Способы корректировки длительности календарного года с длительностью тропического года юлианский

Чеботарёв Виктор Евдокимович,

астроном, к.т.н., доцент, г. Красноярск

Человеческая деятельность во многом регламентируется календарем – определенной системой упорядоченного счета времени.

В основе календаря заложены следующие природные циклические процессы:

сутки (смена дня и ночи), обусловлены вращением Земли (Т_с);

синодический месяц (смена фаз Луны), обусловлен движением Луны по орбите вокруг Земли (Т_мс);

тропический год (смена сезонов), обусловлен движением Земли вокруг Солнца (Т_тг);

Используемые в календарях природные циклы целочисленно несоизмеримы с сутками и друг с другом.

По результатам астрономических наблюдений за длительный период приняты следующие усредненные значения этих циклов:

На протяжении длительной истории развития цивилизации на Земле разработано и используется множество календарей, из которых можно выделить следующие основные системы календарей:

В лунном календаре используется лунный год (Т_лг), который содержит 12 месяцев (длительность месяца может быть 29 суток или 30 суток). Применение целочисленных значений длительности месяца приводит к постепенному расхождению реального лунного года и календарного. Поэтому используют простой лунный год длительность =354 сут и високосный лунный год длительностью =355 сут.

На практике используются два способа вставки високосных годов:

турецкий цикл – за восемь лунных лет три високосных (8 × 12 × Т_мс=2834, 93664; 5 × 354+3 × 355=2835);

арабский цикл – за 30 лунных лет одиннадцать високосных (30 × 12 × Т_мс=10631, 0124; 19 × 354+11 × 355=10631).

Достоинства лунного календаря:

поддержание совпадения начала месяца с новолунием (ошибка в одни сутки накапливается за период не менее 127 лет для турецкого цикла и не менее чем за 242 года для арабского цикла);

равномерное распределение дней по кварталам в простом году.

Недостатки лунного календаря:

смещение начала лунного года относительно начала тропического (движение по сезонам со скоростью около 10 суток за год);

несовпадение недельных циклов в месяце, за год и между годами.

В солнечном календаре используется длительность простого календарного года = 365 сут. И длительность високосного года = 366 сут. Для устранения смещения начала календарного тропического года относительно сезонов осуществляются следующие вставки високосных годов:

юлианский цикл: один раз за четыре года (4 × Т_тс = 1460,9688; 3 × 365+366=1461);

григорианский цикл: 97 високосных годов за 400-летний цикл
(400 × Т_тс= 146096,88; 303 × 365+97 × 366=146097). Внутренняя структура солнечного календаря содержит двенадцать календарных месяцев различной длительности 28, 29, 30 и 31 сут., что не совпадает с длительностью синодического месяца.

Достоинства солнечного календаря:

поддержание совпадения начала года с сезонами (относительно точки весны уход на одни сутки накапливается за 128 лет для юлианского календаря и за 20000 лет для григорианского календаря).

Недостатки солнечного календаря:

неравномерное распределение дней по кварталам;

несовпадение недельных циклов в месяце, за год и между годами;

несовпадение новолуний с началом месяца.

В лунно-солнечном календаре согласовывается длительность календарного месяца с синодическим месяцем, а календарного годов с тропическим. Для этого модифицируется лунный календарь: в один из лунных годов, вводится дополнительный тринадцатый лунный месяц. Этот тринадцатимесячный лунный год применяется при достижении расхождения начала тропического и лунного годов до величины 30 суток. Известен метонов цикл организации структуры лунно-солнечного календаря, охватывающий 19 тропических лет (6940 суток), в которых содержится 235 лунных месяцев (110 × 29 сут. + 125 × 30 сут. =
6940 сут.), которые объединяются в 7 лунных лет по 13 месяцев и 12 лунных лет по
12 месяцев.

Достоинства лунно-солнечного календаря:

отсутствие постоянного смещения начала года по сезонам (максимальное смещение не более одного месяца);

поддержание совпадения начала месяца с новолунием;

равномерное распределение дней по кварталам в простом лунном году.

