EphemPedia

Anhänger der rechnenden Astronomie

Benutzer-Werkzeuge

Webseiten-Werkzeuge

Zuletzt angesehen:
dynamische_zeit_und_delta_t

Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen der Seite angezeigt.

Link zu der Vergleichsansicht

Beide Seiten, vorherige ÜberarbeitungVorherige Überarbeitung
Nächste Überarbeitung		Vorherige Überarbeitung
dynamische_zeit_und_delta_t [2024/02/22 14:19] – [Grafischer Verlauf] hcgreierdynamische_zeit_und_delta_t [2024/12/20 01:38] (aktuell) – Externe Bearbeitung 127.0.0.1
Zeile 17: Zeile 17:
 Die Differenz zwischen der dynamischen Zeit $TD$ und der Weltzeit $UT$ nennt man im Allgemeinen "**Delta T**", es gilt: Die Differenz zwischen der dynamischen Zeit $TD$ und der Weltzeit $UT$ nennt man im Allgemeinen "**Delta T**", es gilt:
  
-$$\Large \Delta T = TD - UT $$+$$\Delta T = TD - UT\tag{1}$$
  
 <WRAP center round box 100%> <WRAP center round box 100%>
 $TD$ = dynamische Zeit \\ $TD$ = dynamische Zeit \\
 $UT$ = Weltzeit (Universal Time) $UT$ = Weltzeit (Universal Time)
- 
 </WRAP> </WRAP>
  
Zeile 29: Zeile 28:
   * Die Weltzeit dient zur Berechnung der Sternzeit.   * Die Weltzeit dient zur Berechnung der Sternzeit.
   * Die dynamische Zeit dient zur Berechnung von Sonnen-, Mond- und Planetenephemeriden.   * Die dynamische Zeit dient zur Berechnung von Sonnen-, Mond- und Planetenephemeriden.
- 
  
 Die Größe $\Delta T$ ist also eine Korrektur aufgrund der unregelmäßigen Erdrotation. Sie liegt derzeit (2024) bei ca. 69$^s$ und kann immer nur im Nachhinein bestimmt werden.  Die Größe $\Delta T$ ist also eine Korrektur aufgrund der unregelmäßigen Erdrotation. Sie liegt derzeit (2024) bei ca. 69$^s$ und kann immer nur im Nachhinein bestimmt werden. 
Zeile 47: Zeile 45:
 Im Jahr 1999 entsprach $\Delta T = 64$ Sekunden. In der nachstehenden **Tabelle 1** sind sechs Ereignisse aus dem Jahr 1999 aufgeführt. In der vierten Spalte werden die Zeitpunkte in $UT$ so berechnet, als würde $\Delta T = 0$ sein, d.h. $UT = TD$. Die $UT$-Zeiten in der fünften Spalte wurden hingegen mit dem korrekten Wert $\Delta T = 64$ Sekunden berechnet: Im Jahr 1999 entsprach $\Delta T = 64$ Sekunden. In der nachstehenden **Tabelle 1** sind sechs Ereignisse aus dem Jahr 1999 aufgeführt. In der vierten Spalte werden die Zeitpunkte in $UT$ so berechnet, als würde $\Delta T = 0$ sein, d.h. $UT = TD$. Die $UT$-Zeiten in der fünften Spalte wurden hingegen mit dem korrekten Wert $\Delta T = 64$ Sekunden berechnet:
  
-==== Tabelle 1 ==== 
 {{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="58px,154px,423px"&float=center}} {{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="58px,154px,423px"&float=center}}
-^  Nr.  ^  Datum 1999     ^  Ereignis                                     ^  $UT$ für $\Delta T = 0$  ^  $UT$ für $\Delta T = 64^{s}$  ^  Differenz  ^ +^  Tabelle 1  |||||| 
-|  1    |  21. Juni       |  Sommerbeginn                                 |  19:50:11                 |  19:49:07                      |  $−64^{s}$  | +^  Nr.  ^  Datum 1999  ^  Ereignis  ^  $UT$ für $\Delta T = 0$  ^  $UT$ für $\Delta T = 64^{s}$  ^  Differenz  ^ 
-|  2    |  28. Juli       |  Mondfinsternis, 1. Kontakt                   |  10:23:04                 |  10:22:00                      |  $−64^{s}$  | +|  1  |  21. Juni       |  Sommerbeginn                                 |  19:50:11  |  19:49:07                      |  $−64^{s}$  | 
-|  3    |  25. August     |  Perihelzeit des periodischen Kometen Giclas  |  03:10:08                 |  03:09:04                      |  $−64^{s}$  | +|  2  |  28. Juli       |  Mondfinsternis, 1. Kontakt                   |  10:23:04  |  10:22:00                      |  $−64^{s}$  | 
-|  4    |  26. Mai        |  Meridiandurchgang von Spica in Greenwich     |  21:09:12                 |  21:09:12                      |  $0^{s}$    | +|  3  |  25. August     |  Perihelzeit des periodischen Kometen Giclas  |  03:10:08  |  03:09:04                      |  $−64^{s}$  | 
-|  5    |  18. September  |  Meridiandurchgang des Mondes in Greenwich    |  18:35:05                 |  18:35:07                      |  $+2^{s}$   | +|  4  |  26. Mai        |  Meridiandurchgang von Spica in Greenwich     |  21:09:12  |  21:09:12                      |  $0^{s}$    | 
-|  6    |  11. August     |  Sonnenfinsternis in Greenwich                |                           |                                |             | +|  5  |  18. September  |  Meridiandurchgang des Mondes in Greenwich    |  18:35:05  |  18:35:07                      |  $+2^{s}$   | 
-|       |                 |  Erster Kontakt:                              |  09:05:05                 |  09:03:44                      |  $-81^{s}$  | +|  6  |  11. August     |  Sonnenfinsternis in Greenwich                |            |                                |             | 
-|       |                 |  Letzter Kontakt:                             |  11:41:43                 |  11:40:14                      |  $-89^{s}$  |+|     |                 |  Erster Kontakt:                              |  09:05:05  |  09:03:44                      |  $-81^{s}$  | 
 +|     |                 |  Letzter Kontakt:                             |  11:41:43  |  11:40:14                      |  $-89^{s}$  |
  
