Soltid

Soltid er et mål på solens tilsynelatende posisjon på himmelhvelvingen. Den er ikke den faktiske fysiske tiden, men snarere timevinkler, det vil si vinkler uttrykt i tidsenheter. Den gir også lokale tid i den forstand at den avhenger av lengdegraden den måles fra. Det finnes to typer soltid, sann soltid og middelsoltid.

På en prograd planet som jorden er den sideriske dagen kortere enn soldagen. Ved tid 1 er både solen og en gitt fjern stjerne begge på maks høyde. Ved tid 2 har planeten rotert 360° og den fjerne stjerna er igjen på maks høyde (1→2 = en siderisk dag). Men ettersom jorden også beveger seg rundt solen er det ikke før litt senere, ved tid 3, at solen igjen er på maks høyde (1→3 = en soldag).

Både sann soltid og middelsoltid er lokale tider, som avhenger av hvilken lengdegrad man befinner seg på. For hver lengdegrad man beveger seg endrer soltiden seg med fire minutter. Middelsoltiden for 0° lengde (Greenwichmeridianen) kaltes opprinnelig Greenwich middeltid (GMT), men fra 1972 er den anbefalte benevnelsen Universal Time Coordinated (UTC). Med 15 lengdegraders mellomrom finnes over hele jordkloden et antall tidsmeridianer. Middelsoltiden ved hver enkelt tidsmeridian definerer en tidssone, som benyttes av landene som ligger langs den aktuelle tidsmeridianen.

Soltid kan beregnes uten et solur og uten kjennskap til trigonometri, ved å ta utgangspunkt i UTC. Ved å ta lengdegraden og dele den på 15 (som er det antall grader solen beveger seg pr. time) så får man forskjellen mellom lokal soltid og UTC. Ved å legge denne tidsforskjellen til UTC-tiden får man lokal soltid.

Sann soltid

Sann soltid (eller tilsynelatende soltid) er tiden som måles ved solens tilsynelatende bevegelse over himmelhvelvingen, det vil si solens timevinkel. Den er basert på en sann soldag, som er intervallet mellom to påfølgende passeringer av solen ved den lokale meridian. Soldagen starter ved middag, slik at sann soltid 00:00 betyr middag og 12:00 betyr midnatt. Soltid kan måles med et korrekt oppstilt solur.

Lengden på en sann soldag varierer gjennom året, av to årsaker. For det første er jordens bane ikke en sirkel men en ellipse, slik at planeten beveger seg raskere når den er nærmest solen (perigeum) og saktere når den er lengst unna (apogeum) (se Keplers lover for planetenes bevegelser). For det andre; på grunn av jordens aksehelling beveger solen seg langs en storsirkel (ekliptikken) som heller mot jordens himmelekvator. Når solen krysser ekvator ved begge jevndøgn så beveger den seg i en vinkel i forhold til den, slik at projeksjonen av denne hellende bevegelsen på ekvator er saktere enn dens middelbevegelse; og når solen er lengst unna ekvator ved begge solhverv beveger den seg parallelt med den og nærmere polaraksen enn ekvator, slik at projeksjonen av denne parallelle bevegelsen på ekvator er raskere enn dens middelbevegelse (se tropisk år). Følgelig er sanne soldager kortest 26. – 27. mars og 12. – 13. september og lengst 18. –19. juni og 20. – 21. desember. Disse datoene er forskjøvet i forhold til jevndøgn og solhverv på grunn av den raskere/saktere solen ved jordens perigeum/apogeum.

Middelsoltid

Tidsjevningen, eller forskjellen på sann soltid og middelsoltid, og dens variasjon i løpet av et år.

Middelsoltid er timevinkelen til middelsolen, som er ei tenkt sol som beveger seg langs himmelekvator med jevn hastighet (se definisjon under).

