FUNDAMENTOS NAVALES Contralmirante (r) Enrique Monzón Zevallos FUNDAMENTOS NAVALES SEMANA 13 SEMANA 13 1. El Tiempo: Discrimina los términos y definiciones relacionadas con el tiempo y de aplicación en la navegación: a) b) c) d) e) f) g) h) i) j) Hora Solar Sol Verdadero y Sol Medio Unidades de Medida de Tiempo Tiempo Sideral Tiempo Verdadero Tiempo Medio Angulo Horario de Greenwich (AHG) y Angulo Horario Local (AHL) Husos Horarios, Número de Zona (Nz), Hora de Zona (Hz) Hora Media de Greenwich (HMG) y Hora Media Local (HML). Conversiones de medidas angulares expresadas en el sistema horario al sistema sexagesimal, y viceversa. EL TIEMPO • Duración de los fenómenos. • Consideración del tiempo como desde un evento inicial y otro final. “Lapso”, • Necesidad humana de medir el tiempo (lapso, intervalo), mediante referencias cíclicas, donde el intervalo de cada ciclo cumplido por la referencia escogida, constituye la unidad de tiempo. • Referencias desde la antigüedad han sido el Sol, Luna, Estrellas o mediante el empleo de referencias instrumentales como relojes. Unidades de Tiempo: • Día Solar • Mes Lunar • Año de 12 meses Lunares (354 días) • Año Solar (365 1/4 días). COORDENADAS ECUATORIALES CELESTES COORDENADAS ECUATORIALES CELESTES AHG γ AHL γ Meridiano de Greenwich Meridiano del Observador 1. HORA SOLAR La Hora Solar Verdadera es el Ángulo Horario (H) entre el Sol Verdadero y el Meridiano del lugar. No todos los días del año tienen la misma duración, por dos razones: a) Sol verdadero se mueve por la Eclíptica y no por el Ecuador. b) Sol se mueve por la Eclíptica a distintas velocidades en distintos días del año. • Se refiere a la posición del Sol respecto del meridiano local. • Movimiento del Sol: 360° = 15 ° = 24 horas hora 15 grados hora Ejemplo: 12 horas - Cenit HSL = 12:00:00 30 grados 15 grados hora 12 horas - 2 horas = 0º = 30º W 10 horas N S HSL = 10:00:00 14 E 360° = 15 ° = 24 horas hora 15 grados hora 2. Sol Verdadero y Sol Medio • Estas 2 situaciones hacen que el movimiento del Sol tenga una componente en Ascensión Recta y otra en Declinación, ambas variables, y por lo tanto ni los días ni las horas son iguales a lo largo de todo el año. δ • Para medirlas con un reloj con ritmo constante, se inventó el Sol Medio que se mueve por el Ecuador a velocidad constante con el mismo periodo que el Sol Verdadero. Sol Verdadero: • Se obtiene el Día Solar Verdadero, y la Hora Solar Verdadera. • Son distintos a lo largo del año. Sol Medio: • Se obtiene el Día Solar Medio y la Hora Solar Media. • Son constantes durante todo el año. c) UNIDADES DE MEDIDA DEL TIEMPO • El Día: El tiempo necesario para que la tierra efectúe una rotación completa sobre su eje. Dependiendo del punto de referencia para su medida puede ser Sideral o Verdadero. • El Año: El tiempo necesario para que la tierra efectúe un giro completo alrededor del sol, también puede ser Sideral o Verdadero. d) TIEMPO SIDERAL Tiempo transcurrido entre 2 pasadas consecuentes de una misma estrella por el meridiano superior, pero por el movimiento de precesión terrestre, los días son diferentes por lo que empleamos como referencia el punto vernal , así tenemos: • Día Sideral: Tiempo transcurrido entre 2 pasadas consecutivas del punto vernal , por el meridiano superior de un mismo lugar. • Hora Sideral (HSL): La Hora Sideral o tiempo sidéreo (TS) es una medida de tiempo basada en el movimiento de la Tierra con respecto a una estrella. Corresponde a la distancia angular que existe entre el 0º Aries y el meridiano de un lugar. HSL = AHL (ARL del Zenith de un observador en el lugar) Punto Vernal: Punto sobre la esfera celeste donde se intersectan el ecuador celeste y la eclíptica, pasando de declinación positiva a la negativa. También se conoce como primer punto de Aries. Perspectiva geocéntrica que muestra el movimiento anual aparente del Sol por la eclíptica. El punto donde el Sol pasa de Sur a Norte del plano ecuatorial es el equinoccio vernal o primer punto de Aries AHG γ AHL γ Meridiano de Greenwich Meridiano del Observador e) TIEMPO VERDADERO Es el intervalo de tiempo transcurrido entre 2 pasadas consecuentes del Sol Verdadero por el Meridiano Inferior del lugar. f) TIEMPO MEDIO Sol Medio • Es un sol imaginario que recorre el Ecuador celeste con un movimiento uniforme y con una velocidad media del sol verdadero sobre la elíptica. • Los días medios son rigurosamente iguales. Día Medio • Intervalo de tiempo transcurrido entre 2 pasadas consecutivas del centro del sol medio por el meridiano inferior del mismo lugar. • Cuando pasa por el Meridiano Inferior son las 0000 horas medias • Cuando pasa por el Meridiano Superior son las 1200 horas medias o Medio Día Medio. Hora Media • Llamada Hora Media Local (HML), Hora