 Auf den ersten Blick mag es überraschend erscheinen, dass die Werte in der letzten Spalte nicht gleich sind. Bei den ersten drei Ereignissen liegt die $UT$-Zeit erwartungsgemäß 64 Sekunden vor der $TD$-Zeit. Für Ereignis Nr. 4 hat eine Wertänderung von $\Delta T$ jedoch überhaupt keine Auswirkung auf den Zeitpunkt in der $UT$-Skala. Für das fünfte Ereignis ist der Unterschied gering und positiv. Für das letzte Ereignis sind die Differenzen wieder negativ, aber im absoluten Wert deutlich größer als $\Delta T$ selbst. Was ist der Grund für diese Differenzen? Auf den ersten Blick mag es überraschend erscheinen, dass die Werte in der letzten Spalte nicht gleich sind. Bei den ersten drei Ereignissen liegt die $UT$-Zeit erwartungsgemäß 64 Sekunden vor der $TD$-Zeit. Für Ereignis Nr. 4 hat eine Wertänderung von $\Delta T$ jedoch überhaupt keine Auswirkung auf den Zeitpunkt in der $UT$-Skala. Für das fünfte Ereignis ist der Unterschied gering und positiv. Für das letzte Ereignis sind die Differenzen wieder negativ, aber im absoluten Wert deutlich größer als $\Delta T$ selbst. Was ist der Grund für diese Differenzen?
Zeile 71: Zeile 69:
 <WRAP center round important 100%> <WRAP center round important 100%>
 Für alle astronomischen Phänomene, die **nicht** mit der Erdrotation (um die eigene Achse) zusammenhängen, gilt dieselbe Regel: Für alle astronomischen Phänomene, die **nicht** mit der Erdrotation (um die eigene Achse) zusammenhängen, gilt dieselbe Regel:
-$$\large UT = TD - \Delta T$$+$$UT = TD - \Delta T\tag{2}$$ 
 </WRAP> </WRAP>
 {{anchor:no_deltat_bsp}} {{anchor:no_deltat_bsp}}
Zeile 80: Zeile 79:
   * die Zeiten der Mondphasen   * die Zeiten der Mondphasen
   * der Moment einer Opposition des Mars, usw.   * der Moment einer Opposition des Mars, usw.
- 
- 
----- 
- 
  
 ==== Ereignis 4 ==== ==== Ereignis 4 ====
  
-<imgcaption image1|>{{:deltat_und_transit_stern.png?200 |}}</imgcaption>+<imgcaption image1|Meridiandurchgang Stern>{{:deltat_und_transit_stern.png?200 |}}</imgcaption>
 Nun schaut man sich Ereignis Nr. 4 der **Tabelle 1** an. Die **Abb.1** zeigt die Erde von oben. $N$ ist der Nordpol, $S$ die Richtung zu einem Stern, z.B. Spica. Dargestellt ist der Breitenkreis von Greenwich/London von oben (nicht der Äquator!). Der Ort des Beobachters, hier Greenwich, bewegt sich zusammen mit der Rotation der Erde. Wenn der Beobachter bei $G$ ankommt, durchläuft Stern den Meridian. Angenommen, $\Delta T$ ist zuerst 0. In diesem Fall kommt Greenwich am 26. Mai 1999 um 21:09:12 $TD$ = 21:09:12 $UT$ bei Punkt $G$ an, und Spica durchläuft in diesem Moment den Meridian. Nun schaut man sich Ereignis Nr. 4 der **Tabelle 1** an. Die **Abb.1** zeigt die Erde von oben. $N$ ist der Nordpol, $S$ die Richtung zu einem Stern, z.B. Spica. Dargestellt ist der Breitenkreis von Greenwich/London von oben (nicht der Äquator!). Der Ort des Beobachters, hier Greenwich, bewegt sich zusammen mit der Rotation der Erde. Wenn der Beobachter bei $G$ ankommt, durchläuft Stern den Meridian. Angenommen, $\Delta T$ ist zuerst 0. In diesem Fall kommt Greenwich am 26. Mai 1999 um 21:09:12 $TD$ = 21:09:12 $UT$ bei Punkt $G$ an, und Spica durchläuft in diesem Moment den Meridian.
  
 Der tatsächliche Wert von $\Delta T$ beträgt jedoch 64 Sekunden. Da sich die tatsächliche Erdrotation mit Bezug auf eine Erde mit //gleichmäßiger// Rotation um 64 Sekunden verspätet, ist Greenwich um 21:09:12 $TD$ immer noch bei Punkt $H$. Erst nach weiteren 64 Sekunden wird Greenwich bei Punkt $G$ sein. In Wirklichkeit erfolgt also Spicas Transit (in der Zeitskala $TD$) 64 Sekunden später als es der Fall wäre, wenn $\Delta T = 0$ wäre. Um die $TD$-Zeit in $UT$ umzuwandeln, muss die Größe $\Delta T$ subtrahiert werden, sodass die Transitzeit in der $UT$-Skala Der tatsächliche Wert von $\Delta T$ beträgt jedoch 64 Sekunden. Da sich die tatsächliche Erdrotation mit Bezug auf eine Erde mit //gleichmäßiger// Rotation um 64 Sekunden verspätet, ist Greenwich um 21:09:12 $TD$ immer noch bei Punkt $H$. Erst nach weiteren 64 Sekunden wird Greenwich bei Punkt $G$ sein. In Wirklichkeit erfolgt also Spicas Transit (in der Zeitskala $TD$) 64 Sekunden später als es der Fall wäre, wenn $\Delta T = 0$ wäre. Um die $TD$-Zeit in $UT$ umzuwandeln, muss die Größe $\Delta T$ subtrahiert werden, sodass die Transitzeit in der $UT$-Skala
  