Недостатки лунно-солнечного календаря:

существенное различие длительности 12-ти месячного и 13-ти месячного лунного годов;

несовпадение недельных циклов в месяце, за год и между годами.

В опубликованных проектах всемирного календаря обеспечивается согласование календарного года с тропическим годом и целочисленным счетом недель.

Для этого вводится базисный интервал в году длительностью 364 суток и содержащий 52 недели. Для удержания начала года относительно сезонов (точки весны) вводятся свободные от названий недели дни: один день в простом году (364+1=365 сут.), два дня – в високосном году (364+2=366 сут.).

Существуют два проекта распределения дней по месяцам:

французский: 4 ´ 31 сут. + 8 ´ 30 сут. = 4 ´ 91=52 ´ 7=364 сут.;

швейцарский: 13 ´ 28 сут. = 52 ´ 7=364 сут.

Недостатки опубликованного проекта всемирного календаря:

нарушение непрерывности счета дней недели;

несовпадение начала месяца с новолунием.

Проект всемирного календаря во французском варианте был одобрен 18-й сессией Экономического и Социального совета ООН в 1954 г. и поддержан многими странами. Однако, нарушение непрерывности счета недели в этом варианте всемирного календаря стало препятствием для его внедрения, что обусловлено привязкой многих религиозных праздников к дням недели и необходимость их неразрывного счета.

Автор предлагает Российский вариант всемирного календаря (т.н. “космический” календарь) с простым годом в 364 сут. и високосным в 371 сут. за счет ввода дополнительной семидневной недели в високосном году. Вследствие отличия календарного года длительностью в 364 сут. от тропического года длительностью в 365,24220 сут. происходит ежегодное смещение на 1,24220 сут., что приводит за порядка 5,6 лет к накоплению целой недели. Предлагается использовать на 62-летнем цикле 51 простых годов (364 сут.) и 11 високосных годов (371 сут.), что позволит устранить смещение начала года по сезонам (расхождение в 1 сутки за 3875 лет).

Внутреннюю структуру всемирного календаря можно организовать двумя способами:

а) 12-ти месячный календарь (рис. 1):

простой год: 4 ´ 31 сут .+ 8 ´ 30 сут. = 4 ´ 91 сут. = 52 ´ 7 сут. = 364 сут.;

високосный год: 4 ´ 31 сут .+ 8 ´ 30 сут.+7 сут. = 4 ´ 91=53 ´ 7 сут.=371 сут.;

б) 13-ти месячный календарь (рис. 2):

простой год: 13 ´ 28 сут. = 52 ´ 7 сут. = 364 сут.

високосный год: 13 ´ 28 сут. + 7 сут.= 53 ´ 7 сут. = 371 сут.

При этом 53-ю неделю високосного года предлагается сделать нерабочей и использовать для проведения международных праздничных мероприятий, спортивных игр (типа олимпийских) и т.д.

Для того, чтобы сделать выбор между 12-ти месячной и 13-ти месячной структурой всемирного календаря, а также определить дату начала года, месторасположение7-дневной вставки, необходимо проанализировать всесторонне хозяйственную, культурную и религиозную деятельность человечества.

Предлагаемая структура космического календаря обеспечивает непрерывный недельный счет и постоянное положение дней недели в каждом году, постоянное количество рабочих дней в году. Недостатком этого календаря является несовпадение начала месяца с новолунием.

В существующей литературе [1, 2]по календарям такая схема не рассматривалась.

Приглашаются желающие обсудить предлагаемый проект космического календаря [ chebotarev @ npopm . ru ].

C ообщение по структуре космического календаря нанесено на информационную пластину, которая помещена на российском навигационном спутнике ГЛОНАСС. Орбита спутника ГЛОНАСС круговая, высотой около 20000 км и практически вечная для пребывающим на ней космическим аппаратам [www.glonass-post.narod.ru].

