Время и определение дня на Земле.

Введение

Время одного вращения вокруг оси планеты.

День – это период времени, за который Земля совершает полный оборот вокруг своей оси относительно Солнца. В среднем это составляет 24 часа (86 400 секунд). По мере того как день проходит в определенном месте, там наступает утро, полдень, день, вечер и ночь. Этот суточный цикл регулирует циркадные ритмы у многих организмов, которые жизненно важны для многих биологических процессов. Последовательность дней организуется в календари в виде дат, обычно сгруппированных в недели, месяцы и годы. Солнечный календарь определяет даты на основе годового цикла Солнца, обеспечивая постоянные даты начала четырех сезонов из года в год. Лунный календарь определяет даты на основе лунных фаз Луны. В повседневной практике день начинается в полночь, что записывается как 00:00 или 12:00 в 24-часовом или 12-часовом формате соответственно. Поскольку время полуночи различается в разных местах, устанавливаются часовые пояса для использования единого стандартного времени. Существуют и другие условности, например, в еврейском религиозном календаре день отсчитывается от захода до захода солнца, поэтому еврейская суббота начинается с наступлением темноты в пятницу. В астрономии день начинается в полдень, чтобы наблюдения, сделанные в течение одной ночи, фиксировались как относящиеся к одному и тому же дню. В определенных приложениях определение дня может быть немного изменено, например, в системе СИ день (точно 86 400 секунд), используемой для компьютеров и поддержания стандартов, в местном среднем времени, учитывающем естественные колебания продолжительности солнечных суток, а также в звездных сутках и сидерических сутках (использующих небесную сферу) для астрономических наблюдений. В большинстве стран, расположенных за пределами тропиков, практикуется переход на летнее время, в результате чего каждый год бывает один 23-часовой и один 25-часовой день. Из-за незначительных изменений в скорости вращения Земли, в редких случаях в конце UTC дня добавляется високосная секунда. Таким образом, хотя продолжительность большинства дней составляет 86 400 секунд, бывают исключения, когда день длится 86 401 секунду (за период с 1972 по 2022 год было добавлено в общей сложности 27 високосных секунд, то есть примерно раз в два года).

A day is the time period of a full rotation of the Earth with respect to the Sun. On average, this is 24 hours (86,400 seconds). As a day passes at a given location it experiences morning, noon, afternoon, evening, and night. This daily cycle drives circadian rhythms in many organisms, which are vital to many life processes. A collection of sequential days is organized into calendars as dates, almost always into weeks, months and years. A solar calendar organizes dates based on the Sun's annual cycle, giving consistent start dates for the four seasons from year to year. A lunar calendar organizes dates based on the Moon's lunar phase. In common usage, a day starts at midnight, written as 00:00 or 12:00 am in 24 or 12 hour clocks, respectively. Because the time of midnight varies between locations, time zones are set up to facilitate the use of a uniform standard time. Other conventions are sometimes used, for example the Jewish religious calendar counts days from sunset to sunset, so the Jewish Sabbath begins at sundown on Friday. In astronomy, a day begins at noon so that observations throughout a single night are recorded as happening on the same day. In specific applications, the definition of a day is slightly modified, such as in the SI day (exactly 86,400 seconds) used for computers and standards keeping, local mean time accounting of the Earth's natural fluctuation of a solar day, and stellar day and sidereal day (using the celestial sphere) used for astronomy. In most countries outside of the tropics, daylight saving time is practiced, and each year there will be one 23 hour civil day and one 25 hour civil day. Due to slight variations in the rotation of the Earth, there are rare times when a leap second will get inserted at the end of a UTC day, and so while almost all days have a duration of 86,400 seconds, there are these exceptional cases of a day with 86,401 seconds (in the half century spanning 1972 through 2022, there have been a total of 27 leap seconds that have been inserted, so roughly once every other year).