-$$ \textrm{21:09:12} + 64^{s} - 64^{s} $$+$$\textrm{21:09:12} + 64^{s} - 64^{s} $
  
 beträgt, was wiederum 21:09:12 $UT$ ergibt. Folglich werden in der $UT$-Skala die Zeiten der Transite von Sternen nicht durch die Größe $\Delta T$ beeinflusst. Sternentransits treten tatsächlich später in der gleichförmigen $\Delta T$-Skala auf, aber unsere $UT$-Uhren verzögern sich um denselben Betrag. beträgt, was wiederum 21:09:12 $UT$ ergibt. Folglich werden in der $UT$-Skala die Zeiten der Transite von Sternen nicht durch die Größe $\Delta T$ beeinflusst. Sternentransits treten tatsächlich später in der gleichförmigen $\Delta T$-Skala auf, aber unsere $UT$-Uhren verzögern sich um denselben Betrag.
Zeile 100: Zeile 95:
 </WRAP> </WRAP>
  
-----+==== Ereignis 5 ====
  
- +<imgcaption image2|>{{:deltat_und_transit_mond.png?200 |Meridiandurchgang Mond}}</imgcaption>
-==== Ereignis 5 ==== +
-<imgcaption image2|>{{:deltat_und_transit_mond.png?200 |}}</imgcaption>+
  
 Für Transite des Mondes haben wir fast die gleiche Situation, außer dass sich der Mond während des Zeitintervalls $\Delta T$ ein wenig um die Erde weiter bewegt. Die **Abb.2** zeigt erneut den Breitenkreis von Greenwich von oben. Angenommen, $\Delta T = 0$. In diesem Fall kommt Greenwich am 18. September 1999 um 18:35:05 Uhr $TD$ = 18:35:05 $UT$ in Punkt $G$ an, und der Mond durchläuft in diesem Moment den Meridian. Wie zuvor ist Greenwich um 18:35:05 $TD$ immer noch bei Punkt $H$, da der tatsächliche Wert von $\Delta T$ nicht 0, sondern 64 Sekunden beträgt. Erst nach weiteren 64 Sekunden erreicht Greenwich Punkt $G$. **Während dieser 64 Sekunden** bewegt sich der Mond aber von $M$ nach $M'$ weiter, sodass sich die Erde sich noch ein wenig weiter von $G$ nach $K$ drehen muss, bevor sich der Mond genau auf dem Meridian in Greenwich befindet. Dies dauert in diesem Fall weitere 2 Sekunden. Und schließlich müssen wir die Größe $\Delta T$ subtrahieren, um von $TD$ nach $UT$ zu konvertieren. Die Transitzeit in $UT$ ist somit Für Transite des Mondes haben wir fast die gleiche Situation, außer dass sich der Mond während des Zeitintervalls $\Delta T$ ein wenig um die Erde weiter bewegt. Die **Abb.2** zeigt erneut den Breitenkreis von Greenwich von oben. Angenommen, $\Delta T = 0$. In diesem Fall kommt Greenwich am 18. September 1999 um 18:35:05 Uhr $TD$ = 18:35:05 $UT$ in Punkt $G$ an, und der Mond durchläuft in diesem Moment den Meridian. Wie zuvor ist Greenwich um 18:35:05 $TD$ immer noch bei Punkt $H$, da der tatsächliche Wert von $\Delta T$ nicht 0, sondern 64 Sekunden beträgt. Erst nach weiteren 64 Sekunden erreicht Greenwich Punkt $G$. **Während dieser 64 Sekunden** bewegt sich der Mond aber von $M$ nach $M'$ weiter, sodass sich die Erde sich noch ein wenig weiter von $G$ nach $K$ drehen muss, bevor sich der Mond genau auf dem Meridian in Greenwich befindet. Dies dauert in diesem Fall weitere 2 Sekunden. Und schließlich müssen wir die Größe $\Delta T$ subtrahieren, um von $TD$ nach $UT$ zu konvertieren. Die Transitzeit in $UT$ ist somit
  
-$$ \text{18:35:05} + 64^{s} + 2^{s} - 64^{s} $$+$$\text{18:35:05} + 64^{s} + 2^{s} - 64^{s}$$
  
 oder 18:35:07, was erklärt, warum der Mondtransit 2 Sekunden später in der $UT$-Skala stattfindet, verglichen mit dem Fall, wenn $\Delta T = 0$ wäre. In der gleichförmigen $TD$-Skala erfolgt der Transit daher 66 Sekunden später. oder 18:35:07, was erklärt, warum der Mondtransit 2 Sekunden später in der $UT$-Skala stattfindet, verglichen mit dem Fall, wenn $\Delta T = 0$ wäre. In der gleichförmigen $TD$-Skala erfolgt der Transit daher 66 Sekunden später.
- 
----- 
- 
  
