Tropiskt år

Ett tropiskt år (även känt som ett solår ) i allmän mening är den tid under vilken solen fullbordar en cykel av årstiderna, sett från jorden , till exempel tiden från en vårdagjämning till nästa, eller från en dag av sommarsolståndet till en annan. Sedan antiken har astronomer successivt förfinat definitionen av det tropiska året och definierar det nu som den tid som krävs för att solens medellängdgrad för tropisk längd (längdposition längs ekliptikan i förhållande till positionen vid vårdagjämningen) ska öka med 360 grader (dvs. , för att slutföra en hel säsongscykel) [1] .

Längd på det tropiska året

Per definition är ett tropiskt år den tid som krävs för att solen, med utgångspunkt från en vald ekliptisk longitud , ska slutföra en fullständig cykel av årstiderna och återgå till samma ekliptiska longitud. Innan vi överväger ett exempel bör begreppet en dagjämning förtydligas. När man utför beräkningar i solsystemet används två viktiga plan: ekliptikans plan (jordens omloppsbana runt solen) och planet för den himmelska ekvatorn (projektionen av jordens ekvator i rymden). Dessa plan har en skärningslinje. Riktningen längs denna skärningslinje från jorden mot stjärnbilden Fiskarna  är marsdagjämningen, vilket indikeras av symbolen ♈ (symbolen ser ut som baggehorn och är en symbol för stjärnbilden Väduren , där dagjämningen var belägen i det avlägsna förflutna). Den motsatta riktningen längs linjen mot stjärnbilden Jungfrun är septemberdagjämningen och indikeras av symbolen ♎ (återigen syftar symbolen på stjärnbilden Vågen , där dagjämningen var i antiken). På grund av jordens axels precession och nutation ändras dessa riktningar jämfört med riktningen till avlägsna stjärnor och galaxer , vars riktningar inte har en märkbar förskjutning på grund av det stora avståndet till dessa objekt (se Internationellt himmelskt referenssystem ).

Solens ekliptiska longitud är vinkeln mellan ♈ och solen, mätt österut längs ekliptikan. Dess mätning är fylld med vissa svårigheter, eftersom solen rör sig, och riktningen i förhållande till vilken vinkeln mäts rör sig också. För en sådan mätning är det lämpligt att ha en fast (med hänsyn till avlägsna stjärnor) riktning. Riktningen ♈ vid middagstid den 1 januari 2000 väljs som en sådan riktning, den betecknas med symbolen ♈ 0 .

Med denna definition registrerades vårdagjämningen den 20 mars 2009 klockan 11:44:43.6. Nästa dagjämning var den 20 mars 2010 klockan 17:33:18,1, vilket gav ett tropiskt år på 365 dagar 5 timmar 48 minuter 34,5 sekunder. Solen och ♈ rör sig i motsatta riktningar. När solen och ♈ möttes i mars 2010 vid dagjämningen passerade solen österut i en vinkel på 359° 59' 09" och ♈ rörde sig västerut 51" för totalt 360° (allt i förhållande till ♈ 0 ).

Om en annan ekliptisk longitud för solen väljs som referenspunkt kommer längden på det tropiska året redan att vara annorlunda. Detta beror på det faktum att även om förändringen ♈ sker med en nästan konstant hastighet [2] , men det finns betydande variationer i solens vinkelhastighet . Således "sparar" de cirka 50 bågsekunderna som solen inte passerar genom ekliptikan under ett helt tropiskt år en annan tid beroende på positionen i omloppsbanan.

Genomsnittlig längd av det tropiska året vid vårdagjämningen

Som nämnts ovan beror längden på det tropiska året på valet av referenspunkt. Astronomer kom inte omedelbart till en enhetlig metod, men oftast valde de en av dagjämningarna som referenspunkt, eftersom felet i dessa perioder är minimalt. Jämförelse av mätningar av tropiska år under flera på varandra följande år avslöjade skillnader associerade med nutation och planetariska störningar som verkar på solen. Meos och Savoy i [1] ger följande exempel på intervall mellan vårdagjämningarna:

Fram till början av 1800-talet bestämdes varaktigheten av det tropiska året genom att jämföra datumen för dagjämningen under en lång tidsperiod. Detta tillvägagångssätt gjorde det möjligt att beräkna medellängden av det tropiska året [1] .

Jämförelse av värdena för de genomsnittliga tidsintervallen mellan dagjämningarna och solstånden för det astronomiska året 0 (1 år f.Kr. enligt den traditionella redovisningen) och år 2000 presenteras [1] i tabellen:

Det aktuella värdet av medellängden för det tropiska året

Den genomsnittliga varaktigheten av det tropiska året sedan 1 januari 2000 är 365,2421897 dagar eller 365 dagar 5 timmar 48 minuter 45,19 sekunder. Detta värde ändras ganska långsamt. Ett uttryck som lämpar sig för att beräkna längden av ett tropiskt år i det avlägsna förflutna:

där T  är tiden i julianska århundraden (1 julianska århundradet är exakt 36 525 dagar) räknat från middagstid den 1 januari 2000 [3] [4]

Variationer i längden på det tropiska året

Med jordens ostörda (Keplerianska) rörelse, skulle varaktigheten av det tropiska året vara konstant i tiden. Jordens faktiska omloppsrörelse är dock störd [5] . Konsekvensen av jordens störda rörelse är årliga variationer i varaktigheten av det tropiska året. Studier visar [6] att dessa variationer är periodiska, eftersom de är förknippade med periodiska störningar av jordens omloppsrörelse av de närmaste himlakropparna. Huvudperioden i variationerna är en treårscykel med en genomsnittlig amplitud på 0,006659 dagar (9 minuter 35 sekunder). Denna cykel växlar som regel vart 8:e eller 11:e år med en tvåårscykel, vars genomsnittliga amplitud är 0,004676 dagar (6 minuter 44 sekunder). två- och treårsperiodicitet förklaras av jämförbarheten i jordens omloppsrörelse och de närmaste planeterna - Mars (omloppsresonans 2:1) och Venus (3:5). Omväxlande bildar två- och treårscykler serier som varar 8 (2+3+3) och 11 (2+3+3+3) år, vilket motsvarar faserna i den 19-åriga nutationscykeln [7] .

