что такое тропический год чему он равен

Тропический год (также известный как солнечный год) в общем смысле — это отрезок времени, за который Солнце завершает один цикл смены времён года, как это видно с Земли, например, время от одного весеннего равноденствия до следующего, или от одного дня летнего солнцестояния до другого. Со времён античности астрономы постепенно совершенствовали определение тропического года и в настоящее время определяют его как время, необходимое для того, чтобы средняя тропическая долгота Солнца (продольная позиция вдоль эклиптики относительно положения на весеннее равноденствие) увеличилась на 360 градусов (то есть, чтобы завершился один полный сезонный цикл)[

А земному наблюдателю представляется, что Солнце перемещается по небу среди звёзд; так думали в древности, в античные времена и в средневековье.

В июне-июле Солнце далеко смещается в северное полушарие неба, — в то полушарие неба, где расположена Полярная звезда. Поэтому Солнце сильно прогревает северное полушарие Земли, где в это время — лето. Наоборот, в декабре-январе Солнце далеко уходит в южное полушарие неба, поэтому оно прогревает южное полушарие Земли, и лето там, а в северном полушарии Земли в декабре-январе зима.

Это наглядно видно на карте экваториальной области неба:

Здесь фиолетовая линия — небесный экватор. Выше него — прилегающая к экватору часть северного полушария неба, ниже — экваториальная часть южного полушария.

Красная линия изображает годовой путь Солнца по небу, называемый эклиптикой * 1. Изображение Солнца на карте перемещается вдоль эклиптики справа налево.

Дважды в год, в дни весеннего (20-21 марта) и осеннего равноденствий (23 сентября), Солнце бывает на небесном экваторе в точках весеннего и осеннего равноденствия. Наверху подписаны сезоны года для северного полушария Земли, когда Солнце находится в соответствующей области неба.

Солнце, проходя через точку весеннего равноденствия, — на карте она обозначена буквами ВР, — попадает из южного полушария неба в северное. Именно момент прохождения Солнца через точку весеннего равноденствия является началом астрономической весны. По своей сути этот момент является переходным от зимы к лету для северного полушария Земли.

Ну, сами посудите, как же может быть иначе? Летом дни длинные, зато ночи короткие, а зимой всё наоборот. В день весеннего равноденствия продолжительности дня и ночи в точности уравниваются. Поэтому момент прохождения Солнца через точку весеннего равноденствия и принят за начало астрономической весны.

Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями Солнца через точку весеннего равноденствия называется тропическим годом. Т.е. была весна (в северном полушарии Земли), а потом снова наступит весна.

Это значит, что сезоны года повторяются с периодом, равным тропическому году.

По современным данным его продолжительность на 1 января 2000 года равна 365,2421897 ср. солн. суток или 365 дней 5 часов 48 минут 45,19 секунды.

5. Почему у разных годов разная продолжительность?

— звёздного (сидерического) года 365, 25636 ср. солн. суток,

— аномалистического года 365,2596 ср. солн. суток,

— тропического года 365,2422 ср. солн. суток

С точки зрения геометрии и кинематики именно звёздный год и есть тот самый период, с которым Земля обращается вокруг Солнца.

Орбита, по которой Земля обращается вокруг Солнца, под воздействием планет солнечной системы, особенно таких, как Юпитер и Сатурн, со временем немного меняется. В частности перигелий орбиты Земли очень медленно движется так, что Земле приходится его догонять, а на это требуется время. Поэтому аномалистический год длиннее звёздного.

Тропический год, наоборот, короче звёздного, потому что точка весеннего равноденствия сама медленно движется по небу навстречу Солнцу, следовательно, Солнце и точка весеннего равноденствия встречаются раньше, чем Земля сделает полный оборот вокруг Солнца.

Какой год самый главный? — Правильный ответ вы, наверное, уже и сами знаете.

— В небесной механике естественным образом возникает и поэтому является самым главным аномалистический год.

— Если нужно охарактеризовать обращение Земли вокруг Солнца в пространстве, — то главным является звёздный год.

— В теории солнечных календарей главным является тропический год, потому что сезоны года повторяются с периодом, равным

— Наконец, предсказания солнечных и лунных затмений выполняются на основе т. н. драконического года (346,620 ср. солн. суток).

6. Как измерить продолжительность тропического года?