 ==== Ereignis 6 ==== ==== Ereignis 6 ====
Zeile 123: Zeile 113:
 Es sei $t$ dieser Moment in der Skala $TD$. Aufgrund der täglichen Rotation der Erde bewegt sich entlang in Richtung des dünnen Pfeils. Die Kante des Halbschattes bewegt sich ebenfalls nach Osten in Richtung des dicken Pfeils, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit als $G$, sodass der Halbschatten Punkt $G$ überholt. Im Jahr 1999 beträgt $\Delta T = 64^{s}$. Daher hat Greenwich zum Zeitpunkt $t$ den Punkt $G$ noch nicht erreicht, sondern befindet sich noch bei Punkt $H$. Mit anderen Worten, der erste Kontakt erfolgt tatsächlich einige Sekunden vor $t$. Es sei $t$ dieser Moment in der Skala $TD$. Aufgrund der täglichen Rotation der Erde bewegt sich entlang in Richtung des dünnen Pfeils. Die Kante des Halbschattes bewegt sich ebenfalls nach Osten in Richtung des dicken Pfeils, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit als $G$, sodass der Halbschatten Punkt $G$ überholt. Im Jahr 1999 beträgt $\Delta T = 64^{s}$. Daher hat Greenwich zum Zeitpunkt $t$ den Punkt $G$ noch nicht erreicht, sondern befindet sich noch bei Punkt $H$. Mit anderen Worten, der erste Kontakt erfolgt tatsächlich einige Sekunden vor $t$.
  
-Für die Sonnenfinsternis vom 11. August 1999 in Greenwich beträgt diese Differenz 17 Sekunden, und die Entfernung $\overline{HG}$ beträgt 19 Kilometer. Um den Zeitpunkt in der Zeitskala von $UT$ zu erhalten, müssen wir noch 64 Sekunden subtrahieren. +Für die Sonnenfinsternis vom 11. August 1999 in Greenwich beträgt diese Differenz 17 Sekunden, und die Entfernung $\overline{HG}$ beträgt 19 Kilometer. Um den Zeitpunkt in der Zeitskala von $UT$ zu erhalten, müssen wir noch 64 Sekunden subtrahieren. Daher beträgt der Gesamtunterschied $-17^{s}-64^{s} = -81^{s}$ Sekunden, wie in der **Tabelle 1** angegeben.
- +
-Daher beträgt der Gesamtunterschied $-17^{s}-64^{s} = -81^{s}$ Sekunden, wie in der **Tabelle 1** angegeben.+
  
 Da die Geschwindigkeit des Halbschattens des Mondes in Bezug auf den Beobachter von Ort zu Ort variiert, beträgt der oben erwähnte Unterschied nicht für alle Orte $−81^{s}$. Es gibt sogar einen Unterschied zwischen dem ersten und dem letzten Kontakt, wie in der letzten Zeile der **Tabelle 1** zu sehen ist. Diese Differenzen von $−81^{s}$ bzw. $−89^{s}$ Sekunden sind das Ergebnis einer genauen Berechnung unter Verwendung der sogenannten **Besselschen Elemente** der betreffenden Finsternis mittels einschlägiger Formeln. Da die Geschwindigkeit des Halbschattens des Mondes in Bezug auf den Beobachter von Ort zu Ort variiert, beträgt der oben erwähnte Unterschied nicht für alle Orte $−81^{s}$. Es gibt sogar einen Unterschied zwischen dem ersten und dem letzten Kontakt, wie in der letzten Zeile der **Tabelle 1** zu sehen ist. Diese Differenzen von $−81^{s}$ bzw. $−89^{s}$ Sekunden sind das Ergebnis einer genauen Berechnung unter Verwendung der sogenannten **Besselschen Elemente** der betreffenden Finsternis mittels einschlägiger Formeln.
Zeile 140: Zeile 128:
  
 ===== Werte für $\Delta T$ ===== ===== Werte für $\Delta T$ =====
-**Tabelle 2** 
-^  Werte für $\Delta T$ aus historischen Aufzeichnungen                                                           ||| 
-|  Jahr                                                  |  $\Delta T$ in Sek.  |  Standardfehler $\sigma$ in Sek.  | 
-|  -500                                                  |  17190               |  430                              | 
-|  -400                                                  |  15530               |  390                              | 
-|  -300                                                  |  14080               |  360                              | 
-|  -200                                                  |  12790               |  330                              | 
-|  -100                                                  |  11640               |  290                              | 
-|  0                                                     |  10580               |  260                              | 
-|  100                                                   |  9600                |  240                              | 
-|  200                                                   |  8640                |  210                              | 
-|  300                                                   |  7680                |  180                              | 
-|  400                                                   |  6700                |  160                              | 
-|  500                                                   |  5710                |  140                              | 
-|  600                                                   |  4740                |  120                              | 
-|  700                                                   |  3810                |  100                              | 
-|  800                                                   |  2960                |  80                               | 
-|  900                                                   |  2200                |  70                               | 
-|  1000                                                  |  1570                |  55                               | 
-|  1100                                                  |  1090                |  40                               | 
-|  1200                                                  |  740                 |  30                               | 
-|  1300                                                  |  490                 |  20                               | 
-|  1400                                                  |  320                 |  20                               | 
-|  1500                                                  |  200                 |  20                               | 
-|  1600                                                  |  120                 |  20                               | 
-|  1700                                                  |  9                   |  5                                | 
-|  1750                                                  |  13                  |  2                                | 
-|  1800                                                  |  14                  |  1                                | 
-|  1850                                                  |  7                   |  <1                               | 
-|  1900                                                  |  -3                  |  <1                               | 
-|  1950                                                  |  29                  |  <0.1                             | 
  
