段回目录

  
用春分点作为基本参考点,由春分点周日视运动确定的时间,简称ST。某一地点的地方恒星时,在数值上等于春分点相对于当地地方子午圈的时角。由于岁差章动的影响,春分点在天球上不是固定的,对应于同一历元,还有真春分点和平春分点之别。相应地,恒星时也有真恒星时和平恒星时之分。

平太阳时  
恒星时与地球自转的角度相对应,这虽然符合以地球自转为基础的时间计量标准的要求,但不能满足日常生活和科学应用的需要。因此,又选用了以真太阳周日视运动的平均速度为基础的平太阳时。因为地球公转轨道是椭圆的,所以真太阳的视运动是不均匀的(或真太阳时是不均匀的)。为了得到以真太阳周日视运动为基础、同时又与其不均匀性无关的时间计量系统,纽康在十九世纪末引进了一个假想的参考点──平太阳。它在天赤道上作匀速运动,其速度与真太阳的平均速度相一致,其赤经用一个约定的表达式来确定,并规定平太阳赤经与太阳平黄经相差应尽量小。用平太阳假想点作为基本参考点来规定的时间,称为平太阳时。平太阳赤经数值表达式是:

世界时

式中T 为从1900.0算起的儒略世纪数(一个儒略世纪等于36525平太阳日)。纽康提出的这个表达式,不但给平太阳时下了精确定义,而且还在恒星时与平太阳时之间建立了一个相互转换的关系。

世界时系统编辑本段回目录

  
平太阳时的基本单位是平太阳日(见),一个平太阳日包含24个平太阳小时(86,400平太阳秒)。以平子夜作为0时开始的格林威治平太阳时,称为世界时,简称UT。世界时与恒星时之间有严格的转换公式。世界时是以地球自转为基础的,又称为地球自转时。各个天文台观测恒星求得的是世界时的初始值 UT0,尽管早在二百多年前就有人提出地极运动和地球自转的不均匀性,并且后来通过观测得到证实,但是长期以来,UT0一直被作为均匀的时间计量系统应用着。从 1956年起才在 UT0中引进极移改正△λ和自转速度季节性变化经验改正△TS,相应得到的世界时为UT1和UT2。它们之间的关系是:
           UT1=UT0+△λ,
       UT2=UT1+△TS=UT0+△λ+△TS
式中△λ=(xsinλ-ycosλ)tg,它与观测地点的地理经纬度(λ,)和地极坐标 (x,y)有关。地球自转速度的不均匀性具有复杂的表现形式,包含周期变化、长期变化、短期变化和不规则性变化各种因素。人们根据大量天文观测资料,求得了周期变化(又称季节性变化)的经验改正△TS。它是一个周期函数,虽然每年地球自转并不完全相同,但其振幅和相位变化不大,基本上稳定在一定范围。从1962年起,国际时间局采用的△TS为:
   △TS=0▄022sin2πt-0▄012cos2πt-0▄006sin4πt+0▄007cos4πt
式中t以年为单位,从贝塞耳岁首起算。1970年国际时间局根据1967~1969年间全世界的测时资料,订定了地球自转短期变化改正的数值,于1972年开始正式采用。

世界时的测定编辑本段回目录

世界时是通过恒星观测,由恒星时推算的。常用的测定方法和相应仪器有:①中天法──中星仪光电中星仪照相天顶筒;②等高法──超人差棱镜等高仪光电等高仪。用这些仪器观测,一个夜晚观测的均方误差为±5毫秒左右。目前,依据全世界一年的天文观测结果,经过综合处理所得到的世界时精度约为±1毫秒。由于各种因素(主要是环境因素)的影响,长期以来,世界时的测定精度没有显著的提高。目前,测量的方法和技术正面临一场革新。正在试验中的新方法主要有射电干涉测量、人造卫星激光测距月球激光测距以及人造卫星多普勒观测等。测定的精度可望有数量级的提高。

世界时的应用编辑本段回目录

  
1960年以前,世界时曾作为基本时间计量系统被广泛应用。由于地球自转速度变化的影响,它不是一种均匀的时间系统。但是,因为它与地球自转的角度有关,所以即使在1960年作为时间计量标准的职能被历书时取代以后,世界时对于日常生活、天文导航、大地测量和宇宙飞行器跟踪等仍是必需的。同时,精确的世界时是地球自转的基本数据之一,可以为地球自转理论、地球内部结构、板块运动、地震预报以及地球、地月系、太阳系起源和演化等有关学科的研究提供必要的基本资料。

参考书目编辑本段回目录


 時研究会编:《時の科学》,コロナ社,東京,1966。

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