Derajat resmi rotasi bumi per hari

16

Berapa derajat resmi ke satu titik desimal tolong, dari rotasi bumi dalam satu hari. Bisakah ini dipastikan bahwa 360,0 derajat tepatnya menggunakan data resmi? Terima kasih sebelumnya.

Otodidak
sumber
11
Resmi menurut apa atau siapa?
jpmc26
Pencarian cepat menunjukkan belum ada yang menggunakan frasa "leap second", jadi saya akan: en.wikipedia.org/wiki/Leap_second Juga, untuk resmi: hpiers.obspm.fr/eop-pc/models/constants.html
barrycarter

Jawaban:

32

Pertama, kita perlu memutuskan definisi "hari" mana yang digunakan. Ada beberapa jenis hari:

Hari matahari nyata : waktu antara dua puncak Matahari berturut-turut (jelas siang) dari pengamat berbasis Bumi yang tetap;
Rata-rata hari matahari : hari matahari yang lebih seragam, rata-rata tanpa variasi musiman;
Bintang Stellar / Sereal : waktu yang dibutuhkan Bumi untuk berotasi satu kali relatif terhadap bintang-bintang;
SI day : satuan waktu yang mengandung 86.400 detik SI yang didefinisikan oleh atom cesium.

Karena kita biasanya merujuk pada siklus tradisional siang / malam ketika kita mengatakan "siang", ini berarti bentuk waktu matahari. Untuk mendapatkan nilai yang lebih rata-rata, mari gunakan hari matahari rata-rata.

Rumus saat ini yang menghubungkan Earth Rotation Angle (ERA) ke perkiraan modern dari waktu matahari rata-rata, UT1 (pada dasarnya jam Bumi mengikuti siklus siang / malam rata-rata), adalah menurut definisi:

ERA=2π(0.7790572732640+1.00273781191135448Tu) radians

Di mana adalah Tanggal UT1 Julian - 2451545.0Tu

Jadi menurut rumus ini, satu hari (UT1) adalah 1,00273781191135448 Rotasi bumi, yang dikalikan 360 ° adalah sekitar 360,8561 ° . Namun, rotasi dan revolusi Bumi tidak konstan, dan selalu berubah pada tingkat yang agak tidak terduga, sehingga sudutnya tidak sempurna, tetapi perubahannya sangat lambat. Jadi ini lebih merupakan perkiraan modern daripada nilai yang tepat. Dibulatkan ke satu tempat desimal, ini memberi Anda 361.0 ° , sebuah angka yang kemungkinan akan tetap berlaku untuk setidaknya beberapa milenia.

Jika Anda ingin mengetahui jumlah rotasi Bumi untuk setiap hari SI, Anda beruntung: Anda dapat berkonsultasi dengan laporan tentang orientasi Bumi (rotasi dan gerakan kutub) berkat IERS. Nilai-nilai ditabulasikan untuk setiap 0 jam UTC setiap hari dalam publikasi IERS, memungkinkan untuk mendapatkan sudut bahwa Bumi telah berputar setiap 86.400 detik SI, memungkinkan untuk secara ilmiah memantau variasi dalam rotasi Bumi dibandingkan dengan unit waktu yang sangat konstan yang direalisasikan oleh jam atom. Saat ini, rotasi Bumi diukur dan dilaporkan berkat teleskop radio dan VLBI yang mengamati objek yang jauh di alam semesta. Laporan resmi orientasinya, Parameter Orientasi Bumi diterbitkan di Situs web IERS .

Sebagai contoh, berikut adalah grafik yang menunjukkan jumlah rotasi Bumi setiap 86.400 detik yang dibangun dengan data IERS tahun lalu:

Rotasi bumi Seperti yang dapat kita lihat, ada beberapa variasi musiman, periodik, dan tak terduga dalam rotasi Bumi.

FSimardGIS
sumber
22

Ini sedikit lebih rumit daripada yang terlihat. Pertama, definisi hari yang penting bagi kita penduduk bumi adalah jumlah rata-rata waktu dari satu siang matahari ke yang berikutnya (atau sebagai alternatif, waktu yang diperlukan bagi Matahari untuk muncul di atas meridian yang sama dari hari ke hari); itu disebut hari matahari. Hari sidereal, yang merupakan waktu yang diperlukan untuk beberapa bintang jauh yang diberikan untuk muncul di atas meridian yang sama dari hari ke hari, bukan yang benar-benar penting bagi kita; ini juga jumlah waktu yang diperlukan Bumi untuk berputar 360 derajat.

Sementara Bumi berputar pada sumbunya, ia juga bergerak di sepanjang orbitnya. Dalam jumlah waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu revolusi, ia juga telah melakukan perjalanan sekitar satu derajat di sepanjang jalur orbitnya sehingga agar Matahari dapat muncul di atas meridian yang sama, Bumi harus berputar sekitar 361 derajat.