-**Tabelle 3** +{{anchor:deltat_tab2}}
-^  Werte für $\Delta T$ aus direkten Messungen                                                                                |||| +
-|  Jahr                                         |  $\Delta T$ (Sek.)  |  5-Jahres Diff. (Sek.)  |  Mittlere 1-Jahr Diff. (Sek.)  | +
-|  1955.0                                       |  +31.1              |  ---                    |  ---                           | +
-|  1960.0                                       |  +33.2              |  2.1                    |  0.42                          | +
-|  1965.0                                       |  +35.7              |  2.5                    |  0.50                          | +
-|  1970.0                                       |  +40.2              |  4.5                    |  0.90                          | +
-|  1975.0                                       |  +45.5              |  5.3                    |  1.06                          | +
-|  1980.0                                       |  +50.5              |  5.0                    |  1.00                          | +
-|  1985.0                                       |  +54.3              |  3.8                    |  0.76                          | +
-|  1990.0                                       |  +56.9              |  2.6                    |  0.52                          | +
-|  1995.0                                       |  +60.8              |  3.9                    |  0.78                          | +
-|  2000.0                                       |  +63.8              |  3.0                    |  0.60                          | +
-|  2005.0                                       |  +64.7              |  0.9                    |  0.18                          |+
  
-**Tabelle 4** +{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="180px,180px,180px"&float=center}} 
-^  Jüngere Werte für $\Delta T$ (Sek.)                                                                 |||| +^  Tabelle 2: Werte für $\Delta T$ aus historischen Aufzeichnungen  ||| 
-|  Jahr                                 |  IERS Bulletin B data  |  USNO MICA v2.2.2  |  IERS Sub-bureau  | +|  Jahr    |  $\Delta T$ in Sek.  |  Standardfehler $\sigma$ in Sek.  | 
-|  2010.0                               |  ---                   |  +66.1             |  +65.5            | +|  -500    |  17190               |  430                              | 
-|  2012.0                               |  +66.6                 |  +66.6             |  +65.8            | +|  -400    |  15530               |  390                              | 
-|  2014.0                               |  +67.3                 |  +67.7             |  +66.1            | +|  -300    |  14080               |  360                              | 
-|  2016.0                               |  +68.1                 |  +68.5             |  +66.4            | +|  -200    |  12790               |  330                              | 
-|  2018.0                               |  +69.0                 |  +69.6             |  +66.7            | +|  -100    |  11640               |  290                              | 
-|  2020.0                               |  +69.4                 |  +70.7             |  +67.0            |+|  0       |  10580               |  260                              | 
 +|  100     |  9600                |  240                              | 
 +|  200     |  8640                |  210                              | 
 +|  300     |  7680                |  180                              | 
 +|  400     |  6700                |  160                              | 
 +|  500     |  5710                |  140                              | 
 +|  600     |  4740                |  120                              | 
 +|  700     |  3810                |  100                              | 
 +|  800     |  2960                |  80                               | 
 +|  900     |  2200                |  70                               | 
 +|  1000    |  1570                |  55                               | 
 +|  1100    |  1090                |  40                               | 
 +|  1200    |  740                 |  30                               | 
 +|  1300    |  490                 |  20                               | 
 +|  1400    |  320                 |  20                               | 
 +|  1500    |  200                 |  20                               | 
 +|  1600    |  120                 |  20                               | 
 +|  1700    |  9                   |  5                                | 
 +|  1750    |  13                  |  2                                | 
 +|  1800    |  14                  |  1                                | 
 +|  1850    |  7                   |  <1                               | 
 +|  1900    |  -3                  |  <1                               | 
 +|  1950    |  29                  |  <0.1                             | 
 + 
 +{{anchor:deltat_tab3}} 
 + 
 +{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="-"&float=center}} 
 +^  Tabelle 3: Werte für $\Delta T$ aus direkten Messungen  |||| 
 +|  Jahr     |  $\Delta T$ (Sek.)  |  5-Jahres Diff. (Sek.)  |  Mittlere 1-Jahr Diff. (Sek.)  | 
 +|  1955.0   |  +31.1              |  ---                    |  ---                           | 
 +|  1960.0   |  +33.2              |  2.1                    |  0.42                          | 
 +|  1965.0   |  +35.7              |  2.5                    |  0.50                          | 
 +|  1970.0   |  +40.2              |  4.5                    |  0.90                          | 
 +|  1975.0   |  +45.5              |  5.3                    |  1.06                          | 
 +|  1980.0   |  +50.5              |  5.0                    |  1.00                          | 
 +|  1985.0   |  +54.3              |  3.8                    |  0.76                          | 
 +|  1990.0   |  +56.9              |  2.6                    |  0.52                          | 
 +|  1995.0   |  +60.8              |  3.9                    |  0.78                          | 
 +|  2000.0   |  +63.8              |  3.0                    |  0.60                          | 
 +|  2005.0   |  +64.7              |  0.9                    |  0.18                          | 
 + 
 +{{anchor:deltat_tab4}} 
 + 
 +{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="-"&float=center}} 
 +^  Tabelle 4: Jüngere Werte für $\Delta T$ (Sek.)                                                                 |||| 
 +|  Jahr     |  IERS Bulletin B data  |  USNO MICA v2.2.2  |  IERS Sub-bureau  | 
 +|  2010.0   |  ---                   |  +66.1             |  +65.5            | 
 +|  2012.0   |  +66.6                 |  +66.6             |  +65.8            | 
 +|  2014.0   |  +67.3                 |  +67.7             |  +66.1            | 
 +|  2016.0   |  +68.1                 |  +68.5             |  +66.4            | 
 +|  2018.0   |  +69.0                 |  +69.6             |  +66.7            | 
 +|  2020.0   |  +69.4                 |  +70.7             |  +67.0            |
  
 ===== Vorhersage für $\Delta T$ laut IERS Prediction Center ===== ===== Vorhersage für $\Delta T$ laut IERS Prediction Center =====
  