Древний человек, у которого нет никаких астрономических инструментов, мог бы поступить так. В южной стене прочного помещения или пещеры делается такое отверстие, в которое прямые солнечные лучи в полдень попадают только дважды в год, — весной и осенью, а затем подсчитывается количество прошедших суток и лет.

Количество суток определяется по чередованию дня и ночи. Счёт лет следует начинать от дня появления весеннего солнечного луча, а затем наблюдать следующие появления. При этом нужно иметь в виду, что в какие-то годы наблюдения могут не получиться из-за плохой погоды.

В результате таких примитивных наблюдений станет известно, m суток составляют n лет. Тогда средняя продолжительность тропического года будет приближённо равна дроби m/n.

Спустя 20 лет можно будет утверждать, что продолжительность тропического года приблизительно равна 365,25 суток, что достаточно для создания юлианского календаря. Для создания календаря, подобного григорианскому, придётся наблюдать несколько сотен лет.

И ещё. Для определения продолжительности тропического года можно также наблюдать полуденную высоту Солнца, которая, как известно, минимальна в дни солнцестояний. Известно, что знаменитый древнегреческий астроном Метон для наблюдения солнцестояний воздвигал свои стелы (колонны) и инструменты в Афинах у самой площади народных собраний.

Около 125 до н.э. Гиппарх из Никеи уточнил продолжительность тропического года и синодического месяца, — промежутка времени между двумя последовательными, одинаковыми фазами Луны.

Согласно Гиппарху 304 солнечных года соответствуют 3760 лунным месяцам. Это позволило ему получить более точные значения продолжительности и тропического года, и синодического месяца, приблизив их к истинным значениям.

По данным Гиппарха солнечный год равнялся 365 дням 5ч 55 мин 16 сек, а лунный месяц — 29 дням 12 ч 44 мин 2,5 сек. Первая из этих величин всего лишь на 6 мин 30,41 сек больше принятого в настоящее время значения, а вторая — на 0,5 сек меньше.

Современное значение для продолжительности тропического года таково: на 1 января 2000 года он равен 365,2421897 ср. солн. суток или 365 дней 5 часов 48 минут 45,19 секунды.

7. В чём главная проблема солнечных календарей.

Календарный год должен содержать целое число суток, — альтернативная возможность даже не обсуждается, потому что иначе будет очень неудобно измерять время.

Тропический год длиннее, чем 365 суток на 0,2422 суток. Поэтому, если принять продолжительность календарного года в 365 суток, то новый год будет наступать раньше, чем положено, на 0,2422 суток. За четыре года ошибка достигнет примерно одних суток, за 120 лет она будет равна целому месяцу, а за 360 лет — целому сезону! Это значит, что когда календарь указывает на Новый год, на самом деле ещё осень.

Отсюда понятно: чтобы между сезонами года и календарём не было расхождений, необходимо точное равенство календарного и тропического года.

Итак, календарный год должен содержать целое число суток. Тропический год не содержит целое число суток. Поэтому они не могут быть в точности равны.

Григорианский календарь, который используется для гражданских целей, является международным стандартом. Это солнечный календарь (он изобретён для поддержания синхронности с тропическим годом). Он имеет периодичность в 400 лет (146 097 дней). В каждом периоде полностью повторяются месяцы, даты и дни недели. Средняя продолжительность календарного года: 146 097 / 400 = 365,2425 дней, что даёт хорошее приближение к тропическому году.

Григорианский календарь тоже не совсем точен. Ведь в целях коррекции из чреды дней выбрасывается трое суток за 400 лет, тогда как в действительности такая ошибка, исходя из принятой в настоящее время ве-личины солнечного года набегает всего за 384 (= 128 х 3) года. В результате средняя продолжительность григорианского календарного года составляет 365, 24250 суток. Как видим, она больше действительной её величины (365, 2421988 суток) округлённо на 0, 00030 суток, то есть приблизительно на 26 секунд. Погрешность в целые сутки накапливается за 3280 лет. Вполне очевидно, что на самом деле в григорианском календаре к исходному моменту в цикле не возвращается и равноденствие. Отмечен-ное превышение длины истинного тропического года на 26 секунд за 400 лет составит уже 2 часа 52 минуты 48 секунд, или 0, 12 суток. Именно на такое время истинное весеннее равноденствие в 2000 году наступило раньше, чем оно было в 1600 году.

