Offizielle Erdrotationsgrade pro Tag

Wie hoch ist der offizielle Dezimalgrad der Erdrotation an einem einzigen Tag? Kann anhand offizieller Daten bestätigt werden, dass es sich genau um 360,0 Grad handelt? Danke im Voraus.

Zuerst müssen wir uns entscheiden, welche Definition von "Tag" wir verwenden wollen. Es gibt verschiedene Arten von Tagen:

Scheinbarer Sonnentag : die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Höhepunkten der Sonne (scheinbarer Mittag) von einem festen Beobachter auf der Erde aus;
Mittlerer Sonnentag : Ein einheitlicherer, gemittelter Sonnentag ohne saisonale Schwankungen.
Stern- / Sternentag : Die Zeit, die die Erde benötigt, um sich einmal relativ zu den Sternen zu drehen.
SI-Tag : Eine Zeiteinheit, die genau 86.400 SI-Sekunden enthält, definiert durch Cäsiumatome.

Da wir uns im Allgemeinen auf den traditionellen Tag / Nacht-Zyklus beziehen, wenn wir "Tag" sagen, bedeutet dies eine Form der Sonnenzeit. Um einen gemittelten Wert zu erhalten, verwenden wir den mittleren Sonnentag.

Die derzeitige Formel, die den Erdrotationswinkel (ERA) mit der modernen Annäherung der mittleren Sonnenzeit UT1 (im Grunde die Erduhr nach dem mittleren Tag / Nacht-Zyklus) verknüpft, lautet per Definition:

Wo ist der Julian UT1 Datum - 2451545.0$Tu$

Nach dieser Formel beträgt ein (UT1) -Tag also 1,00273781191135448 Erdrotationen, die multipliziert mit 360 ° etwa 360,98561 ° betragen . Die Erdrotation und -umdrehung sind jedoch nicht konstant und ändern sich immer mit etwas unvorhersehbaren Geschwindigkeiten. Daher ist der Winkel nicht perfekt, aber die Änderungen sind sehr langsam. Das ist also eher eine moderne Annäherung als ein exakter Wert. Auf eine Dezimalstelle gerundet ergibt dies 361,0 ° , eine Zahl, die wahrscheinlich für mindestens einige Jahrtausende gültig bleibt.

Wenn Sie die Menge der Erdrotation für jeden SI-Tag wissen möchten, haben Sie Glück: Dank des IERS können Sie Berichte über die Ausrichtung der Erde (Rotation und Polarbewegung) abrufen. In den IERS-Veröffentlichungen sind die Werte für jede 0h UTC pro Tag tabellarisch aufgeführt, um den Winkel abzuleiten, um den sich die Erde alle 86.400 SI Sekunden gedreht hat, und um Änderungen der Erdrotation im Vergleich zu einer sehr konstanten Zeiteinheit, die mit Atomuhren realisiert wird, wissenschaftlich zu überwachen. Heutzutage wird die Erdrotation mithilfe von Radioteleskopen und VLBI gemessen und aufgezeichnet, um entfernte Objekte im Universum zu beobachten. Offizielle Berichte über seine Ausrichtung, die Erdorientierungsparameter, werden auf der IERS-Website veröffentlicht .

Als Beispiel ist hier eine Grafik, die den Betrag der Erdrotation alle 86.400 Sekunden zeigt, die mit IERS-Daten des letzten Jahres erstellt wurde:

Wie wir sehen können, gibt es mehrere jahreszeitliche, periodische und unvorhersehbare Schwankungen der Erdrotation.

Das ist etwas komplizierter als es scheint. Zunächst einmal ist die Definition eines Tages, die für uns Erdbewohner von Bedeutung ist, die durchschnittliche Zeit von einem Sonnenmittag zum nächsten (oder alternativ die Zeit, die die Sonne von Tag zu Tag benötigt, um über demselben Meridian zu erscheinen). Man nennt es einen Sonnentag. Der Sternentag, an dem ein bestimmter entfernter Stern von Tag zu Tag über demselben Meridian erscheint, ist für uns nicht wirklich wichtig. Dies ist auch die Zeit, die die Erde benötigt, um sich um 360 Grad zu drehen.

Während sich die Erde um ihre Achse dreht, bewegt sie sich auch entlang ihrer Umlaufbahn. Ungefähr in der Zeit, die für eine Umdrehung benötigt wird, hat sich die Erde auf ihrer Umlaufbahn um etwa ein Grad bewegt, sodass sich die Erde um etwa 361 Grad drehen muss, damit die Sonne über demselben Meridian erscheint.

In der Nähe des Perihels (der Sonne am nächsten, etwa im Januar) bewegt es sich jedoch noch schneller, sodass es sich um mehr als 361 Grad drehen muss. In der Nähe des Apheles bewegt es sich langsamer, so dass sich die Erde um weniger als 361 Grad drehen muss.

In Anbetracht der Komplexität der Erdorbitalvariationen bin ich mir nicht sicher, ob Ihre Frage beantwortet werden kann.

Kann anhand offizieller Daten bestätigt werden, dass es sich genau um 360,0 Grad handelt?

TL; DR: Nein, das kann es nicht. Stattdessen kann bestätigt werden, dass es sich um 361,0 Grad handelt.

Meines Wissens nach:

Die Erdrotationsperiode liegt sehr nahe bei 23 Stunden, 56 Minuten, 4,1 Sekunden oder 86164,1 Sekunden. Das nennt man einen Sternentag

Ein Tag ist als 24 Stunden oder 86400,0 Sekunden definiert.

So an einem Tag dreht es sich

Abgerundet "auf eine Dezimalstelle bitte" ergibt das 361,0 °.

Verwendung "offizieller Daten":

NASA Earth Fact Sheet: https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html

Sidereal rotation period (hrs)   23.9345    
Length of day (hrs)              24.0000

Nochmals "auf eine Dezimalstelle gerundet", das sind immer noch 361,0 °.

Eine andere Möglichkeit, die exakte Drehung in Grad pro Tag während eines ganzen Jahres zu erhalten, besteht darin, einfach 360 Grad (eine zusätzliche Drehung pro Jahr) zu nehmen und diese durch 365 Tage im Jahr zu teilen. Das sind 9863013698630137 Grad MEHR pro Tag als eine exakte Drehung von 360 Grad. Die durchschnittliche Rotation über ein Jahr um wie viel Grad sich die Erde dreht (gemäß dem heliozentrischen Modell), beträgt also 360,9863013698630137 Rotationsgrade pro Sonnentag. Das heißt in einer Stunde; 15.0410958904109589 Grad.