В 2003 г. в Барнауле на площади Советов появился новый символ - "Нулевой километр". Похожие знаки, символизирующие начальную точку отсчета дорожных расстояний, существуют и в других городах, в основном, в столицах государств.
Барнаульский "нуль-пункт" представляет собой гранитный столб, стоящий на каменном компасе, на котором отмечены стороны света. Венчает столб двухметровая каменная ваза, изготовленная на Колыванском камнерезном заводе. Если вы далекий от астрономии и географии человек, то сам по себе знак просто красивое сооружение, на фоне которого любят фотографироваться туристы. Однако, если вы что-нибудь слышали о таком понятии как "солнечное время", то вам, должно быть, знаком древнейший астрономический инструмент - гномон, представляющий собой вертикальный столбик, отбрасывающий тень от Солнца. Посредством этого нехитрого приспособления в древности измеряли время, а по высоте Солнца - календарный день. Так вот, барнаульский "нулевой километр", помимо того, что он - символ начала всех автодорог Алтайского края, есть ни что иное, как гномон, или солнечные часы.
Как у человека, интересующегося проблемами исчисления времени, у меня уже давно возникла мысль проверить, а правильно ли работают
барнаульские солнечные часы. И сделать это очень просто - в момент верхней кульминации Солнца тень от столба должна точно ложиться на румб, указывающий направление на север (большая буква "N" на каменном компасе). Теперь осталось только вычислить этот самый момент верхней кульминации и здесь начинаются основные трудности, которые не были учтены "Алтайавтодором" и его подрядчиком, подарившими нам этот замечательный символ.
Однако, прежде чем продолжить дальнейшее описание, необходимо ввести некоторые термины и понятия:
- "Истинное солнечное время" - время, основанное на фактическом движении реального Солнца. Оно течет неравномерно из-за того, что
Земля имеет эллиптическую орбиту и движется по ней с разной скоростью в разные времена года. Также, из-за наклона эклиптики (большой круг небесной сферы, по которому происходит видимое годичное движение Солнца) к экватору вблизи равноденствий проекция скорости Солнца на экватор меньше, чем в период солнцестояний, когда оно движется параллельно экватору.
- "Среднее солнечное время" - время, основанное на вращении Земли, которое предполагается равномерным.
Астрономическое значение, учитывающее разницу между средним солнечным временем (средним местным временем наблюдателя) и истинным солнечным временем, измеренным на том же меридиане, получило название "уравнение времени". В результате этого явления
Солнце в течение года описывает своеобразную "восьмерку" около небесного меридиана наблюдателя.
- "Гринвичский меридиан (нулевой меридиан)" - географический меридиан, проходящий через ось пассажного инструмента бывшей Гринвичской королевской обсерватории (ныне музей). Служит началом отсчета географических долгот, а также является средним меридианом нулевого часового пояса.
- "Поясное время" - время, установленное по международному соглашению в регионах и странах для того, чтобы по всей планете отличие местного времени от всемирного составляло целое число часов. Отсчитывается от "всемирного времени", основанного на вращении Земли относительно далеких небесных объектов (звезд и квазаров). Синхронизировано с атомными часами.
- "Декретное время" - время, опережающее поясное на 1 час, введенное постановлением СНК СССР от 16 июня 1930 года на территории СССР в целях более рационального использования светлой части суток и перераспределения электроэнергии между бытовым и производственным потреблением. Отменено в Алтайском крае 28 мая 1995 г. Однако, граница между 5-м и 6-м часовыми поясами делит территорию нашего края ровно пополам, но вся территория края отнесена к 6-му часовому поясу. Поэтому в западных районах все-таки фактически действует декретное время, а восточные районы, включая Барнаул, живут по поясному времени.
- "Летнее время" - время, сдвинутое на 1 час вперед относительно времени, принятого в данном часовом поясе. Для западых районов Алтайского края - поясное + 2 часа, для восточных - поясное + 1 час, для Барнаула - поясное + 1 ч. 25 мин.
Теперь, определившись с понятийно-терминологическим аппаратом и, поняв, что когда ваши наручные часы показывают 12:00, на самом деле это не полдень, перейдем непосредственно к расчетам.
