Ajasüsteemid
Ajaarvamise aluseks on päikese näivliikumine taevavõlvil. Päikese näivliikumise põhjustavad
Maa pöörlemine ümber oma telje (joonis 1) ja tiirlemine ümber Päikese (joonis 2) .
Maa pöörlemine ümber oma telje (joonis 1) ja tiirlemine ümber Päikese (joonis 2) .
Maa pöörlemise tõttu ümber oma telje näib Päike hommikul tõusvat idataevast ja õhtul loojuvat läänetaevas. Joonisel 1 tähistab V vaatlejat, kes koos Maa pinnaga pöördub läänest itta ja mille tõttu vaatleja vaatevälja ilmuvad üha uued taevakehad idataevas, nende hulgas ka Päike. Kui Maa on nõnda teinud ühe täispöörde ümber oma telje, algab kogu protsess otsast peale. Neid hetki, mil taevakeha läbib meridiaani, nimetatakse selle taevakeha kulminatsiooni momentideks. Neid on kaks - ülemine ja alumine. Kuna meie igapäevases elus kasutatava ajaarvamise aluseks on Päikese näiv liikumine taevavõlvil, siis Päikese ülemise kulminatsiooni momenti nimetame tõeliseks keskpäevaks ja alumise kulminatsiooni momenti tõeliseks keskööks. Meie geograafilisel laiusel alumist kulminatsiooni momenti vahetult näha ei saa. Ajavahemikku Päikese ketta kahe teineteisele järgneva alumise kulminatsiooni vahel nimetame tõeliseks päikeseööpäevaks. Aasta jooksul ei ole tõelised päikeseööpäevad kestuselt võrdsed, vaid muutuvad teatud seaduspärasuse kohaselt. Miks?
Peamine põhjus, Maa tiirleb ümber Päikese mööda ellipsi kujulist orbiiti. Selle ellipsi ühes fookuses asub Päike (joonis 3). Maa liikumise joonkiirus orbiidil muutub vastavalt Kepleri II seadusele vt. lisa 1, olles suurim siis, kui Maa on Päikesele kõige lähemal (periheelis) ja vähim siis, kui Maa on Päikesest kõige kaugemal (afeelis). Kõige lähemal on Maa Päikesele jaanuaris ja kõige kaugemal juulis.
.
Jooniselt 3 on näha, et periheeli läheduses on ööpäev pikem kui afeeli läheduses (liikudes orbiidil peab Maa pöörduma ümber oma telje ühest Päikese kulminatsioonist teiseni nurga 360ᵒ+∆ϕ võrra ning periheeli läheduses on ∆ϕ suurem kui afeeli läheduses. Kui me tahaksime omada kella, mis näitaks aega vastavalt tõelisele Päikese liikumisele, siis peaks selle kella käik kord aeglustuma, kord kiirenema üsna keerulise seaduse kohaselt. Sellise kella valmistamine oleks väga keerukas. Eelnevast lähtudes me ei saa igapäevases elus kasutada tõelist päikeseaega (õigemini selle kasutamine oleks tehniliselt üsna tülikas).
Praktikas on kasutusel keskmine päikeseaeg, mis on ühtlane. Põhiühikuks on keskmine päikeseööpäev, mis on aasta tõeliste päikeseööpäevade aritmeetiline keskmine. Keskmine päikeseaeg on tõelisest päikeseajast kord ees, kord järel. Keskmise päikeseaja ja tõelise päikeseaja erinevust iseloomustab ajavõrrand:
Ajavõrrand = keskmine päikeseaeg – tõeline päikeseaeg
Ajavõrrand muutub aasta jooksul. Teda on võimalik ette arvutada. Igale kuupäevale vastavat võrrandit on võimalik leida spetsiaalsest teatmikust.
Eestis on selliseks teatmikuks TARTU TÄHETORNI KALENDER.
Tingituna Maa pöörlemisest ümber oma telje on igas maapinna punktis, mis asuvad erinevatel geograafilistel pikkustel erinev tõeline (ja ka keskmine) päikeseaeg. Samal meridiaanil asuvates punktides on kõikjal ühesugune tõeline päikeseaeg. Antud koha keskmist päikeseaega nimetame kohalikuks keskmiseks ajaks. Kohaliku keskmise aja kasutamine igapäevases elus oleks tülikas (igas naaberkülas või –linnas oleks teine aeg, kui vaid geograafiline pikkus oleks erinev).
Jooniselt 3 on näha, et periheeli läheduses on ööpäev pikem kui afeeli läheduses (liikudes orbiidil peab Maa pöörduma ümber oma telje ühest Päikese kulminatsioonist teiseni nurga 360ᵒ+∆ϕ võrra ning periheeli läheduses on ∆ϕ suurem kui afeeli läheduses. Kui me tahaksime omada kella, mis näitaks aega vastavalt tõelisele Päikese liikumisele, siis peaks selle kella käik kord aeglustuma, kord kiirenema üsna keerulise seaduse kohaselt. Sellise kella valmistamine oleks väga keerukas. Eelnevast lähtudes me ei saa igapäevases elus kasutada tõelist päikeseaega (õigemini selle kasutamine oleks tehniliselt üsna tülikas).
Praktikas on kasutusel keskmine päikeseaeg, mis on ühtlane. Põhiühikuks on keskmine päikeseööpäev, mis on aasta tõeliste päikeseööpäevade aritmeetiline keskmine. Keskmine päikeseaeg on tõelisest päikeseajast kord ees, kord järel. Keskmise päikeseaja ja tõelise päikeseaja erinevust iseloomustab ajavõrrand:
Ajavõrrand = keskmine päikeseaeg – tõeline päikeseaeg
Ajavõrrand muutub aasta jooksul. Teda on võimalik ette arvutada. Igale kuupäevale vastavat võrrandit on võimalik leida spetsiaalsest teatmikust.
Eestis on selliseks teatmikuks TARTU TÄHETORNI KALENDER.
Tingituna Maa pöörlemisest ümber oma telje on igas maapinna punktis, mis asuvad erinevatel geograafilistel pikkustel erinev tõeline (ja ka keskmine) päikeseaeg. Samal meridiaanil asuvates punktides on kõikjal ühesugune tõeline päikeseaeg. Antud koha keskmist päikeseaega nimetame kohalikuks keskmiseks ajaks. Kohaliku keskmise aja kasutamine igapäevases elus oleks tülikas (igas naaberkülas või –linnas oleks teine aeg, kui vaid geograafiline pikkus oleks erinev).