-Dieses Daten werden vierteljährlich vom IERS aktualisiert. Wie man sieht weichen die Vorhersagen von der "Berechnung" ab, der Wert von $\Delta T$ scheint sich zur Zeit weniger schnell zu entwickeln.+Dieses Daten werden vierteljährlich vom IERS aktualisiert. Wie man sieht weichen die Vorhersagen von der "Berechnung" ab, der Wert von $\Delta T$ scheint sich zur Zeit (2024) weniger schnell zu entwickeln.
 {{anchor:delta_t_tab5}} {{anchor:delta_t_tab5}}
-**Tabelle 5** + 
-|  Jahr     |  $\Delta T = TD-UT$ (Sek.)  |  Fehler (Sek.)  | +{{anchor:deltat_tab5}} 
-|  2022.50  |  69.29                      |  0.031          | + 
-|  2022.75  |  69.21                      |  0.021          | +{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="130px,240px,160px"&float=center}} 
-|  2023.00  |  69.21                      |  0.019          | +^  Tabelle 5  ||| 
-|  2023.25  |  69.20                      |  0.021          | +^  Jahr     ^  $\Delta T = TD-UT$ (Sek.)  ^  Fehler (Sek.)  ^ 
-|  2023.50  |  69.18                      |  0.024          | +|  2022.50  |  69.29  |  0.031  | 
-|  2023.75  |  69.11                      |  0.027          | +|  2022.75  |  69.21  |  0.021  | 
-|  2024.00  |  69.11                      |  0.033          | +|  2023.00  |  69.21  |  0.019  | 
-|  2024.25  |  69.11                      |  0.043          | +|  2023.25  |  69.20  |  0.021  | 
-|  2024.50  |  69.10                      |  0.056          | +|  2023.50  |  69.18  |  0.024  | 
-|  2024.75  |  69.03                      |  0.070          | +|  2023.75  |  69.11  |  0.027  | 
-|  2025.00  |  69.04                      |  0.088          | +|  2024.00  |  69.11  |  0.033  | 
-|  2025.25  |  69.07                      |  0.109          | +|  2024.25  |  69.11  |  0.043  | 
-|  2025.50  |  69.06                      |  0.133          | +|  2024.50  |  69.10  |  0.056  | 
-|  2025.75  |  69.01                      |  0.159          | +|  2024.75  |  69.03  |  0.070  | 
-|  2026.00  |  69.05                      |  0.189          | +|  2025.00  |  69.04  |  0.088  | 
-|  2026.25  |  69.09                      |  0.223          | +|  2025.25  |  69.07  |  0.109  | 
-|  2026.50  |  69.11                      |  0.257          | +|  2025.50  |  69.06  |  0.133  | 
-|  2026.75  |  69.09                      |  0.291          | +|  2025.75  |  69.01  |  0.159  | 
-|  2027.00  |  69.14                      |  0.327          | +|  2026.00  |  69.05  |  0.189  | 
-|  2027.25  |  69.21                      |  0.367          | +|  2026.25  |  69.09  |  0.223  | 
-|  2027.50  |  69.26                      |  0.408          | +|  2026.50  |  69.11  |  0.257  | 
-|  2027.75  |  69.26                      |  0.446          | +|  2026.75  |  69.09  |  0.291  | 
-|  2028.00  |  69.34                      |  0.486          | +|  2027.00  |  69.14  |  0.327  | 
-|  2028.25  |  69.44                      |  0.525          | +|  2027.25  |  69.21  |  0.367  | 
-|  2028.50  |  69.51                      |  0.566          | +|  2027.50  |  69.26  |  0.408  | 
-|  2028.75  |  69.54                      |  0.603          | +|  2027.75  |  69.26  |  0.446  | 
-|  2029.00  |  69.63                      |  0.637          | +|  2028.00  |  69.34  |  0.486  | 
-|  2029.25  |  69.75                      |  0.672          | +|  2028.25  |  69.44  |  0.525  | 
-|  2029.50  |  69.83                      |  0.711          | +|  2028.50  |  69.51  |  0.566  | 
-|  2029.75  |  69.87                      |  0.742          | +|  2028.75  |  69.54  |  0.603  | 
-|  2030.00  |  69.97                      |  0.768          | +|  2029.00  |  69.63  |  0.637  | 
-|  2030.25  |  70.08                      |  0.794          | +|  2029.25  |  69.75  |  0.672  | 
-|  2030.50  |  70.17                      |  0.823          | +|  2029.50  |  69.83  |  0.711  | 
-|  2030.75  |  70.21                      |  0.849          | +|  2029.75  |  69.87  |  0.742  | 
-|  2031.00  |  70.32                      |  0.871          | +|  2030.00  |  69.97  |  0.768  | 
-|  2031.25  |  70.42                      |  0.891          | +|  2030.25  |  70.08  |  0.794  | 
-|  2031.50  |  70.51                      |  0.913          | +|  2030.50  |  70.17  |  0.823  | 
-|  2031.75  |  70.53                      |  0.926          | +|  2030.75  |  70.21  |  0.849  | 
-|  2032.00  |  70.62                      |  0.937          | +|  2031.00  |  70.32  |  0.871  | 
-|  2032.25  |  70.72                      |  0.952          | +|  2031.25  |  70.42  |  0.891  | 
-|  2032.50  |  70.82                      |  0.975          | +|  2031.50  |  70.51  |  0.913  | 
-|  2032.75  |  70.86                      |  1              | +|  2031.75  |  70.53  |  0.926  | 
-|  2033.00  |  70.98                      |  1              | +|  2032.00  |  70.62  |  0.937  | 
-|  2033.25  |  71.10                      |  1              | +|  2032.25  |  70.72  |  0.952  | 
-|  2033.50  |  71.20                      |  1              | +|  2032.50  |  70.82  |  0.975  | 
-|  2033.75  |  71.25                      |  1              |+|  2032.75  |  70.86  |  1.000  | 
 +|  2033.00  |  70.98  |  1.000  | 
 +|  2033.25  |  71.10  |  1.000  | 
 +|  2033.50  |  71.20  |  1.000  | 
 +|  2033.75  |  71.25  |  1.000  |
  