Сначала нужно вычислить географические координаты места установки столба. Можно воспользоваться программой "Google Earth" или
обычным GPS-приемником. В частности, нас интересует долгота, которая оказалась равной 83 градусам 46 минутам 42 секундам, что
в часовой мере составляет 5 ч. 35 мин. 08,8 сек. от Гринвича.
Теперь мы можем вычислить среднее солнечное время на любой момент времени, которое показывают ваши часы, учитывая поправку за
долготу. Возьмем, к примеру, 12:30 по барнаульскому летнему времени. Тогда по поясному времени будет 11:30 - это среднее солнечное время меридиана, отстоящего от Гринвичского, на 90 градусов в.д. или на 06 ч. 00 мин. 00 сек. - 6-й часовой пояс.
Соответственно, разница во времени между срединным меридианом 6-го часового пояса и местом установки "нулевого километра" составляет: 06:00:00 - 05:35:08,8 = 24 мин. 51,2 сек
Таким образом, когда ваши часы показывают 12:30 в период действия летнего времени, по среднему солнечному времени будет: 12:30:00 - 01:00:00 - 24:51,2 = 11:05:09 (округлено до целых секунд). Далее, из "Астрономического календаря" за текущий год, выписываем значение уравнения времени на заданный день. Для 23 октября 2010 г. (когда производились измерения) данная величина составила значение "минус 15 мин. 28,1 сек.", т.е. истинное солнечное время опережает среднее солнечное на заданную величину.
Теперь осталось рассчитать время наступления полудня или верхней кульминации Солнца по летнему времени - тому времени, что показывают ваши часы.
Итак, 12:00:00 (истинное солнечное время) + 24:51,2 (поправка за долготу) - 15:28,1 (значение уравнения времени) + 01:00:00 (поправка на летнее время) = 13:09:23 (округлено до целых секунд).
Так вот, оказавшись в указанное время у "нулевого километра", я обнаружил следующую картину: тень от гранитного столба в момент
верхней кульминации Солнца или истинного полудня не совпадает с румбом "N" ("Nord" или 360 градусов). Теперь попытаемся вычислить, насколько ошиблись строители, выкладывая каменный компас.
Как видно из рисунка, окантовка каменного компаса выложена гранитными кирпичиками. От румба в 360 градусов (большая буква "N") до румба в 45 градусов на запад (вправо) вмещается 17 кирпичиков. Центр полуденной линии приходится на предпоследнюю четверть пятого кирпичика. Составляем пропорцию: 17 кирпичиков - 45 градусов; 1 кирпичик - X градусов. X=2 градуса 39 минут.
Итого: 4,75 кирпичика x 2 градуса 39 минут = 12,5 градусов, что в часовой мере составляет 50 минут, т.к. за 4 минуты Земля поворачивается на 1 градус.
Непонятно, чем руководствовались строители, но точно не компасом, и хорошо, что так. Если бы они им воспользовались, то ошибка составила бы 20,1 градусов или 1 час 20 минут, т.к. магнитное склонение (угол между географическим и магнитным меридианами в точке земной поверхности) в 2003 году составляло величину "плюс 7 градусов 44 минуты".
Остается только пожелать нашим проектировщикам подобных сооружений - не бойтесь использовать древние знания и применять
достижения современной науки.
На снимках: 1- нулевой километр. Начало автодорог Алтайского края; 2- неравномерность вращения Земли вокруг Солнца из-за наклона эклиптики и эксцентриситеты орбиты; 3- уравнение времени; 4- аналемма Солнца; 5- полуденная линия 23 октября 2010 г. в 13:09:23 (барнаульское летнее время).
5- полуденная линия 23 октября 2010 г. в
13:09:23 (барнаульское летнее время).
Р.С. Неприятель, преподаватель ГФ
1- нулевой километр. Начало автодорог Алтайского края;
2- неравномерность вращения Земли вокруг Солнца из-за наклона эклиптики и эксцентриситеты орбиты;
3- уравнение времени;
4- аналемма Солнца; 5- полуденная линия 23 октября 2010 г. в 13:09:23 (барнаульское летнее время).
