Espécies de Tempo

Tempo: "uma idéia genérica, relação ou fato de contínua ou sucessiva existência; duração infinita ou sua medida." (Webster)

O tempo é baseado no período em que a Terra faz uma revolução completa sobre o seu eixo. Este período é chamado de dia, dividido em 24 horas, cada hora com 60 minutos e cada minuto 60 segundos. Este período de tempo, o dia, é completo quando o Sol inicia e retorna ao mesmo ponto na Terra. Como a Terra gira 360° em um período de 24 horas:

1 hora = 15° ou 1° = 4 minutos

Ângulo Horário (h, AH): o ângulo correspondente à posição do sol em torno de sua órbita diária (aparente). Medido para o oeste a partir do meio-dia local, ele aumenta a uma taxa de 15° por hora.

Uma localização geográfica particular na Terra é descrita por sua latitude e longitude.

Latitude (ø): é a posição angular de um lugar na superfície da Terra medido ao norte ou ao sul do Equador. Valores positivos no Hemisfério Norte, negativos no Hemisfério Sul.

Longitude (λ): é a localização angular de um lugar na superfície da Terra medido de Leste ou Oeste do meridiano inicial a partir de Greenwich, Inglaterra. Longitudes a Oeste são positivas e a Leste são negativas.

Figura 1: Linhas de Latitude e Longitude

À medida que a Terra gira e o Sol parece se mover, ele estará sobre apenas uma longitude particular em um determinado momento. Como observador, essa longitude particular, que passa pela sua localização, é chamada de meridiano. Se você estiver usando o Sol para contar a hora, nenhum de dois observadores compartilharão o mesmo tempo, a menos que estejam no mesmo meridiano.

Tempo Aparente Local (TAL): este é o tempo solar, como derivado do Sol verdadeiro, em qualquer local específico.

Este é o tipo de tempo que é mostrado na maioria dos relógios de sol. Dizer tempo por esse método é muito inconveniente. Em uma cidade grande poderia haver uma diferença de tempo significativa entre os extremos Leste e Oeste dela. Como você chegaria a uma reunião na hora certa ?!

Há um segundo problema com este método de contar o tempo. O fato é de que medir o tempo usando o Sol, resulta em dias de diferentes comprimentos durante o ano. Em vez do Sol verdadeiro, usamos um Sol médio imaginário que se move a uma velocidade constante igual à velocidade média do Sol verdadeiro. Dividir este dia em vinte e quatro partes iguais e você tem:

Tempo Solar Médio (TSM): uma medida de dia baseada conceitualmente no movimento diurno (diário) do Sol fictício médio, sob a suposição de que a taxa de rotação da Terra seja constante.

Se você acompanhar o Sol verdadeiro e o Sol médio, partindo em um momento em que coincidem, ao longo do ano, o Sol médio, por vezes, irá atrasar ou avançar em relação ao Sol verdadeiro. No final do ano, porém, eles vão se reunir novamente. Assim como o Sol verdadeiro ou aparente, o Sol médio estará acima de apenas um meridiano particular em um determinado momento. O Tempo Solar Médio ainda está localizado.

Tempo Médio Local (TML): Este é o tempo solar que foi corrigido pela Equação de Tempo, mas não para a longitude.

A diferença entre o Tempo Médio Local e o Tempo Aparente Local é conhecida como Equação de Tempo.

Equação de Tempo (E, EdT): a diferença horária entre Tempo Aparente Local (Tempo Solar Aparente) e Tempo Solar Médio no mesmo local. Seu valor varia entre cerca de +14 minutos em fevereiro e -16 minutos em outubro. Ela se justifica por causa da órbita elíptica da Terra e da inclinação do eixo da Terra em relação à eclíptica. O uso preferido por relogistas é:

Tempo Solar Médio = Tempo Solar Aparente + EdT

mas esta convenção não é de modo algum universal e o sinal oposto é usado nos almanaques modernos. Independentemente da convenção de sinal adotada, o relógio de sol se mostrará lento em comparação com o Tempo Médio em fevereiro, e rápido em outubro / novembro.

A EdT varia continuamente, mas normalmente é tabulada para o meio-dia de cada dia em um local específico. A Figura 2 é um gráfico da Equação de Tempo.

