Истинное солнечное и среднее солнечное время. Местное и всемирное время. Поясное, декретное время.

При установлении продолжительности средних солнечных суток вместо центра истинного Солнца пользуются точкой, которая равномерно перемещается по небесному экватору, совершая полный оборот в течение года. Такую воображаемую точку называют средним солнцем. За средние солнечные сутки принимают промежуток времени между двумя последовательными одноименными кульминациями среднего солнца; их длина всегда одинакова и равна 24 средним часам, составляя приблизительно 1/365,24 часть года. Солнце – одна из самых обычных звезд, составляющих нашу галактику. Ее отличие от всех остальных звезд состоит в том, что она неизмеримо ближе к нам. Поэтому из-за движения Земли за одни сутки Солнце смещается на фоне остальных, «неподвижных» звезд, и Земле нужно еще довернуться, чтобы Солнце «пришло» на тот же самый меридиан. Вследствие этого средние солнечные сутки длиннее звездных на 3 минуты 56 секунд (звезда возвращается на тот же меридиан раньше Солнца). Так же, как и в звездных сутках, каждый час средних солнечных суток длится 60 минут, а минута – 60 секунд.

До 1956 г. значение секунды принималось равным 1 : 86400 части средних солнечных суток, определяемых по вращению Земли вокруг своей оси. Для более точного определения секунды в 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила рекомендованную  IX конгрессом МАС в 1955 г. ее значение как 1 : 31556925,9747 часть тропического года, каким он был на начало 1900 г. Такая секунда была названа эфемеридной; она определяется с погрешностью до ( 2 - 5 )х10^-9 За начало средних солнечных суток принимают момент нижней кульминации среднего солнца . Такой счет времени называют гражданским временем.

В России гражданским временем в народном хозяйстве пользуются с 1919 г., а в астрономии – с 1925 г. Часы, которыми мы пользуемся отрегулированы не по истинному, а по среднему солнечному времени. Так как скорость среднего солнца одинакова и через меридиан оно проходит раньше или позднее истинного Солнца, то, следовательно, средние сутки могут наступать раньше или позже истинных.

Разница между истинным  и средним солнечным временем η называется уравнением времени. Следовательно, в любой момент среднее солнечное время- T_m  равно истинному солнечному времени -  T плюс уравнение времени η, т. е.   T_{m =} T+ŋ ,

где η имеет положительное значение, когда истинное Солнце находится на эклиптике впереди среднего, и отрицательное – когда среднее Солнце находится  впереди истинного. (Знаком   в астрономии обозначается Солнце.)

Из определения среднего солнечного времени следует, что оно относится к тому месту, где производятся наблюдения. Следовательно, среднее солнечное время имеет свое собственное значение для каждого меридиана на Земле и поэтому его называют еще местным средним временем.

Для любой точки одного и того же меридиана местное время сохраняет постоянное значение, но с изменением долготы места наблюдений меняется и местное среднее время. Когда в Москве полдень, то на противоположной стороне земного шара, т. е. На 180° к западу или к востоку от Москвы, в этот момент будет полночь. В течение одного часа небесная сфера в своем видимом движении поворачивается на 1/24 часть ее полного оборота, что в угловых единицах соответствует 360° : 24 = 15°. Поэтому два пункта на Земле, имеющие разность долгот в 15°, будут иметь местное время, отличающееся на 1 час. Если от первоначального места наблюдения передвинуться по долготе, например, на 30° (т. е. на два часа) к востоку или западу, то в первом случае Солнце, очевидно, пройдет через меридиан нового места наблюдения на два часа раньше, а во втором случае, наоборот, на два часа позднее, чем в первоначальном пункте. Следовательно, по разности показаний часов, идущих по местному времени в разных пунктах Земли, можно судить о разности долгот этих пунктов.

В соответствии с международным соглашением (Рим, 1883 г.) за начальный меридиан для счета географических долгот на нашей планете принят Гринвичский меридиан с долготой, равной 0°00^’00” , а местное гринвичское время, отсчитываемое от полуночи, условились называть всемирным или мировым временем ( T₀ ). Поэтому, когда в Гринвиче (около Лондона) наступает полночь, т. е. 00 ч 00 мин 00 с среднего местного времени, местное время любого пункта на нашей планете будет равно долготе этого пункта, выраженной в часовой мере. Другими словами, разность долгот двух пунктов равна разности местных времен в этих пунктах  в один и тот же момент. На этом и основано определение долготы.

Наличие в различных пунктах, лежащих на разных меридианах, своего местного времени приводило ко многим неудобствам.