Tapi kemudian dekat perihelion (pendekatan terdekat ke Matahari, yaitu sekitar Januari) itu bergerak lebih cepat, sehingga harus memutar lebih dari 361 derajat. Di dekat aphelion, ia bergerak lebih lambat, sehingga Bumi harus berputar kurang dari 361 derajat.

Mengenai pertanyaan Anda yang sebenarnya, mengingat kompleksitas variasi orbit Bumi, saya tidak yakin itu bisa dijawab.

BillDOe
sumber
" Hari matahari sebenarnya cenderung lebih dekat perihelion ketika Matahari tampaknya bergerak sepanjang ekliptika melalui sudut yang lebih besar dari biasanya, membutuhkan waktu sekitar 10 detik lebih lama untuk melakukannya. Sebaliknya, sekitar 10 detik lebih pendek di dekat aphelion. Sekitar 20 detik lebih dekat dengan titik balik matahari ketika proyeksi gerakan Matahari yang tampak di sepanjang ekliptika ke ekuator langit menyebabkan Matahari bergerak melalui sudut yang lebih besar dari biasanya. Sebaliknya, di dekat titik balik matahari, proyeksi ke garis khatulistiwa lebih pendek sekitar 20 detik. "Saya mencoba mencari tahu bagaimana perihelion dapat mempengaruhi sebanyak itu
Autodidact
2
@ Autodidact: Pada perihelion kita sekitar 3,3% lebih dekat ke matahari daripada di aphelion, jadi menurut hukum kedua Kepler, kecepatan linear bumi relatif terhadap matahari sekitar 3,3% lebih cepat. Namun, semakin dekat dengan matahari juga berarti bahwa untuk setiap kilometer yang kita bergerak , sudut ke matahari akan berubah sekitar 3,3% lebih banyak. Efek-efek ini ditambahkan bersama-sama, sehingga kecepatan nyata matahari di antara bintang-bintang tetap adalah sekitar 6,6% lebih cepat pada perihelion. Ini membuat perbedaan antara hari matahari dan sidereal 6,6% lebih besar yang memang berhasil menjadi sekitar 15 detik. (Mengabaikan efek kemiringan aksial).
hmakholm tersisa Monica
(Masih ada perbedaan beberapa detik dari sumber yang Anda kutip, tetapi saya akan menandainya hingga pembulatan. Ingat bahwa "sekitar 10 detik" hanya memiliki satu digit signifikan!)
hmakholm tersisa di atas Monica
14

Bisakah ini dipastikan bahwa 360,0 derajat tepatnya menggunakan data resmi?

TL; DR: Tidak, tidak bisa. Sebaliknya itu dapat dikonfirmasi menjadi 361,0 derajat.


Setahu saya:

Periode rotasi Bumi sangat dekat dengan 23 jam, 56 menit, 4,1 detik atau 86164,1 detik. Itu disebut hari sidereal

Satu hari didefinisikan sebagai 24 jam, atau 86400,0 detik.

Jadi dalam satu hari ternyata

360°×86400.086164.1360.986°

Membulatkan "ke satu titik desimal tolong" itu 361.0 °.


Menggunakan "Data resmi":

Lembar Fakta Bumi NASA: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html

Sidereal rotation period (hrs)   23.9345    
Length of day (hrs)              24.0000

360°×24.000023.9345360.985°

Membulatkan "ke satu titik desimal tolong" lagi, itu masih 361.0 °.

uh oh
sumber
@Jasper Anda sedang berbicara tentang hari matahari bukan hari sidereal . Pertanyaannya adalah tentang rotasi Bumi yang harus dipertimbangkan dalam kerangka inersia, dan itulah yang disebut sidereal day. Sebuah hari persis 24 jam, atau 86.400 detik. Hari matahari tidak lagi digunakan dalam pengukuran waktu karena efek yang Anda sebutkan.
uhoh
1

Cara lain untuk mendapatkan rotasi tepat dalam derajat per hari sepanjang tahun adalah dengan hanya mengambil 360 derajat (satu rotasi tambahan per tahun) dan membaginya dengan 365 hari dalam setahun. Itu datang ke 0,9863013698630137 derajat LEBIH per hari dari satu rotasi tepat 360 derajat. Jadi rotasi rata-rata sepanjang tahun berapa derajat bumi berputar, (menurut model heliosentris), adalah 360,863013698630137 derajat rotasi per hari matahari. Itu berarti dalam satu jam; 15,0410958904109589 derajat.

Larry Thomas Jones
sumber
2
Tahun ini lebih dekat ke 365,25 hari dari 365,00 hari.
Mike G
Apa yang dikatakan Mike G. Perhatikan juga bahwa ada beberapa cara untuk mendefinisikan satu tahun, lihat Wikipedia . Untuk aplikasi ini, Anda bisa menggunakan tahun sidereal atau anomalistic, atau mungkin salah satu tahun tropis.
PM 2Ring