 ===== Grafischer Verlauf ===== ===== Grafischer Verlauf =====
Zeile 255: Zeile 254:
  
 Die Abb.4 zeigt den Verlauf von $\Delta T$ im Zeitraum von 1600-2050, wobei für Daten in der Zukunft extrapoliert wurde. Die rote Linie zeigt die Daten von J. Meeus bis zum Jahr 1998, wie sie in seinen [[literaturhinweise#books_meeus|Astronomical Algorithms]] dargestellt sind. Die blaue Linie ist eine Berechnung von F. Espanak und J. Meeus, wobei für einzelne Zeitabschnitte ein Polynom-Fit vorgenommen wurde. Die einzelnen Polynome für diese Darstellung können auf [[https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEcat5/deltatpoly.html|dieser Seite]] nachgelesen werden.  Die Abb.4 zeigt den Verlauf von $\Delta T$ im Zeitraum von 1600-2050, wobei für Daten in der Zukunft extrapoliert wurde. Die rote Linie zeigt die Daten von J. Meeus bis zum Jahr 1998, wie sie in seinen [[literaturhinweise#books_meeus|Astronomical Algorithms]] dargestellt sind. Die blaue Linie ist eine Berechnung von F. Espanak und J. Meeus, wobei für einzelne Zeitabschnitte ein Polynom-Fit vorgenommen wurde. Die einzelnen Polynome für diese Darstellung können auf [[https://eclipse.gsfc.nasa.gov/SEcat5/deltatpoly.html|dieser Seite]] nachgelesen werden. 
 +
 +===== Berechnung mit Polynomen =====
 +
 +Die Autoren [[:literaturhinweise#weblinks|L. Morrison und F. R. Stephenson]] entwickelten eine Berchnungsmöglichkeit für die Größe von $\Delta T$ für einen relativ großen Zeitraum. Genauere Messungen für $\Delta T$ gibt es erst ab den 1950er Jahren, die Werte für den Zeitraum ab ca. 1600 sind ebenfalls Messwerten der damaligen Zeit zu verdanken, wenngleich diese Messungen nicht so genau waren wie heute.
 +
 +Für noch frühere Zeiten kann $\Delta T$ aus historischen Aufzeichnungen abgeleitet werden. Insbesondere wurden hunderte von Sonnen- und Mondfinsternisbeobachtungen in frühen Annalen, Manuskripten und Kanonen Europas, des Nahen Ostens und Chinas aufgezeichnet. Trotz ihrer relativ geringen Präzision stellen diese Daten die einzige Grundlage für den Wert von $\Delta T$ vor dem 17. Jahrhundert dar. In den Jahrhunderten nach der Einführung des Teleskops (um ca. 1609 n.Chr.) wurden tausende hochwertiger Beobachtungen von Sternbedeckungen durch den Mond gemacht. Die Anzahl und Genauigkeit dieser Zeitmessungen nahm vom 17. bis zum 20. Jahrhundert zu und lieferte wertvolle Daten für die Bestimmung von $\Delta T$. Eine detaillierte Analyse dieser mit kubischen Splines angepassten Messungen für $\Delta T$ von $-500$ bis $+1950$ ist in [[#deltat_tab2|Tabelle 2]] bereits dargestellt.
 +
 +Unter Verwendung der $\Delta T$-Werte, die aus historischen Aufzeichnungen und aus direkten Beobachtungen abgeleitet wurden, wurde von den Autoren eine Reihe von Polynomausdrücken erstellt, um die Auswertung von $\Delta T$ für jeden Zeitpunkt im Intervall $-1999$ bis $+3000$ zu vereinfachen.
 +
 +Mit einer gegebenen Jahreszahl sowie dem Monat definiert man das "Dezimaljahr" $J$ wie folgt:
 +
 +$$ J = \textsf{Jahr} + \frac{(\textsf{Monat} - 0.5)}{12}\tag{3}$$
 +
 +Dies ergibt $J$ jeweils für die Monatsmitte, was angesichts der Genauigkeit der bekannten Werte von $\Delta T$ ausreichend genau ist. Die folgenden Polynomausdrücke können nun verwendet werden, um den Wert von $\Delta T$ (in Sekunden) über den Zeitraum von $-1999$ bis $3000$ zu berechnen.
 +
 +{{anchor:deltat_polynome}}
 +
 +{{tablelayout?rowsHeaderSource=Auto&colwidth="150px,320px,160px,"&float=center}}
 +^  Tabelle 6  |||
 +^ Zeitraum           ^ Polynom für $\Delta T$ [s]  ^  Parameter  ^
 +| vor $-500$         | $\Delta T = -20 + 32\cdot u^2$                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    |  $\large u = \frac{J - 1820}{100}$  |
 +| $-500$ bis $500$   | \(\begin{align}                       \Delta T &= 10583.6\\                                &- 1014.41\cdot u\\                                &+ 33.78311\cdot u^2\\                                &- 5.952053\cdot u^3\\                                &- 0.1798452\cdot u^4\\                                &+ 0.022174192\cdot u^5\\                                &+ 0.0090316521\cdot u^6                       \end{align}\)                                                                                                            |  $\large u = \frac{J}{100}$         |
 +| $500$ bis $1600$   | \(\begin{align}                       \Delta T &= 1574.2\\                                &- 556.01\cdot u\\                                &+ 371.23472\cdot u^2\\                                &+ 0.319781\cdot u^3\\                                &- 0.8503463\cdot u^4\\                                &- 0.005050998\cdot u^5\\                                &+ 0.0083572073\cdot u^6                       \end{align}\)                                                                                                             |  $\large u = \frac{J - 1000}{100}$  |
 +| $1600$ bis $1700$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= 120\\                                &- 0.9808\cdot u\\                                &- 0.01532\cdot u^2\\                                &+ \frac{1}{7129}\cdot u^3                       \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                                                                                      |  $u = J - 1600$                     |
 +| $1700$ bis $1800$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= 8.83\\                                &+ 0.1603\cdot u\\                                &- 0.0059285\cdot u^2\\                                        &+ 0.00013336\cdot u^3\\                                &- \frac{1}{1174000}\cdot u^4\\                                                        \end{align}\)                                                                                                                                                                             |  $u = J - 1700$                     |
