Delta T

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ΔT ab dem Jahr 2000 mit einer Prognose für die kommenden Jahre.

AlsDelta T (ΔT{\displaystyle \Delta T}) wird in derAstronomie die Differenz zwischen derTerrestrischen Zeit (TT) und derUniversal Time (UT) bezeichnet, also die Differenz zwischen einer absolut gleichmäßig verlaufendenZeitskala TT, die durchAtomuhren realisiert wird, und der Zeitskala UT, die durch die tatsächlicheErdrotation bestimmt ist:

ΔT=TTUT{\displaystyle \Delta T=TT-UT}

Der aktuelle Wert fürΔT{\displaystyle \Delta T} kann aus den vomInternational Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) bereitgestellten Daten ermittelt werden.Zu Beginn des 21. Jahrhunderts betrugΔT{\displaystyle \Delta T} ungefähr 64 Sekunden; bis zum Ende dieses Jahrhunderts könnte der Zeitunterschied auf etwa 204 Sekunden, nach anderen Quellen auf etwa 80 Sekunden anwachsen.[1] Historische Werte fürΔT{\displaystyle \Delta T} lassen sich ungefähr bestimmen, indem überlieferte Beobachtungen mit heutigen Berechnungsergebnissen verglichen werden. Weiterhin gibt es verschiedene aus diesen Daten abgeleitetePolynome zur näherungsweisen Berechnung. Derartige Polynome gibt es auch zur Prognose zukünftiger Werte.

Inhaltsverzeichnis

Hintergrund

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Aufgrund der Unregelmäßigkeit derErdrotation ist dieUniversal Time (UT) kein strikt gleichförmiges Zeitmaß und deshalb für dieEphemeridenrechnung ungeeignet, eignet sich also beispielsweise nicht für die längerfristige Vorausberechnung von Planetenkonstellationen. Auch die aus derAtomzeit abgeleiteteKoordinierte Weltzeit (Universal Time Coordinated, UTC) eignet sich nicht, denn bei dieser werden in unregelmäßigen AbständenSchaltsekunden eingefügt, um sie an die Universal Time anzugleichen. Deshalb wurde 1960 dieEphemeridenzeit (ET) eingeführt, die 1984 durch die Terrestrische Dynamische Zeit (TDT) ersetzt wurde, seit 1991 Terrestrische Zeit (TT). Im Gegensatz zu UT und UTC ist TT eine strikt gleichförmige Zeitskala, die Grundeinheit der TT ist dieSekunde (desInternationalen Einheitensystems) und ein Tag ist immer genau 86.400 Sekunden lang.[2]

Der Eintrittszeitpunkt für astronomische Ereignisse wird demzufolge im Regelfall in TT berechnet. Um nun die lokalen Gegebenheiten für die Beobachtung auf der Erdoberfläche angeben zu können, ist allerdings der präzise aktuelle Drehwinkel der Erdrotation zu berücksichtigen. Dies ist beispielsweise beiSonnenfinsternissen erforderlich, um angeben zu können, welche Orte auf der Erde vom Schatten überstrichen werden. Hierzu muss das in TT vorliegende Berechnungsergebnis in UT bzw. UTC umgerechnet werden, wofür der zu diesem Zeitpunkt prognostizierte Wert fürΔT{\displaystyle \Delta T} zu verwenden ist.

Aktueller Wert und prognostizierte zukünftige Werte

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Der aktuelle Wert fürΔT{\displaystyle \Delta T} (Stand April 2024) beträgt rund 69,2 s.[3]Er setzt sich aus drei unterschiedlich schnell variierenden Beiträgen zusammen,

ΔT=(TTTAI)+(TAIUTC)(UT1UTC){\displaystyle \Delta T=(TT-TAI)+(TAI-UTC)-(UT1-UTC)}.

Die folgende Näherungsformel wird für die Berechnung vonΔT{\displaystyle \Delta T} im Zeitraum zwischen 2015 und 3000 verwendet:[5]

ΔT/s=67,62+0,3645(y2015)+0,0039755(y2015)2{\displaystyle \Delta T/\mathrm {s} =67{,}62+0{,}3645\cdot \left(y-2015\right)+0{,}0039755\cdot \left(y-2015\right)^{2}}.

