naspis

Novinky


Mapa


Kontakt


Vyhledávání



Péče o památky Prahy



Český spolek horologický


TOPlist

Valid XHTML 1.0 Transitional

Astronomicky správný ciferník orloje při nastavení podle SEČ

Po zavedení pásmového času byla i na Pražském orloji preferována časová informace před informací astronomickou či astrologickou. To si mnoho lidí neuvědomuje. Vliv nastavení na správnost zobrazení astronomických údajů se podceňuje. Mnozí se domnívají, že blízkost 15. poledníku zaručuje, že údaje jsou skoro správné zejména v případě, když se na astronomickém ciferníku nenastavuje letní čas. Dokonce si mnoho lidí myslí, že nastavení na rovnoměrný přesný čas astronomickým údajům svědčí. To je ovšem pravda jen pro údaje související s rotací Země. Středověký čas byl hlavně odvozen od zdánlivého pohybu Slunce a na slunečním čase je orloj založen. Jakékoliv úvahy o správnosti ciferníku nemůžeme dělat bez zvažování funkce mechanismu a nastavení stroje. 

V následujícím textu se zaměřím na to, jak linie obzoru, "astronomické noci " či křivky planetních hodin vyjadřují skutečnou astronomickou situaci. Nechci prosazovat na orloj "astronomicky správný ciferník", ale poukázat na to, že ciferník, který nyní již astronomickou situaci nezobrazuje správně, nemá smysl doplňovat o další astronomické prvky. 

Můj astronomický model orloje

Pro zjišťování vlivu různých aspektů na zobrazení astronomické situace jsem vytvořil program, který generuje obrázek se základními kružnicemi astrolábu. Do obrázku jsou po jednotlivých dnech roku zakresleny "astronomicky správně" vypočítaní okamžiky východu a západu Slunce, dosažení hranice astronomické noci a planetní hodiny. Výpočet předpokládá nastavení sluneční rafie ve variantách na SEČ, SELČ nebo na pravý sluneční čas a nastavení ekliptiky na hvězdný čas. Reálně se sice vlivem převodu 365/366 ekliptika pohybuje mírně odlišně od hvězdného času, ale to nezpůsobuje zásadní problém. K výpočtu byly použity astronomické funkce jazyka PHP doplněné o astronomickou třídu celestialSphere pana Jiřího Jozífa. Implicitní parametry jsou současně platný sklon zemské osy 23.49° a lokalita orloje 50.09° severní šířky, 14.42° východní délky. Červenou čarou je zakreslena konstrukce astrolábu pro zadané parametry. Modře je zakreslena velikost ekliptiky. Žluté body po jednotlivých dnech tvoří křivku východu a západu Slunce od zimního do letního slunovratu. Body jsou počítány jako průsečík ekliptiky a sluneční rafie v době, kdy nastává v roce 2019 astronomicky definovaný přechod almukantarátu. Bílá křivka představuje druhou polovinu roku. V jiných letech se hodnoty lehce odlišují. V obrázku je rovněž stejným postupem zakreslená hranice astronomického soumraku. Protože křivky jsou odvozeny od polohy Slunce nepokračují uvnitř obratníku Kozoroha. Křivky planetních hodin vznikají rozdělením úseku východu a západu Slunce. Křivky jsou někdy dvojité a odlišné pro dobu vzrůstající a klesající maximální výšky Slunce.

Pro okamžik zakreslení bodu je zvažován průchod Slunce těmito almukantaráty: 

-0.83333°Východ / západ Slunce: bod, kde se sluneční kotouč stává či přestává být viditelný. Pro výpočet východu a západu Slunce je použit almukantarát cca 50´ pod obzorem, který odpovídá tomu, jak je tento jev dnes definován. Zahrnuje 34´ vlivem proměnlivé atmosférické refrakce  a 16´ způsobených tím, že se nyní uvažuje s průchodem horního okraje Slunce, nikoliv středu. Slunce tedy vychází či zapadá pod úrovní horizontu.
-18°Astronomický soumrak: bod, po jehož překonání přestává být Slunce zdrojem jakéhokoliv osvětlení. Tato hranice však není ostrá, je pouze zvolena. Fyzikálně souvisí se šířením slunečního světla ve vyšších vrstvách atmosféry, tedy i s její výškou. Hranice je těžko měřitelná, možná proto není řešena na orlojích kovovým prutem.