Figura 2: Gráfico da Equação de Tempo (SHADOWS)

Observe que o Tempo Solar Médio e o Tempo Solar Aparente coincidem quatro vezes por ano. A Figura 3 ilustra a Equação de Tempo sob a forma de uma analema.

Analema: é um gráfico com a Equação de Tempo em um eixo e a declinação do sol, em outro. Na aparência, uma figura alta e fina em cima e larga em baixo, em formato de oito (8).
As datas de vários pontos ao redor da curva são, freqüentemente, mostradas. A sombra de um ponto que cai sobre um plano arbitrário na mesma hora a cada dia, irá traçar um analema ao longo do um ano.

Figura 3: Equação de Tempo - Analema (SHADOWS)

Aplicando a Equação de Tempo a um relógio de sol que indica o Tempo Aparente Local, é possível obter o Tempo Médio Local onde o mostrador está localizado. Esta correção pode ser feita usando um gráfico de EdT como mostrado acima, adicionando ou subtraindo a quantidade apropriada de minutos à leitura do relógio de sol. Há também relógios de sol com gnômones especialmente concebidos que irão explicar a EdT.

Os relógios, entretanto, indicam o tempo padrão, ou seja, a Hora Civil.

Tempo Padrão (TP): é o Tempo Solar Médio, no meridiano central, em um dado fuso horário. Ou como uma definição de Tempo Civil.

Tempo Civil: A escala de tempo legalmente aceita em um determinado país ou região. Ele é baseado no horário padrão para esse fuso horário padrão, mas pode ter diferenças fixas (por exemplo, BST / DST).
Medido em horas modernas, mais recente, a partir da meia-noite, com um formato de 24 horas ou 2 x 12 horas.

Fuso Horário Padrão (FH): uma região geográfica que usa o mesmo tempo civil (relógio). Estas são aproximadamente regiões entre duas linhas de longitude, separadas por 15° e, portanto, 1 hora entre zonas adjacentes. Para o Reino Unido, que está na Zona 0, o meridiano padrão é o Meridiano Central, situado em Greenwich, Inglaterra e esta zona estende-se, nominalmente, 7½° a Oeste a 7½° a Leste.

Dentro de um determinado fuso horário, um relógio de sol, localizado no meridiano central desse fuso horário, indicará o tempo do relógio com a aplicação apropriada da EdT.
Se o relógio de sol estiver localizado a Leste, ele irá ler mais rápido e se ele estiver a Oeste, vai ler mais lento. Como cada movimento de 1° do Sol é equivalente a 4 minutos de tempo, uma correção de longitude pode ser aplicada a um relógio de sol que indica Tempo Aparente Local da seguinte forma:

Correção de Longitude = (Meridiano Central - Meridiano Local) * 4 minutos

A correção de longitude pode ser aplicada manualmente à indicação do relógio solar ou também pode ser incorporada ao gráfico da Equação de Tempo.
Também, pode ser incorporada ao traçado dos ângulos das linhas horárias do relógio de sol que, em seguida, indicaria o Tempo Solar Zonal.

Zonal Solar Time: indica o tempo solar no meridiano do fuso horário do local. Assim, é o Tempo Aparente Local, com uma correção de longitude, mas sem a EdT.

Uma última correção ainda pode ser feita para:

Horário de Verão (HV): tempo civil, durante o Verão, em grande parte dos Estados Unidos (e de alguns outros países, inclusive o Brasil), obtido avançando-se o tempo do relógio em uma hora do tempo padrão local.

Isso pode ser feito bastando ter dois conjuntos de números para as linhas horárias ou em lugares onde o mostrador é coberto por neve por um longo período de tempo, você poderá optar por numerá-lo para ler HV.
Alguns relógios de sol têm um ajuste para HV.

Agora, para corrigir o tempo indicado por um relógio de sol projetado para ler o Tempo Aparente Local e obter Tempo Padrão ou Hora Civil, temos a fórmula abaixo:

Tempo Padrão = Tempo Local Aparente + Correção de Longitude + Equação do Tempo + Horário de Verão

onde:

Correção de Longitude: positiva a Oeste do meridiano central (Greenwich); negativa a Leste do meridiano central (Greenwich).

Equação de Tempo: positiva quando o mostrador for lento; negativa quando for rápida.

Horário de Verão: 1 ou 0.

Deve-se notar que também pode haver variações na Hora-padrão, devido a legislações locais com relação a fuso horário. Certifique-se de verificar isso.