Экли́птика — большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца. Соответственно плоскость эклиптики — плоскость обращения Земли вокруг Солнца (земной орбиты).

*2 Прецессия земной оси

Предварение равноденствий (лат. praecessio **************) — историческое название для постепенного смещения точек весеннего и осеннего равноденствий (то есть точек пересечения небесного экватора с эклиптикой) навстречу видимому годичному движению Солнца. Другими словами, каждый год весеннее равноденствие наступает немного раньше, чем в предыдущем году — примерно на 20 минут 24 секунды. В угловых единицах смещение составляет сейчас примерно 50,3″ в год, или 1 градус каждые 71,6 года. Это смещение является периодическим, и примерно каждые 25776 лет точки равноденствия возвращаются на прежние места.

Источник

Тропический год

С древних времен астрономы постепенно уточняли определение тропического года. Запись «год, тропический» в онлайн-глоссарии астрономического альманаха гласит: [1]

Эквивалентное, более описательное определение: «Естественной основой для вычисления уходящих тропических лет является средняя долгота Солнца, отсчитываемая от прецессионно движущегося равноденствия (динамического равноденствия или равноденствия даты). Когда долгота достигает значения, кратного 360 градусам, означает, что Солнце пересекает точку весеннего равноденствия и начинается новый тропический год ». [2]

Источник

Слово «тропический» происходит от греческого tropikos, означающего «поворот». [5] Таким образом, тропики Рака и Козерога отмечают крайние северные и южные широты, где Солнце может появляться прямо над головой и где оно, кажется, «поворачивается» в своем ежегодном сезонном движении. Из-за этой связи между тропиками и сезонным циклом видимого положения Солнца слово «тропический» также дало название «тропическому году». Ранние китайцы, индуисты, греки и другие сделали приблизительные измерения тропического года.

Ранняя оценка, открытие прецессии

Во 2 веке до нашей эры Гиппарх измерил время, необходимое Солнцу, чтобы снова пройти от точки равноденствия до точки равноденствия. Он рассчитал, что продолжительность года составляет 1/300 дня меньше 365,25 дня (365 дней, 5 часов, 55 минут, 12 секунд или 365,24667 дней). Гиппарх использовал этот метод, потому что он мог лучше определять время равноденствий, чем солнцестояний. [6]

Средние века и эпоха Возрождения

Три закона динамики Ньютона и теория гравитации были опубликованы в его Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica в 1687 году. Теоретические и математические достижения Ньютона повлияли на таблицы Эдмонда Галлея, опубликованные в 1693 и 1749 годах [9], и послужили основой для всех моделей солнечной системы до Альберта Эйнштейна. Российская общая теория относительности в 20 веке.

18 и 19 века

В таблице приведены два уравнения. Оба уравнения показывают, что тропический год становится короче примерно на полсекунды каждое столетие.

20 и 21 века

Продолжительность среднего тропического года выводится из модели солнечной системы, поэтому любое усовершенствование, улучшающее модель солнечной системы, потенциально повышает точность среднего тропического года. Появилось много новых инструментов для наблюдений, в том числе

Ключевым достижением в понимании тропического года в течение длительных периодов времени является открытие того факта, что скорость вращения Земли или, что эквивалентно, продолжительность среднего солнечного дня непостоянна. Уильям Феррель в 1864 году и Шарль-Эжен Делоне в 1865 году предсказали, что вращение Земли замедляется приливами. Это можно было проверить наблюдением только в 1920-х годах с очень точными часами Shortt-Synchronome и позже, в 1930-х годах, когда кварцевые часы начали заменять маятниковые часы в качестве эталонов времени. [17]

Однако вращение самой Земли нерегулярно и замедляется по отношению к более стабильным индикаторам времени: в частности, движению планет и атомным часам.

Как следствие, тропический год, следующий за сезонами на Земле, считая в солнечных днях UT, все больше не синхронизируется с выражениями для равноденствий в эфемеридах в TT.

Экстраполяции с низкой точностью вычисляются с помощью выражения, предоставленного Моррисоном и Стивенсоном: [21]

Δ T в секундах = −20 + 32 t 2

Средний промежуток времени между равноденствиями

Когда сравниваются измерения тропических лет за несколько последовательных лет, обнаруживаются вариации, которые связаны с возмущениями Луны и планет, действующих на Землю, а также с нутацией. Миус и Савойя привели следующие примеры интервалов между мартовскими (северными) равноденствиями: [7]

До начала 19 века продолжительность тропического года определялась путем сравнения дат равноденствия, разделенных многими годами; этот подход дал средний тропический год. [10]

Различные определения тропического года

«Средний тропический год» основан на среднем значении солнца и не в точности равен любому времени, которое требуется для перехода от равноденствия к следующему или от одного солнцестояния к следующему.