 +| $1800$ bis $1860$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= 13.72\\                                &- 0.332447\cdot u\\                                &+ 0.0068612\cdot u^2\\                                           &+ 0.0041116\cdot u^3\\                                &- 3.7436\cdot 10^{-4}\cdot u^4\\                                  &+ 1.21272\cdot 10^{-5}\cdot u^5\\                                &- 1.699\cdot 10^{-7}\cdot u^6\\                                &+ 8.75\cdot 10^{-10}\cdot u^7                          \end{align}\)  |  $u = J - 1800$                     |
 +| $1860$ bis $1900$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= 7.62\\                                &+ 0.5737\cdot u\\                                &- 0.251754\cdot u^2\\                                      &+ 0.01680668\cdot u^3\\                                &- 0.0004473624\cdot u^4\\                                 &- \frac{1}{233174}\cdot u^5                       \end{align}\)                                                                                                                                                         |  $u = J - 1860$                     |
 +| $1900$ bis $1920$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= -2.79\\                                &+ 1.494119\cdot u\\                                &- 0.0598939\cdot u^2\\                                &+ 0.0061966\cdot u^3\\                                &- 0.000197\cdot u^4                       \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                               |  $u = J - 1900$                     |
 +| $1920$ bis $1941$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= 21.20\\                                &+ 0.84493\cdot u\\                                &- 0.076100\cdot u^2\\                                &+ 0.0020936\cdot u^3                       \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                                                                                       |  $u = J - 1920$                     |
 +| $1941$ bis $1961$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= 29.07\\                                &+ 0.407\cdot u\\                                &- \frac{1}{233}\cdot u^2\\                                &+ \frac{1}{2547}\cdot u^3                       \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                                                                               |  $u = J - 1950$                     |
 +| $1961$ bis $1986$  | \(\begin{align}                       \Delta T &= 45.45\\                                &+ 1.067\cdot u\\                                &- \frac{1}{260}\cdot u^2\\                                &+ \frac{1}{718}\cdot u^3                       \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                                                                               |  $u = J - 1975$                     |
 +| $1986$ bis $2005$  | \(\begin{align}                                           \Delta T &= 63.86\\                                &+ 0.3345\cdot u\\                                &- 0.060374\cdot u^2\\                                      &+ 0.0017275\cdot u^3\\                                &+ 0.000651814\cdot u^4\\                                  &+ 2.373599\cdot 10^{-5}\cdot u^5                       \end{align}\)                                                                                                                                |  $u = J - 2000$                     |
 +| $2005$ bis $2050$  | \(\begin{align}                                     \Delta T &= 62.92\\                                &+ 0.32217\cdot u\\                                &+ 0.005589\cdot u^2                       \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                |  $u = J - 2000$                     |
 +| $2050$ bis $2150$  | \(\begin{align}                                                                 \Delta T &= -20 + 32\cdot \left(\frac{J-1820}{100}\right)^2\\                                                     &- 0.5628\cdot (2150 - J)                                             \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                                                             |  ---                                |
 +| nach $2150$        | \(\begin{align}                                                                 \Delta T &= -20 + 32\cdot u^2                                                                 \end{align}\)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       |  $\large u = \frac{J - 1820}{100}$  |
 +
 +<WRAP center round important 100%>
 +Die Extrapolation von $\Delta T$ für zukünftige Zeiten ist hier mit Vorsicht zu genießen. Derzeit (2024) scheint sich der Wert von $\Delta T$ langsamer zu entwickeln als durch die Polynome berechnet wird.
 +</WRAP>
 +
 +<WRAP center round box 100%>
 +==== Beispiel ====
 +
 +**Für Mitte März 1982 soll die Position von Mars um $\textrm{22:00}\;MEZ$ berechnet werden. Dazu wird die Größe** $\Delta T$ **benötigt.**
 +
 +----
 +
 +$UT = MEZ - 1^{h} = \textrm{21:00}$
 +
 +$J = 1982 + \frac{3 - 0.5}{12} = 1982.208333$
 +
 +Mit dem Datumsbereich $1961$ bis $1986$ aus der Tabelle hat man dann den Parameter
 +
 +$u = 1982.20833 - 1975 = 7.208333$
 +
 +Damit ergibt sich für $\Delta T$ dann
 +
 +\(\begin{align}
 +\Delta T &= 45.45\\
 +         &+ 1.067\cdot 7.208333\\
 +         &- \frac{7.208333^2}{260}\\
 +         &- \frac{7.208333^3}{718}\\
 +         &= 52\overset{s}{.}4198
 +\end{align}\)
 +
 +Die Planetenposition muss nun für den Zeitpunkt in dynamischer Zeit berechnet werden, nämlich
 +
 +$TD = UT + \Delta T = \textrm{21:00} + 52^{s} = \textrm{21:00:52}$
 +
 +</WRAP>
 +
dynamische_zeit_und_delta_t.1708607959.txt.gz · Zuletzt geändert: 2024/12/20 01:33 (Externe Bearbeitung)