Этимология

Термин происходит от древнеанглийского *dæġ*, с его родственными словами, такими как *dagur* в исландском, *Tag* в немецком и *dag* в норвежском, датском, шведском и голландском – все они восходят к протогерманскому корню *dagaz*. По состоянию на 2015 год, слово «день» является 205-м по распространенности в американском английском и 210-м в британском английском. (24 000 000 6 часов). В настоящее время в одном среднем тропическом году содержится около 365,2421875 солнечных дней. Согласно древнему обычаю, новый день начинался либо с восхода, либо с захода Солнца на местном горизонте (например, в итальянской системе отсчета день начинается через 24 часа после захода солнца, по старому стилю). Точный момент и интервал между двумя восходами или закатами зависят от географического положения (долготы и широты, а также высоты над уровнем моря) и времени года (как это показывали древние полусферические солнечные часы). Более постоянный день можно определить как момент, когда Солнце проходит через местный меридиан, что происходит в местный полдень (верхняя кульминация) или в полночь (нижняя кульминация). Точный момент зависит от географической долготы и в меньшей степени от времени года. Продолжительность такого дня почти постоянна (24 часа ± 30 секунд). Это время, показываемое современными солнечными часами. Дальнейшее уточнение заключается в определении фиктивного среднего Солнца, которое движется с постоянной скоростью вдоль небесного экватора; его скорость равна средней скорости настоящего Солнца, но это устраняет колебания в течение года, связанные с движением Земли по своей орбите вокруг Солнца (из-за ее скорости и наклона оси). С точки зрения вращения Земли, средняя продолжительность дня составляет около 360,9856°. День длится более 360° вращения из-за обращения Земли вокруг Солнца. Поскольку полный год немного превышает 360 дней, ежедневная орбита Земли вокруг Солнца составляет чуть менее 1°, поэтому день составляет чуть менее 361° вращения. В других частях Солнечной системы или других частях Вселенной день определяется как полный оборот других крупных астрономических объектов относительно их звезды.

The term comes from the Old English term dæġ , with its cognates such as dagur in Icelandic, Tag in German, and dag in Norwegian, Danish, Swedish and Dutch – all stemming from a Proto Germanic root *dagaz. as of 2015, day is the 205th most common word in American English, and the 210th most common in English English. (24.000 000 6 hours). There are currently about 365.2421875 solar days in one mean tropical year. Ancient custom has a new day starting at either the rising or setting of the Sun on the local horizon (Italian reckoning, for example, being 24 hours from sunset, old style). The exact moment of, and the interval between, two sunrises or sunsets depends on the geographical position (longitude and latitude, as well as altitude), and the time of year (as indicated by ancient hemispherical sundials). A more constant day can be defined by the Sun passing through the local meridian, which happens at local noon (upper culmination) or midnight (lower culmination). The exact moment is dependent on the geographical longitude, and to a lesser extent on the time of the year. The length of such a day is nearly constant (24 hours ± 30 seconds). This is the time as indicated by modern sundials. A further improvement defines a fictitious mean Sun that moves with constant speed along the celestial equator; the speed is the same as the average speed of the real Sun, but this removes the variation over a year as the Earth moves along its orbit around the Sun (due to both its velocity and its axial tilt). In terms of Earth's rotation, the average day length is about 360.9856°. A day lasts for more than 360° of rotation because of the Earth's revolution around the Sun. With a full year being slightly more than 360 days, the Earth's daily orbit around the Sun is slightly less than 1°, so the day is slightly less than 361° of rotation. Elsewhere in the Solar System or other parts of the universe, a day is a full rotation of other large astronomical objects with respect to its star.

Гражданский день

Для гражданских целей, общее время обычно определяется для целого региона на основе среднего солнечного времени на центральном меридиане. Такие часовые пояса начали вводиться примерно в середине XIX века с развитием железных дорог с регулярным расписанием, и к 1929 году большинство крупных стран их приняли. По состоянию на 2015 год во всем мире используется 40 таких зон: центральная зона, от которой все остальные определяются как отклонения, известна как UTC±00, использующая Координированное универсальное время (UTC). Наиболее распространенная практика отсчета гражданского дня начинается в полночь, что соответствует времени, близкому к нижнему кульминационному положению Солнца на центральном меридиане часового пояса. Такой день может называться календарным днем. День обычно делится на 24 часа, каждый час состоит из 60 минут, а каждая минута – из 60 секунд.