Следующие значения интервалов времени между равноденствиями и солнцестояниями были предоставлены Миусом и Савойей для годов 0 и 2000. [10] Это сглаженные значения, которые учитывают эллиптическую форму орбиты Земли с использованием хорошо известных процедур (включая решение уравнения Кеплера). ). Они не принимают во внимание периодические изменения, вызванные такими факторами, как гравитационная сила вращающейся вокруг Луны и гравитационные силы других планет. Такие возмущения незначительны по сравнению с позиционной разницей, возникающей из-за того, что орбита является эллиптической, а не круговой. [25]

Среднее текущее значение тропического года

Источник

Тропический год

Содержание

Продолжительность тропического года

По сильно упрощённому определению, тропический год — это время, необходимое для того, чтобы солнце, начав своё движение от выбранной эклиптической долготы, завершило один полный цикл времён года и возвратилось к той же самой эклиптической долготе. Прежде чем рассматривать пример, следует уточнить понятие равноденствия. При выполнении расчетов в солнечной системе используются две важные плоскости: плоскость эклиптики (орбита Земли вокруг Солнца), и плоскость небесного экватора (проекция экватора Земли в пространстве). Эти плоскости имеют линию пересечения. Направление вдоль этой линии пересечения от Земли в сторону созвездия Овна — это мартовское равноденствие, которое обозначается символом ♈ (символ похож на бараньи рога).

Противоположное направление вдоль линии в сторону созвездия Весов является сентябрьским равноденствием и обозначается символом ♎. Из-за прецессии и нутации земной оси эти направления изменяются по сравнению с направлением на далекие звёзды и галактики, направления на которые не имеют заметного сдвига из-за большого расстояния до этих объектов (см. Международная небесная система отсчета).

Эклиптическая долгота Солнца — это угол между ♈ и Солнцем, измеренный в восточном направлении вдоль эклиптики. Его измерение сопряжено с определёнными трудностями, поскольку Солнце движется, и направление, относительно которого измеряется угол, тоже движется. Для такого измерения удобно иметь фиксированное (по отношению к далеким звёздам) направление. В качестве такого направления выбрано направление ♈ в полдень 1 января 2000, оно обозначается символом ♈₀.

С использованием такого сильно упрощенного определения, было зафиксировано весеннее равноденствие 20 марта 2009 года в 11:44:43.6. Следующее равноденствие будет 20 марта 2010 года в 17:33:18.1, что даёт продолжительность тропического года в 365 дней 5 часов 49 минут 30 секунд. Солнце и ♈ движутся в противоположных направлениях. Когда Солнце и ♈ встретятся в марте 2010 в точке равноденствия, Солнце пройдёт в восточном направлении угол 359° 59′ 09″, а ♈ сдвинется в западном направлении на 51″, что в сумме составляет 360° (всё по отношению к ♈₀).

Средняя продолжительность тропического года по весеннему равноденствию

Как уже упоминалось выше, продолжительность тропического года зависит от выбора точки отсчета. Астрономы не сразу пришли к единой методике, но чаще всего выбирали в качестве точки отсчёта одно из равноденствий, потому что приборы в эти периоды оказались наиболее чувствительными. При сравнении измерений тропического года за нескольких последовательных лет обнаружены различия, связанные с нутацией и планетарными возмущениями, действующими на Солнце. Миус и Савой в работе [1] приводят следующие примеры интервалов между весенними равноденствиями:

Сравнение значений средних интервалов времени между равноденствиями и солнцестояниями за астрономический 0 (1 г. до н. э. по традиционному счету) и 2000 года представлено [1] в таблице:

Текущее значение средней продолжительности тропического года

Средняя продолжительность тропического года с 1 января 2000 года составляет 365,2421897 дней или 365 дней 5 часов 48 минут 45,19 секунды. Эта величина меняется довольно медленно. Выражение, подходящее для вычисления продолжительности тропического года в далёком прошлом:

