中国22点美国纽约几点?
谢邀! 这是个简单的问题,却让我犯了愁,怎么简单的问题会让我犯愁呢?因为这个问题涉及的东西太复杂了——时差计算只是问题的一个表象而已,真正让人犯愁的是“为什么要计算时差”以及“怎样理解时间差”这两个问题。如果能把这两个问题搞明白,这个计算时差的题目也就迎刃而解了。所以为了把问题弄清楚,我们得从两个基本概念说起:
1. 地理坐标与地球自转 我们知道,地球上任何一点的位置可以用一个坐标来表示,这个坐标就是该点的地理坐标(Longitude and Latitude),也可以表示为经度和纬度。比如北京的地理坐标是东经116度23分,北纬40度05分。 这个坐标系是以地球的自转为基础的。在数学上,我们把地球自转的运动表述为一个向量,这个向量有两个重要的属性:
第一个属性是方向:这个向量的方向永远指向正东或者正西。
第二个属性是长度:地球自转一周的时间,叫做一个恒星日(Astronomical Day),时长约为24小时。因为地球是个球体,所以同一个地方的纬度和经度每24小时都在改变,改变的量和赤道及本初子午线所在的地方相比都在变化。但整个地球的自转是一个整体,每个地方都以同样的速度转动,无论纬度还是经度。
2. 世界时刻与区域时刻 如果我们以地球的公转运动为基础建立一个相应的坐标系,那么任意一点的区域时刻(Regional Time)就可以用这个坐标表示出来。当然,为了方便起见,我们建立的坐标系要把本初子午线和赤道放在坐标系的中央。 既然建立了代表区域时刻的坐标系,那自然就要有和这个坐标系相对应的“时间单位”才行。那么这个时间单位应该有多大呢?因为我们要用这个时间来描述地球公转的运动,所以最好这个时间单位能和“公转1周”的时间相匹配。这样的话,当我们说某地“时刻x”的时候,意味着那里的太阳已经绕地球公转了x周。这样,在地球绕轨道做匀速圆周运动时,太阳也在以相同的速度和角度绕着地球做等速度、等角度的运动。 基于上述的两个基本概念,我们就可以来计算时差了。
假设A地点的地理坐标为(λ_a,φ_a),B地点的地理坐示为(λ_b,φ_b),则A比B的区时差(简言之,也就是A比B早多少时间)等于: 这就是计算区域时差的公式,其中T=24小时,D=4分钟/°(注意:这里没有考虑地球自转的延迟效应)。把这个公式变形一下,我们可以得到: 也就是说,当B地在夜晚时,A地恰好是早晨;反之亦然。