Для определения долготы местности кроме гномона понадобятся часы, показывающие точное время и дату, а также знание часового пояса, относительно которого выставлялись часы.
Алгоритм определения широты описывается следующими пунктами:
С помощью гномона определяется истинный меридиан.
Зная часовой пояс, в котором изначально настраивались часы, находится время по Гринвичу.
Часы переводятся на гринвичское время.
По часам отмечается время прохождения тени гномона через истинный меридиан.
С помощью поправки времени, которая узнается из специальной таблицы или графика, определяется время по Гринвичу, в момент которого Солнце в этот день окажется (или уже оказалось, что актуально для западных долгот) в зените. Для этого значение с учетом его знака («+» или «–»), взятое из таблицы уравнения времени, вычитается из 12 часов дня.
Находится разница между полученным по часам временем и тем, что удалось посчитать в предыдущем пункте. Это время показывает разницу между временем, когда Солнце будет в зените в рассматриваемой местности, и временем, когда оно будет в зените в нулевом меридиане.
Зная эту разницу и скорость движения Солнца по небосводу, находится долгота. Для этого полученная разница делится на 15 градусов в час.
Далее делается уточнение долготы: восточная она или западная. Если Солнце оказалось в зените раньше посчитанного по пункту 5 времени, тогда долгота восточная, если позже, – западная.
Рассмотрим данный метод на конкретном примере:
Представим, что на часах в данный момент – 16:35, а часовой пояс, по которому они выставлялись +2. Переводим часы на время по Гринвичу: 16:35 – 2 = 14:35.
В момент пересечения тени от гномона линии, соответствующей истинному меридиану, наши часы показали время 17:32.
Допустим, что день, в который проводится определение долготы, – 4 марта. По таблице уравнения времени находим величину, соответствующую этой дате. Она равна –12 (минус двенадцать). Таблица уравнения времени.
Узнаем время по Гринвичу, когда в нулевом меридиане Солнце находилось в зените: 12:00 – (–00:12) = 12:12.
Рассчитываем сколько времени прошло от гринвичского солнечного полдня до солнечного полдня в данной местности: 17:32 – 12:12 = 5:20.
Рассчитываем, какое угловое расстояние прошло Солнце за этот промежуток времени: 5:20 * 15 = 80 градусов.
Поскольку время местного солнечного полдня настало после 12:12, то долгота западная.
Ответ: местность, в которой проводились измерения, находится на 80 градусах западной долготы.
Запоминать указанную последовательность не нужно – если понимать принцип, её можно просто использовать по логическим построениям.
Подтверждение измерений
При отсутствии данных об уравнении времени, можно обойтись и без них, но тогда ошибка, скорее всего, заметно вырастет.
Таким образом, зная широту и долготу, можно приблизительно оценить район своего местонахождения. Из своего опыта могу сказать, что ошибка по долготе в средних широтах может достигать десятков километров. Связана такая ошибка, в первую очередь, со сложностью проведения чистого эксперимента в условиях дикой природы, поскольку тень от гномона из-за относительно большого видимого диаметра Солнца частично размыта, а площадка, на которой производятся измерения истинного меридиана, может иметь некоторый наклон. При этом даже незначительные ошибки в измерениях долготы приводят к значительным отклонениям от истинного положения на местности: на границе тропиков они могут достигать 95 км на 1 градус просчета, а вблизи экватора – все 110 км. Поэтому этот метод пригоден лишь для определения района дислокации, но никак не для более «тонкой» работы.
Как видим, методы ориентирования по Солнцу многочисленны и разнообразны. Но именно благодаря такому разнообразию можно подобрать оптимальный метод под те или иные условия.
К сожалению, самым большим недостатком всех этих методов является зависимость их от времени суток и погодных условий. Так, например, не получится сориентироваться по Солнцу ночью. Для таких случаев существуют способы ориентирования по звездам, о которых мы рассказывали здесь.
Также серьезной проблемой для ориентирования по Солнцу станет пасмурная погода.
Владея несколькими способами ориентирования, можно практически в любой ситуации выяснить примерное собственное положение и направления на разные стороны света.
Когда Солнце закрыто тучами, предметы не оставляют теней, а точное положения Солнца на небосводе определить не получается.