Ettersom middelsolen kun er en matematisk konstruksjon så kan den ikke observeres fysisk. Middelsoltid beregnes derfor ut fra en kunstig klokketid som justeres via observasjoner av den daglige rotasjon til fiksstjernene til å være i overensstemmelse med gjennomsnittlig sann soltid. Selv om lengden på dagslyset varierer betydelig, så er lengden på en middelsoldag konstant over årstidene.

En sann soldag kan være opp til 22 sekunder kortere og 29 sekunder lengre enn en middelsoldag. Ettersom mange av disse lange eller korte dagene kommer etter hverandre, så kan forskjellen bygge seg opp til rundt et kvarter. Men ettersom disse periodene er sykliske så nulles forskjellen ut over året. Forskjellen mellom sann soltid og middelsoltid kalles tidsjevningen. Middelsoldagen starter også ved middag, slik at 00:00 betyr middag og 12:00 midnatt. Ettersom dette er upraktisk for vanlig bruk, defineres sivil tid som middelsoltid minus 12 timer.

Lengden på middelsoldagen var nøyaktig 86 400 (dvs. 24 timer × 60 minutter × 60 sekunder) sekunder i 1820. Lengden på middelsoldagen øker imidlertid med omtrent 1,4 millisekund hvert århundre. Dette skyldes gravitasjonskreftene mellom Månen og jorden, som sakte senker jordens omløpshastighet.

Middelsolen er definert ved først å anta en tenkt sol som beveger seg langs ekliptikken med konstant hastighet og som opptar samme posisjon som den virkelige solen når jorden passerer gjennom perigeum og apogeum. Middelsolen er da en andre tenkt sol som beveger seg langs himmelekvator med konstant hastighet og passerer gjennom jevndøgnspunktene samtidig med den første tenkte solen.

Middelsoltidens historie

Mange metoder har opp gjennom tidene blitt benyttet for å simulere middelsoltid. De tidligste var klepsydraer, eller vannklokker, som ble brukt i nesten tre tusen år, fra så tidlig som midten av det andre årtusen f.kr. til begynnelsen av det andre årtusen e.kr. Før midten av det første årtusen f.kr. ble vannklokkene bare justert til å stemme overens med sann soldag, og var dermed ikke noe bedre enn skyggen fra en gnomon (en vertikal stolpe), bortsett fra at de kunne brukes om natten og ved overskyet vær.

Det var imidlertid lenge kjent at solen beveger seg østover relativt til fiksstjernene langs ekliptikken. Helt side midten av det første årtusen f.kr. har derfor den daglige rotasjonen til stjernene blitt brukt til å bestemme middelsoltiden, som klokker ble sammenlignet med for å bestemme deres feilrate. Babylonske astronomer kjente til tidsjevningen og korrigerte for den, og også for rotasjonstidene til de forskjellige stjernene, siderisk tid, for å komme fram til en middelsoltid som var mye mer presis enn vannklokkene deres. Denne ideelle middelsoltiden har blitt brukt hele tiden siden da for å beskrive bevegelsene til planetene, Månen, og solen.

Mekaniske klokker oppnådde ikke samme nøyaktighet som jordens «stjerneklokke» før på begynnelsen av 1900-tallet. Selv om dagens atomklokker har en mye mere konstant rate enn jorden, så blir stjerneklokken fremdeles brukt for å bestemme middelsoltid. Fra siste del av 1900-tallet har jordens rotasjon blitt definert relativt til en samling av flere utenomgalaktiske radiokilder og deretter konvertert til middelsoltid gjennom et forholdstall. Forskjellen mellom denne beregnede middelsoltiden og Coordinated Universal Time (UTC) benyttes for å bestemme hvorvidt et skuddsekund er nødvendig.

Se også

• Lokal middeltid
• Jordrotasjon

Eksterne lenker

• Soloppgang og solnedgang og maksimal solhøyde, hele året, hvor som helst
• Astrarium solenr Tempometer: Sann soltid på et digitalt display.