华盛顿用哪个时间?
西半球的时区是沿纬线划分的,每个经度划分一个时区,东加西减。例如美国首都华盛顿在西八区(西5区),比中国北京(东8区)迟13个小时;而夏威夷在美国西海岸,却比北京晚16个小时(见下图)。这是由于夏威夷在东经172°经线上,而华 盛顿在向西偏移20°的西经97°上。
根据地球自转时角速度不变的原理设计制造的标准时针钟摆,在每24小时中摆动一周,即正午12时经过一次中央子午线的两端,这时指针正好指到“12”和“6”的位置。如果以每小时15°的速度向东移动,经过半个周期,就恰好回到原出发地,所记时间正好是24小时。但是,当钟摆按上述方式运动时,无论怎样精确,所记时间不会完全等于24小时。因为地球不是圆球,而是椭圆,加上地球表面本身是不平的,造成地球上各地经度差(经差)不尽相同。同样原因,当太阳运行到两半球顶点(春分或秋分)时,太阳垂直照射的地方(南北回归线)纬度最高,全球各地正午时刻相差最多,也是24小时。后来人们发现,把钟摆的起点选在0°经线上的正午时,可以大大提高计时精度,这种方法现在仍在使用。
然而,这种按地球的自转绘制时间和坐标的方法存在一个重大缺陷——不能反映地球公转产生的影响。随着季节的变化,地球在公转轨道上的位置不断变化,太阳辐射到地球的能量也随之改变。由于地球大气层、水圈的存在以及地球自转所带来的惯性,使地球系统处于动态平衡状态并不断地进行调整以保持热量的平衡。尽管四季变化使昼夜长度产生了变化,但每一季的开始与结束,白天和黑夜的时间总量仍然相等。如果只按一天24小时的概念建立时间坐标系,势必造成混乱。 为了克服这一缺陷,人们又引入了“恒星时”的概念。它以过地球轨道远地点的一瞬间作为零时的起算点,计算起来非常方便,并能很好地反映出季节变化的影响。