Литература.

Селешников С.И. История и хронология. Наука. М. 1977 г., 224с.

Буткевич А.В., Зеликсон М.С. Вечные календари. Наука. М. 1984 г. 208с.

Источник

Тропический год: определение и продолжительность

Для измерения промежутков времени применяются естественные единицы времени, связанные с астрономическими явлениями. Само время разделено на большие и малые промежутки. К последним относят секунды, минуты, часы и сутки: они связаны с вращением нашей Голубой планеты вокруг своей оси. Большие промежутки времени связаны с вращением планеты вокруг Солнца. В основе исчисления лет лежит тропический год – это временный промежуток, за который планета совершает полный оборот вокруг Солнца от его положения в зените над тропиками до момента следующего такого же положения. Один тропический год равен 365 суткам, 5 часам и 48 минутам.

Юлий Цезарь в 45 году до нашей эры ввел Юлианский календарь, в котором было 365,25 дня, что было больше на одиннадцать минут, чем в тропическом году. Однако с течением времени набегала большая разница во времени. Чтобы это устранить, в шестнадцатом столетии римский папа Григорий XIII ввел другой календарь, учитывающий високосный год. В нем были исключены лишние дни, набежавшие по Юлианскому календарю. Григорианский календарь применяется по сей день, в нем время делится на годы, месяцы, недели и дни.

Точки отсчета времени

Чтобы запечатлеть в истории какие-либо события, людям нужен был календарь. Однако он нуждался в точке отсчета. В Древнем Египте был создан уникальный календарь, считающий дни в году. Все события, происходящие в мире, которые мы датируем каким-либо днем и годом, столетием, эрой, начинаются от одной и той же даты (события) в далеком прошлом. Если бы этого не было, то на Земле была бы путаница и люди не понимали бы, с какого именно момента им считать: у одних сейчас мог быть 7000 год, а у других народов – 1000-й. Наша эра начинает свой отсчет с даты рождения Христа. Именно с этого года начинается отсчет лет.

Тропический месяц

Есть множество понятий времени, и все они различные: есть местное суточное время, всемирное время, тропический год, тропический месяц и другие времяисчисления.

Тропический месяц определяется Луной. По определению, это временной промежуток, за который долгота Луны увеличивается на 360 градусов. Тропический месяц равен 29,5 солнечных земных суток.

Еще в Древнем Вавилоне астрономы следили за Луной, ее семидневным циклом. Они видели все изменения, происходящие со спутником Земли. Так появились недели, которые стали настоящим общественно-историческим достоянием и до сих применяются при счете времени (у нас в одной неделе также семь дней).

Тропический год

Для измерения более длительных промежутков времени применяют тропический год. Это продолжительность времени между двумя одинаковыми пересечениями Солнца небесного экватора при его движении по орбите. Продолжительность тропического года — 365,2 солнечного дня. Однако этот показатель не является постоянным: за тысячелетие длительность изменяется на пару секунд.

Скорость движения по орбите также непостоянна. С марта и по сентябрь движение планеты занимает 186 дней, а на вторую часть орбитального пути уходит 179 дней. Повтор движения нашей планеты вокруг Солнца получил название годичного движения Земли, в результате которого происходит смена сезонности.

Другие виды исчисления

Помимо тропического года для исчисления разработаны другие системы, такие как земной год, состоящий из 365 дней, лунный год – представлен двенадцатью последовательными повторениями фаз Луны.

Еще существует такое понятие, как сидерический год. Это промежуток времени полного оборота тела вокруг своего центрального тела или вокруг Солнца или любой другой звезды. У нас сидерический год получил название тропического.

В астрономии есть понятие галактического года, предусматривающее обращение Солнца вокруг центра галактики Млечный Путь. Этот год занимает 223-230 миллионов лет.

Земной год

Обращение нашей планеты вокруг светила имеет несколько видов лет: тропический год, драконический, звездный, аномалистический. Каждый из них имеет свои особенности.

