tidsmätning, tidszoner och den internationella datumlinjen
hur vi strukturerar tiden
de två naturliga cyklerna som tidsmätningarna baseras på är året och dagen. Året definieras som den tid som krävs för att jorden ska slutföra en revolution runt solen, medan dagen är den tid som krävs för att jorden ska slutföra en tur på sin axel. Jorden behöver 365 dagar plus cirka 6 timmar för att gå runt solen en gång, så ett år består inte av ett runt antal dagar; bråkdagen måste tas om hand med en extra dag vart fjärde år.
men eftersom jorden, medan den vrider på sin axel, också rör sig runt solen, finns det två slags dagar. En dag kan definieras som intervallet mellan solens högsta punkt på himlen på två på varandra följande dagar. Detta, i genomsnitt över året, producerar den vanliga 24-timmarsdagen. Men man kan också definiera en dag som tidsintervallet mellan stunderna när en viss punkt på himlen, säger en bekvämt belägen stjärna, är direkt över huvudet. Detta kallas:
siderisk tid. En siderisk dag är den tid det tar jorden att slutföra en rotation på sin axel så att en viss stjärna kan observeras två gånger vid meridianen som går direkt över huvudet. Eftersom jorden rör sig runt solen när den roterar på sin axel är den sideriska dagen cirka 4 minuter kortare än soldagen, vilket motsvarar 23 timmar, 56 minuter och 4 sekunder i genomsnittlig soltid. Som ett resultat kommer en stjärna att stiga ungefär 4 minuter tidigare varje natt, och olika stjärnor kommer att synas vid olika tider på året. Astronomer använder en punkt som de kallar ?vårdagjämningen? för att bestämma lokal siderisk tid.
skenbar soltid är den tid som baseras direkt på solens position på himlen. I det vanliga livet går dagen från midnatt till midnatt. Det börjar när solen är osynlig genom att vara 12 timmar från sin zenit. Astronomer använder den så kallade Julian Day, som går från middag till middag; konceptet uppfanns av astronomen Joseph Scaliger, som namngav den efter sin far, Julius. För att undvika de problem som orsakas av skottår dagar och så vidare, Scaliger plockade en bekvämt avlägsen datum i det förflutna (4713 f.kr.) och föreslog bara räkna dagar utan hänsyn till veckor, månader och år. Anledningen till att Juliandagen löper från middag till middag är den praktiska som astronomiska observationer vanligtvis sträcker sig över midnattstimmen, vilket skulle kräva en ändring av datumet om den astronomiska dagen, som den civila dagen, sprang från midnatt till midnatt.
Genomsnittlig soltid, snarare än uppenbar soltid, är grunden för lokal civil och standardtid. Den genomsnittliga soltiden är baserad på en fiktiv position ?mean sun.? Anledningen till att denna fiktiva Sol måste introduceras är följande: jorden vänder regelbundet på sin axel; den behöver samma antal sekunder oavsett säsong. Men jordens rörelse runt solen är inte regelbunden eftersom jordens bana är en ellips. Detta har resultatet (som förklaras i avsnittet årstiderna) att jorden rör sig snabbare i januari och långsammare i Juli. Även om det är jorden som ändrar hastighet, ser det ut för oss som om solen gör det. I Januari, när jorden rör sig snabbare, ser solens uppenbara rörelse snabbare ut. Den genomsnittliga solen av tidsmätningar är då en sol som rör sig regelbundet året runt; den verkliga solen kommer att vara antingen före eller bakom den genomsnittliga solen. Skillnaden mellan den verkliga solen och den fiktiva medelsolen kallas tidens ekvation.
tidszoner. Men om alla klockor faktiskt ställdes in med genomsnittlig soltid skulle vi plågas av en welter av tidsskillnader som skulle vara ?rätt? men en stor olägenhet. En klocka på Long Island, som korrekt visar genomsnittlig soltid för sin plats (Detta skulle vara lokal civiltid), skulle vara något före en klocka i Newark, NJ Newark-klockan skulle vara något före en klocka i Trenton, NJ, som i sin tur skulle vara före en klocka i Philadelphia. Detta villkor rådde fram till 1884, då ett system med standardtid antogs av International Meridian Conference. Jordens yta var uppdelad i 24 zoner. Standardtiden för varje zon är den genomsnittliga astronomiska tiden för en av 24 meridianer, 15 grader från varandra, börjar vid Greenwich, England, meridian och sträcker sig öster och väster runt om i världen till den internationella datumlinjen. (Detta system togs faktiskt i bruk ett år tidigare av järnvägsbolagen i USA och Kanada, som fram till dess var tvungna att strida mot cirka 100 motstridiga lokala soltider observerade i terminaler över hela landet.)
för praktiska ändamål ändras denna konvention ibland. Till exempel bestod Alaska för en tid av fyra av de åtta amerikanska tidszonerna: Pacific standard time zone (öster om Juneau) och 6: e (Juneau), 7: e (Anchorage) och 8: e (Nome) zoner, som omfattar 135, 150 respektive 165 meridianer. 1983, genom kongresshandling, förenades hela staten (utom de västligaste Aleutianerna) i 6: e zonen, Alaska standard time.de åtta amerikanska standardtidszonerna är: Atlanten (inkluderar Puerto Rico och Jungfruöarna), östra, centrala, berg, Stilla havet, Alaska, Hawaii-Aleutian (inkluderar alla Hawaii och de Aleuterna väster om Rävöarna) och Samoa standardtid.
datumlinjen. Medan tidszonerna är baserade på den naturliga händelsen att solen passerar en meridian, datumet måste vara ett godtyckligt beslut. Meridianerna räknas traditionellt från meridianen från Observatoriet i Greenwich, i England, som kallas nollmeridianen. Den logiska platsen för att ändra datumet är 12 timmar, eller 180, från Greenwich. Lyckligtvis går den 180: e meridianen mestadels genom det öppna Stilla havet. Datumlinjen gör en sicksack i norr för att införliva den östra spetsen av Sibirien i det sibiriska tidssystemet och sedan en annan för att införliva ett antal öar i Hawaii-Aleutian tidszon. I söder finns en liknande sicksack i syfte att binda ett antal brittiskägda öar till Nya Zeelands tidssystem. Annars är datumlinjen densamma som 180 från Greenwich. Vid punkter öster om datumlinjen är kalendern en dag tidigare än vid punkter väster om den. En resenär som går österut över datumlinjen från en ö till en annan skulle inte behöva återställa sin klocka eftersom han skulle stanna inne i tidszonen, men det skulle vara samma tid föregående dag.
se världen och USA: s tidszonskarta,
skottår 101 världens tidszoner och Tidszonkarta