Jakou situaci zobrazuje model při nastavování na pravý sluneční čas?

Pokud byl orloj nastavován na pravý sluneční čas, bylo Slunce v místech předpokládaných teorií kruhového rovnoměrného modelu. Na obrázku vidíme, že reálná astronomická situace je pro demonstrační účely dostatečně přesně zobrazena na orloji. Pouze vlivem použitého almukantarátu -50´ leží reálné východy a západy Slunce lehce pod kružnicí horizontu. 

Reálné východy a západy Slunce na ciferníku

Nastavení na SEČ bez letního času

Při nastavení na pásmový čas se situace dramaticky změní. Uvažujme nejprve výhodnější variantu, kdy na ciferníku není nastaven letní čas.

SEČ byl v našich zemích zaveden společně s jízdním řádem železnic od 1. 10. 1891. Bylo to tedy mnohem později, než probíhala velká oprava orloje v letech 1865-66. Tehdejší "mužové praktičtí" byly vedeni snahou nikoliv obnovit, ale dokončit středověké dílo. V té době byl doplněn ukazatel hvězdného času a byl také navržen kruh astronomické noci. Ten avšak zůstal jen u návrhu. Pouhou spekulací je proto představa, že kdyby pásmový čas existoval již tehdy, mohl ciferník vypadat zcela jinak. Viz stránka o  tom, jak situaci viděl K.J.Erben. Po nastavení orloje na SEČ se kružnice horizontu liší od soumrakové křivky. Tím je zároveň ovlivněno mnoho dalších teoretických linií. Ani kružnice almukantarátu -18° není hranicí astronomického soumraku. Soumrak je odvozen od polohy Slunce, které překračuje hranice vlivem rovnoměrného pásmového času někdy jindy. 

Geometrie ciferníku nerespektuje následující skutečnosti:

  1. Okamžiky západu či východu Slunce jsou ovlivněny nerovnoměrným pohybem Slunce po ekliptice a zejména sklonem zemské osy. Závislost je nazvaná časová rovnice a graficky je vyjádřena křivkou zvanou analéma.
  2. Lokalitu orloje, tedy vzdáleností od 15. poledníku. Ta vytváří další, tentokrát konstantní, časový posun.
  3. Atmosférickou refrakcí, kdy vidíme sluneční kotouč i v době, kdy je ve skutečnosti pod obzorem.
  4. Definicí západu či východu Slunce průchodem horního okraje Slunce horizontem, nikoliv středu. 

Na modelu vidíme zejména vliv sklonu zemské osy na odchýlení pravého Slunce od kruhového modelu. Linie odvozené od Slunce jsou nyní ovlivněny časovou rovnicí. V různém zkreslení odpovídají diagramu analémy. (Konkrétní praktické dopady popisujeme i ve starší stránce   Západ Slunce na Pražském orloji.) 

Nastavení na letní čas - SELČ

Na astronomickém ciferníku se letní čas dnes nenastavuje. Nastavoval se však v letech 1979 až 1982. Všechny údaje odvozené od Slunce se ještě více odlišovaly od astronomické situace. Kuriózní a k zamyšlení je, že právě v roce 1979 se na ciferníku nahradil kruh tmy pokusem o přesné zakreslení kruhu astronomické noci. Tedy v době, kdy se orloj nastavil tak, aby její zakreslení nebylo možné nijak využít..

Obecně platný ciferník pro letní čas nelze jednoduše zakreslit. Okamžiky zavedení a zrušení letního času se v každém roce liší tak, aby změna probíhala vždy o víkendu. V roce 1979 to bylo v posledním březnovém týdnu a v posledním zářijovém týdnu. V současné době je období letního času ještě přibližně o měsíc delší. (Protože bude teprve v ČR rozhodnuto, který čas bude zvolen jako trvalý. Může se stát, že orloj budeme trvale nastavovat o hodinu zpět.) 

Linie na ciferníku se rozpadají na linie normálního SEČ a na linie, kdy platí SELČ.  

Reálné východy a západy Slunce na ciferníku

Využití modelu můžete ještě sledovat na stránce o vývoji názorů na geometrii konstrukce ciferníku.