Аномалистический год – это временной промежуток между парой последовательных точек, через которые проходит Солнце, проходя по геоцентрическим орбитам. Аномалистический год составляет 365,23 солнечных суток.

Еще есть такое понятие, как драконический год. Он представляет собой промежуток времени между двумя последовательными прохождениями светила через один и тот же участок лунной орбиты. Драконический год составляет 346,62 солнечных суток.

Звездный год – это время, соответствующее одному обороту Солнца по небосклону относительно неподвижных звезд. Этот период занимает 365,25 солнечных суток.

На Земле людям привычнее видеть календарный год. В среднем он составляет 365 дней. Он основывается на округленных величинах тропического года. Те минуты и часы, которые округлили, раз в четыре года включают в високосный год, составляющий 366 дней. Такие расчеты помогают избежать сильного расхождения времени и астрономических наблюдений.

Отсчеты тропического года

Тропический год начинает свой отсчет от выбранной точки эклиптической долготы и до завершения полного цикла времен года и возврата Солнца к этой самой точке. При выполнении расчетов обычно за точку отсчета берется день весеннего равноденствия. Для точных расчетов берут две плоскости: плоскость небесного экватора и плоскость эклиптики. Эти две линии имеют точку пересечения. Когда Солнце проходит дважды в этой точке, то считается, что год прошел.

Если в качестве места отсчета берут другую точку, то тропический год будет другим. Это связано с тем, что есть множество вариаций угловых скоростей движения светила. В таком виде те угловые секунды, которые звезда не проходит по эклиптике за тропический год, приведет к сдвигам времени, и постепенно ночь и день сместятся.

Средняя длина тропического года

Продолжительность солнечного года зависит от точки отсчета. Ученые не сразу пришли к единой методике отсчета времени, хотя все больше они брали за точку отсчета дни равноденствия. Это связано с тем, что именно с этой точки отсчета погрешность в измерении была минимальной.

Начало тропического года может слегка смещаться, так как за время прохождения Солнца по небосклону могут возникать планетарные возмущения.

За всю историю наблюдений тропический год не раз изменялся. Он никогда не был равным 365 дням, так как длится дольше: его продолжительность всегда 365 дней и пять часов, а вот минут и секунд всегда по-разному.

Варианты тропического года

Если бы Земля перемещалась в космосе ровно, без возмущений, то тропический год был бы всегда единицей постоянной. Однако этого не происходит, и этот промежуток времени всегда разный: на него сильное влияние оказывают возмущения орбитального движения планеты и ближайших космических тел.

Ученым удалось выявить цикличность возникновения возмущений, равных шести минутам. Периодически они пропадают. Эти показатели учитываются при определении годичного цикла Земли.

Календарный год

Как уже было сказано, существует множество разновидностей исчисления времени. На Земле для времяисчислений применяют Григорианский календарь. У него есть своя периодичность, равная четыремстам годам. В каждом периоде месяцы, дни и даты повторяются. В среднем по этому календарю 365,25 дня, что в значительной степени приближено к тропическому году.

С тех пор как стали использовать этот календарь, дни равноденствия всегда оставались на своем месте, что помогало в сельском хозяйстве. Также этот вид календаря упростил расчеты Пасхи и других церковных праздников.

По подсчетам ученых, тропический год будет рассинхронизирован с Григорианским календарем на три дня, но это произойдет еще не скоро, а через восемь тысяч лет.

Так что такое тропический год и чему он равен? Можно сказать, что это исчисление времени, к которому мы привыкли. Наш календарь основан на тропическом году, в нем 365 дней и пять часов. Чтобы наш календарь синхронизировать с тропическим годом, раз в четыре года в нем добавляют один день. Это необходимая мера, без которой временные расхождения были бы большими: за десять високосных лет год сместился бы на целых сорок дней. Однако этого не происходит из-за введения в календарь високосного года.

Источник