В 1878 г. канадский инженер С. Флеминг предложил так называемое поясное время ( T_n ), которое в 1884 г. было принято на Международном астрономическом конгрессе. По идее С. Флеминга вся поверхность земного шара условно разделяется меридианами на 24 часовых пояса протяженностью каждый в 15° (1 час) по долготе. Во всех точках каждого часового пояса устанавливается время, соответствующее среднему меридиану данного пояса.

Каждому из 24 часовых поясов присваивается соответствующий номер от 0 (нулевого) до 23-го. За нулевой принят пояс, средним меридианом которого является Гринвичский, от которого нумерация поясов ведется с запада на восток. Средний меридиан первого пояса находится к востоку от Гринвичского меридиана на 15°, или на 1 час по времени; средний меридиан второго пояса имеет восточную долготу, равную 30°, а его местное время отличается от всемирного (гринвичского) на 2 часа, и т. д. Таким образом, номер каждого часового пояса показывает, на сколько целых часов время данного пояса отличается от всемирного (опережает его); при этом минуты и секунды во всех поясах остаются одинаковыми. Следовательно, поясное время при переходе из одного пояса в смежный изменяется скачком на 1 час. Если обозначить номер пояса через n, то поясное время равняется мировому плюс n,

т. е. T_{n =} T₀ +n

Поясному времени некоторых часовых поясов присвоены особые названия. Так, например, время нулевого пояса называют западноевропейским, первого пояса – среднеевропейским, второго пояса – восточноевропейским.

Впервые поясное время было введено в 1883 г. в Канаде и в США; в начале XX в. им стали пользоваться в некоторых европейских государствах.

В нашей стране на поясное время впервые перешли с 1 июля 1919 г. в соответствии с Декретом СНК РСФСР от 8 февраля 1918 г., и вначале им пользовались лишь для целей судоходства.

На территорию России приходится 11 часовых поясов, со 2-го по 12-й; при этом Москва отнесена ко второму часовому поясу, хотя только небольшая западная часть города расположена во втором поясе, а большая его часть лежит к востоку от меридиана, разделяющего второй и третий пояса. Таким образом, получилось, что местное время в Москве на полчаса впереди поясного – московского времени. Вообще же границы часовых поясов проводятся по границам административных единиц – областей, краев, республик.

В нашей стране вначале временем второго пояса пользовались только на железных дорогах и телеграфе. Постановлением СНК СССР от 17 января 1924 г. поясное время было введено повсеместно на всей территории СССР.

В целях лучшего использования естественного света, т. е. симметричного расположения рабочего дня относительно полдня, и по некоторым экономическим соображениям летом во многих странах мира часы переводят вперед относительно поясного времени на один и больше часов, устанавливая этим так называемое летнее время.

Так, например, поступили во Франции в апреле 1916 г., а затем этому последовали и некоторые другие страны.

В нашей стране летнее время также вводилось неоднократно. В последний раз это было 16 июня 1930 г., когда в соответствии с Декретом СНК СССР стрелки часов во всех поясах страны были передвинуты против поясного времени вперед на один час. Однако впоследствии стрелки назад не переводились, и с тех пор такое время, отличающееся от поясного на один час, у нас называется декретным временем, и оно действовало круглый год до 1 апреля 1981 г. Однако по решению Государственной комиссии единого времени и эталонных частот СССР часть областей СССР не вводила у себя декретное время, оставаясь жить по одному времени с Москвой. В результате этого некоторые автономные республики, области (в. т. ч. и Воронежская), автономные округа продолжали жить по декретному времени второго пояса (по так называемому московскому времени) в течение всего года , хотя, например, Коми АССР расположена в 4-м часовом поясе, т. е. отставала от своего местного времени на два часа.

Все это приводило к тому, что в электросеть страны одновременно включалось несколько крупнейших промышленных районов, что приводило к колоссальному возрастанию нагрузок на электросистему в часы пик.

С 1 октября в 1981 г. на карте СССР были установлены новые границы часовых поясов. Кроме того, в соответствии с этим на исходе суток 1 апреля 1981 г., после того, как Кремлевские куранты, как и всегда, отсчитали 12 ударов, по радио прозвучало объявление, что в это время в столице нашей Родины Москве час ночи. После этого объявления стрелки всех часов нашей страны были переведены ровно на один час вперед, и был осуществлен переход к летнему времени. Однако 1 октября 1981 г. стрелки часов в обратную сторону были переведены не везде. Это позволило упорядочить времяисчисление в пределах всех часовых поясов и восстановить счет поясного времени на всей территории СССР.

Сейчас в России каждый год в последнее воскресенье марта стрелки часов переводятся на один час вперед, а в последнее воскресенье октября на один час назад, т. е. регулярно осуществляется переход от декретного (зимнего) времени к летнему и наоборот.