365.242 189 669 8 − 6.153 59 × 10 ^ −6 T − 7.29 × 10 ^ −10 T 2 + 2.64 × 10 ^ −10 T 3

где Т — время в юлианских столетиях (1 юлианское столетие равно в точности 36525 дней), отсчитываемое от полудня 1 января 2000 года [3] [4]

Календарный год

Григорианский календарь, который используется для гражданских целей, является международным стандартом. Это солнечный календарь (он изобретён для поддержания синхронности с тропическим годом). Он имеет периодичность в 400 лет (146097 дней). В каждом периоде полностью повторяются месяцы, даты и дни недели. Средняя продолжительность календарного года: 146097 / 400 = 365,2425 дней, что даёт хорошее приближение к тропическому году.

Источник

Тропический год

Смотреть что такое «Тропический год» в других словарях:

Тропический год — (также известный как солнечный год) в общем смысле это отрезок времени, за который солнце завершает один цикл смены времён года, как это видно с Земли, например, время от одного весеннего равноденствия до следующего, или от одного дня… … Википедия

ТРОПИЧЕСКИЙ ГОД — см. Год … Большой Энциклопедический словарь

тропический год — Промежуток времени между двумя последовательными прохождениями центра Солнца при его видимом годичном движении по небу через точку весеннего равноденствия, его продолжительность равна 365,2422 средних солнечных суток. Syn.: солнечный год … Словарь по географии

тропический год — см. Год. * * * ТРОПИЧЕСКИЙ ГОД ТРОПИЧЕСКИЙ ГОД, см. Год (см. ГОД) … Энциклопедический словарь

тропический год — atogrąžiniai metai statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. solar year; tropical year vok. tropisches Jahr, n rus. тропический год, m pranc. année tropique, f … Fizikos terminų žodynas

Тропический год — см. Год … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ТРОПИЧЕСКИЙ ГОД — см. Год … Естествознание. Энциклопедический словарь

Тропический год — см. Год … Астрономический словарь

тропический год — см. тропик … Словарь многих выражений

Год — Год единица измерения времени, в большинстве случаев приблизительно равная периоду обращения Земли вокруг Солнца. Содержание 1 Этимология 2 Астроно … Википедия

Источник

Тропический год

С древних времен астрономы постепенно уточняли определение тропического года. Запись для слова «год, тропический» в онлайн-глоссарии астрономического альманаха ( 2015 ) гласит:

СОДЕРЖАНИЕ

История [ править ]

Происхождение [ править ]

Слово «тропический» происходит от греческого tropikos, означающего «поворот» ( тропик 1992 г. ). Таким образом, тропики Рака и Козерога отмечают крайние северные и южные широты, где Солнце может появляться прямо над головой и где оно, кажется, «поворачивается» в своем ежегодном сезонном движении. Из-за этой связи между тропиками и сезонным циклом видимого положения Солнца слово «тропический» также дало название «тропическому году». Ранние китайцы, индуисты, греки и другие приблизительно измеряли тропический год.

Раннее значение, обнаружение прецессии [ править ]

Средние века и Возрождение [ править ]

18 и 19 века [ править ]

В таблице приведены два уравнения. Оба уравнения показывают, что тропический год становится короче примерно на полсекунды каждое столетие.

20 и 21 века [ править ]

Продолжительность среднего тропического года выводится из модели солнечной системы, поэтому любое усовершенствование, улучшающее модель солнечной системы, потенциально повышает точность среднего тропического года. Появилось много новых инструментов для наблюдений, в том числе

Шкалы времени и календарь [ править ]

Однако вращение самой Земли нерегулярно и замедляется по отношению к более стабильным индикаторам времени: в частности, движению планет и атомным часам.

Как следствие, тропический год, следующий за сезонами на Земле, считая в солнечных днях UT, все больше не синхронизируется с выражениями для равноденствий в эфемеридах в TT.

Экстраполяции с низкой точностью вычисляются с помощью выражения, предоставленного Morrison & Stephenson (2004).

Δ T в секундах = −20 + 32 t 2

Продолжительность тропического года [ править ]

Средний промежуток времени между равноденствиями [ править ]

Различные определения тропического года [ править ]

«Средний тропический год» основан на среднем значении солнца и не в точности равен любому времени, которое требуется для перехода от равноденствия к следующему или от одного солнцестояния к следующему.

Текущее значение среднего тропического года [ править ]

Календарный год [ править ]

Источник