Kalenderår

Den gregorianska kalendern , som används för civila ändamål, är den internationella standarden. Detta är en solkalender (den uppfanns för att hålla sig synkroniserad med det tropiska året). Den har en periodicitet på 400 år (146 097 dagar). Månader, datum och veckodagar upprepas helt i varje period. Genomsnittlig längd för ett kalenderår: 146 097 / 400 = 365,2425 dagar, vilket ger en bra approximation till ett tropiskt år.

Den gregorianska kalendern är en förbättrad version av den julianska kalendern . Vid tiden för reformen 1582 hade datumet för vårdagjämningen flyttats med cirka 10 dagar, från den 21 mars - under det första konciliet i Nikea 325 - till den 11 mars. Den verkliga motiveringen för reformerna var inte i första hand en fråga om att återföra jordbrukscyklerna till där de en gång var i säsongscykeln, de kristnas främsta angelägenhet var att påsken skulle hållas korrekt. Reglerna som användes för att beräkna datumet för påsk använde det vanliga datumet för vårdagjämningen (21 mars), och det ansågs viktigt att hålla den 21 mars nära den faktiska dagjämningen [8] . Också föreslagen och använd av de flesta autocefala ortodoxa kyrkor är den nya julianska kalendern (ett fel på en dag på 43 500 år).

Om samhället fortsätter att lägga vikt vid synkronisering mellan den civila kalendern och årstiderna i framtiden kommer det så småningom att behövas en ny reform av kalendern. Om det tropiska året är 1900 vid 365,242199 dagar, är den gregorianska kalendern 10 000 år efter med cirka 3 dagar 17 minuter. 33 sek. Genom att öka detta fel minskar längden på det tropiska året (mätt i jordtid) med en hastighet av cirka 0,53 s per 100 tropiska år. Dessutom ökar den genomsnittliga soldagen med 1,5 ms per 100 tropiska år. Dessa effekter kommer att göra att kalendern ändras med 1 dag på 3200 år. De föreslagna olika alternativen för ytterligare förbättring av kalendern verkar ännu inte vara relevanta [9] . Dessutom, eftersom den gregorianska reformen syftade till att synkronisera kalendern inte med årstiderna, utan med vårdagjämningen, borde noggrannheten av kalendern bedömas inte utifrån längden på det genomsnittliga tropiska året, utan efter vårdagjämningen. dagjämningsår. Och, som följer av tabellen ovan, klarar den gregorianska kalendern denna uppgift i vår tid så bra att ett fel på en dag kommer upp tidigast om 10 000 år [10] [11] .

Se även

• År
• Bessel år
• siderisk period

Anteckningar

1. ↑ 1 2 3 4 Meeus, J., Savoie, D. The history of the tropical year Journal of the British Astronomical Association , 102(1), 40-42. Arkiverad 27 februari 2007 på Wayback Machine 
2. ↑ Seidelmann, PK (Red.). (1992). Förklaringstillägg till Astronomiska almanackan . Sausalito, CA: University Science Books. ISBN 0-935702-68-7 
3. ↑ McCarthy D. & Seidelmann, PK Tid från jordrotation till atomfysik  . – Weinhein: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA., 2009. - S. 351. - ISBN 9783527407804 .
4. ↑ Sekulära termer av de klassiska planetteorierna med hjälp av resultaten av allmän teori. Astronomy and Astrophysics , 157, 59-70. ISSN 0004-6361 Arkiverad 8 december 2013 på Wayback Machine 
5. ↑ Duboshin G. N. Himmelsk mekanik. Huvuduppgifter och metoder. — M.: Nauka, 1975. — 800 sid.
6. ↑ Fedorov V. M. Mellanåriga variationer i varaktigheten av det tropiska året // Rapporter från den ryska vetenskapsakademin, 2013. - v. 451. - Nr 1, - sid. 95–97. (2013). Hämtad 20 april 2015. Arkiverad från originalet 9 maj 2021. (obestämd)
7. ↑ Fedorov V. M. Latitudinell variabilitet av inkommande solstrålning i olika tidscykler // Rapporter från Ryska vetenskapsakademin, 2015, vol. 460, nr 3, sid. 339–342. (2015). Hämtad 20 april 2015. Arkiverad från originalet 27 april 2015. (obestämd)
8. ↑ Den västerländska kalendern - "Intolerabilis, horribilis, et derisibilis"; fyra århundraden av missnöje. I GV Coyne, M.A. Hoskin, & O. Pedersen (red.). Gregoriansk reform av kalendern . Vatikanens observatorium.
9. ↑ Blackburn, B. & Holford-Strevens (2003, korrigerad nytryck från 1999). Oxfords följeslagare till året . Oxford University Press.
10. ↑ S. Cassidy, Fel i uppgift om tropiskt år Arkiverad 28 januari 2022 på Wayback Machine , 1996
11. ↑ M. L. Gorodetsky , Om frågan om noggrannheten i den gregorianska kalendern och måncykeln // Historisk och astronomisk forskning, Vol. XXXV. -M.: Fizmatlit, 2010, C. 289-293.

Ordböcker och uppslagsverk	Stor norsk Britannica (online)