Dabei isty{\displaystyle y} die Jahreszahl des betrachteten Datums, gegebenenfalls ergänzt um den Jahresbruchteil. Für monatsgenaue Werte setzt man zum Beispiel

y=Jahreszahl+Monatsnummer0,512{\displaystyle y={\text{Jahreszahl}}+{\frac {{\text{Monatsnummer}}-0{,}5}{12}}}.

Historische Werte

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ΔT im Zeitraum 1657 bis 2022.[6][7]

Historische Werte fürΔT{\displaystyle \Delta T} lassen sich aus dem Vergleich überlieferter Beobachtungen mit modernen Rückrechnungen ermitteln. Brauchbare Beobachtungen gehen etwa bis ins Jahr −700 zurück. Mit der Erfindung des Fernrohrs zu Beginn des 17. Jahrhunderts nahm die Beobachtungsgenauigkeit stark zu, so dassΔT{\displaystyle \Delta T} sich ab diesem Zeitpunkt deutlich genauer bestimmen lässt. Während sichΔT{\displaystyle \Delta T} für das 17. Jahrhundert ab 1657 mit einer Genauigkeit von etwa 10–15 s abschätzen lässt, nahm diese im 18. Jahrhundert auf etwa 2 s ab und sank bis 1900 auf weniger als 0,1 s.[6][8]Morrison und Stephenson, die auch Beobachtungen aus der Antike einbeziehen, kommen für die Neuzeit zu teils deutlich anderen Werten vonΔT{\displaystyle \Delta T}.[9]

Historische Werte von ΔT und ihre Unsicherheit σ[9][7]
JahrΔT (s)σ (s) JahrΔT (s)σ (s) JahrΔT (s)σ (s)
−10002540064012007403018608
−800220005501400320201880−5
−600188004601600120201900−3
−40015530390170095192021
−200127903301720113194024
0105802601740122196033
+20086402101760152198051
+40067001601780171199057
+60047401201800141200064
+8002960801820121201066
+100015705518406<1202069

Literatur

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  • P. Kenneth Seidelmann (Hrsg.):Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. University Science Books, Sausalito 2006,ISBN 1-891389-45-9
  • F. Richard Stephenson:Historical Eclipses and Earth's Rotation. Cambridge University Press, Cambridge 1997,ISBN 0-521-46194-4

Weblinks

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Einzelnachweise

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  1. NASA:Five Millennium Catalog of Solar Eclipses (2001 to 2100) undCalSky
  2. Jean Meeus:The Effect of Delta T on Astronomical Calculations. In:Journal of the British Astronomical Association. 108: 154–156, 1998 (bibcode:1998JBAA..108..154M).
  3. Time scales. IERS, abgerufen am 1. April 2024 (englisch). 
  4. IERS Bulletins. Abgerufen am 1. April 2024. 
  5. Fred Espenak:Polynomial Expressions for Delta T.
  6. abHistoric Delta T and LOD values from McCarthy and Babcock (1986). USNO, abgerufen am 9. Mai 2023. 
  7. abMonthly determinations of Delta T (TT - UT1) since 1973. USNO, abgerufen am 9. Mai 2023. 
  8. Dennis D. McCarthy, Alice. K. Babcock:The length of day since 1656. In:Physics of the Earth and Planetary Interiors.Band 44, 1986,S. 281–292,doi:10.1016/0031-9201(86)90077-4 (englisch). 
  9. abMorrison L.V., Stephenson F.R.:Historical values of the Earth's clock error ΔT and the calculation of eclipses. Journal for the History of Astronomy, Bd. 35, Teil 3, Nr. 120, S. 327–336 (2004) (bibcode:2004JHA....35..327M); dieselben:Addendum: Historical values of the Earth's clock error. JHA, Bd. 36, Teil 3, Nr. 124, S. 339 (2005) (bibcode:2005JHA....36..339M).
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