В Международной системе единиц

В Международной системе единиц (СИ) день не является официальной единицей измерения, но допускается к использованию вместе с СИ. День, обозначаемый символом d, определяется в единицах СИ как 86 400 секунд; секунда является основной единицей времени в СИ. В 1967–1968 годах, на 13-й Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM, Резолюция 1), Международное бюро мер и весов (BIPM) переопределило секунду как «продолжительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133». Это означает, что день, основанный на СИ, длится ровно 794 243 384 928 000 таких периодов.

Границы

Для большинства дневных животных день естественным образом начинается на рассвете и заканчивается на закате. Люди, благодаря своим культурным нормам и научным знаниям, использовали различные представления о границах дня. В Еврейской Библии, в книге Бытия 1:5, день определяется как «вечер» и «утро» до повествования о сотворении Солнца для его освещения: «И назвал Бог свет Днем, а тьму Ночью. И был вечер, и было утро – день первый». Еврейский день начинается либо с заходом солнца, либо с наступлением ночи (когда появляются три звезды второй величины). В средневековой Европе также придерживались этой традиции, известной как флорентийский отсчет: в этой системе указание на «два часа дня» означало два часа после захода солнца, и, следовательно, время вечером необходимо сдвигать на один календарный день при современном отсчете. Такие дни, как Сочельник, Хэллоуин («All Hallows’ Eve») и канун святой Агнессы, являются отголосками старой традиции, когда праздники начинались накануне вечером. Распространенная практика у древних римлян, древних китайцев и в наше время заключается в том, что гражданский день начинается в полночь, то есть в 00:00, и длится полные 24 часа до 24:00, то есть до 00:00 следующего дня. В Древнем Египте день отсчитывался от восхода до восхода солнца. До 1926 года в Турции существовало две системы времени: турецкая, отсчитывавшая часы от заката, и французская, отсчитывавшая часы от полуночи.

Части

Люди разделили день на приблизительные периоды, которые могут оказывать влияние на культуру и биологические процессы человека. Время наступления этих периодов дня не фиксировано и может варьироваться в зависимости от образа жизни или продолжительности светового дня в конкретном месте.

Днем

Днем – это часть суток, в течение которой солнечный свет непосредственно достигает земной поверхности, при условии отсутствия препятствий. Продолжительность дня в среднем составляет чуть более половины 24-часового периода. День в среднем длиннее ночи благодаря двум эффектам. Солнце не является точкой, а имеет видимый размер около 32 угловых минут. Кроме того, атмосфера преломляет солнечный свет таким образом, что часть его достигает земли, даже когда Солнце находится ниже горизонта примерно на 34 угловые минуты. Таким образом, первые лучи достигают земли, когда центр Солнца все еще находится ниже горизонта примерно на 50 угловых минут. Следовательно, дневное время в среднем на 7 минут превышает 12 часов. День подразделяется на утро, день и вечер. Утро наступает между восходом солнца и полуднем. День – это период между полуднем и закатом, или между полуднем и началом вечера. В это время у человека наблюдается максимальная температура тела, увеличивается количество дорожно-транспортных происшествий и снижается производительность. Вечер начинается примерно в 5 или 6 часов вечера, или с заходом солнца, и заканчивается в момент отхода ко сну.

Сумерки

Сумерки – это период времени до восхода и после захода солнца, когда есть естественное освещение, но нет прямого солнечного света. Утренние сумерки начинаются с рассвета и заканчиваются с восходом солнца, а вечерние сумерки начинаются с заката и заканчиваются с наступлением темноты. Оба периода сумерек подразделяются на гражданские, морские и астрономические сумерки. Гражданские сумерки – это когда солнце находится до 6 градусов ниже горизонта; морские – когда оно до 12 градусов ниже, и астрономические – когда оно до 18 градусов ниже.

Ночь

Ночь – это период, когда небо темнеет; время между сумерками и рассветом, когда солнечный свет не виден. Световое загрязнение в ночное время может оказывать влияние на жизнь людей и животных, например, нарушая сон.