Civil Local o Angulo Horario Civil del Sol Medio. • Si está referido al Meridiano de Greenwich es Hora Media de Greenwich (HMG) o Tiempo Universal (TU) g) ANGULO HORARIO DE GREENWICH (AHG) Y ANGULO HORARIO LOCAL (AHL) • En astronomía, el ángulo horario es el arco de Ecuador contado desde el punto de intersección del Ecuador con el Meridiano del Observador hasta el círculo horario del astro, en sentido horario, al del movimiento aparente de la bóveda celeste. • Aunque se podría medir en grados, para su medida se usa la hora, unidad que equivale a 15º. • Así, si un objeto tiene un ángulo horario de 2,5 horas, ha transitado por el meridiano local hace 2,5 horas, y está actualmente a 37,5 grados oeste del meridiano. • Por supuesto, un ángulo horario de 0 significa que el objeto está en el meridiano local. • La siguiente fórmula permite calcular el ángulo horario (HOR) mediante la hora local (HSL) del lugar: • El ángulo horario (ω) indica el desplazamiento angular del Sol sobre el plano de la trayectoria solar. • Se toma como origen del ángulo el mediodía solar y valores crecientes en el sentido del movimiento del Sol. • Cada hora corresponde a 15° (360°/24horas). • Conocida la hora solar y sabiendo que el origen de coordenadas se encuentra en el meridiano local y que una hora solar corresponde a 15° ángulo horario (ω) = g) HUSOS HORARIOS • Huso horario es cada una de las veinticuatro áreas en que se divide la Tierra, siguiendo la misma definición de tiempo cronométrico. • Se llaman así porque tienen forma de huso de hilar. • Están centrados en meridianos de una longitud que es un múltiplo de 15°. λ = 75° + 7.5° = 82.5° λ = 75° - 7.5° = 67.5° • Una zona horaria es una región geográfica donde se utiliza la misma hora. • Normalmente, aunque no siempre, las zonas horarias adyacentes tienen una hora de diferencia. • La hora en cualquiera de las zonas horarias del mundo se puede expresar como una diferencia respecto a la Hora Universal Coordinada (UTC). Zona Horaria: HMG/GMT (UTC) - 05:00 hrs. (válida en todo el Perú, todo el año) • • Tiempo Medio de Greenwich HMG o GMT (Greenwich Mean Time) es un estándar de tiempo que originalmente se refería al tiempo solar medio en el Real Observatorio de Greenwich, en Greenwich, Londres, Inglaterra. • Tiempo Universal Coordinado (UTC) reemplazó al GMT. NÚMERO DE ZONA (Nz) • A los usos horarios se les asigna un número llamado Número de Zona (Nz), al Este de Greenwich de 0 a -12 y al Oeste de Greenwich de 0 a +12 • Por lo que Navegando al Oeste el reloj se atrasa y navegando al Este se adelanta. • Al cruzar la línea de cambio de fecha (Meridiano 180°), se sigue la regla opuesta al cambio de horas. Hacia el Oeste (+) Número de Zona (Nz) de Lima = + 5 Hacia el Este (-) HORA DE ZONA (Hz) • Si bien el sol medio nos da días de duración uniforme, esto no es suficiente para guiar nuestras actividades diarias, pues aun estando en meridianos muy próximos, la hora media de cada lugar será diferente, porque está en función de la longitud del lugar. • De allí que la tierra se divide en 24 Usos Horarios de 15° cada uno. • Todos los lugares situados dentro de un mismo huso, usan la misma hora, Hora de Zona (Hz) u Hora Legal. • La máxima diferencia que puede existir entre la hora media y la hora de zona igual a +/- 7° 30 es decir +/- 30 minutos. λ = 75° + 7.5° = 82.5° λ = 75° - 7.5° = 67.5° i) HORA MEDIA DE GREENWICH (HMG) Y HORA MEDIA LOCAL (HML). • El Tiempo Medio de Greenwich o GMT (Greenwich Mean Time) es un estándar de tiempo que originalmente se refería al tiempo solar medio en el Real Observatorio de Greenwich, en Greenwich, cerca de Londres, Inglaterra, que en 1884 fue elegido por la Conferencia Internacional del Meridiano como el primer meridiano. • Hora Media de Greenwich (HMG) = Tiempo Medio de Greenwich (GMT). • Antes de la introducción del Tiempo Universal Coordinado (UTC) el 1 de enero 1972, el tiempo medio de Greenwich (también conocido como Hora Zulú) era la misma que la Hora Universal (UT), que es un concepto estándar astronómico que se utiliza en muchos campos técnicos. • Los astrónomos ya no utilizan el término "Greenwich Mean Time". Solo la Longitud (λ), el Número de Zona (Nz) y la diferencia de zona ( signo (E) ó negativo. HMG = Hz + Nz HML = HMG - HVG = HMG + ET HVL = HVG - 15° ), pueden tener ET = Ecuación del Tiempo • Fórmula para determinar la Hora Media de Greenwich (HMG) HMG = Hz + Nz En donde: Hora de Zona = Hz = HMG - Nz • Fórmula para determinar la Hora Media Local (HML). HML = HMG - En donde: HMG = HML + • Fórmula para determinar la Hora Verdadera de Greenwich (HVG) HVG = HMG + ET • Fórmula para determinar la Hora Verdadera Local (HVL). HVL = HVG - Reglas para Determinación de Horas a) Se determina primero la Hora Media en Greenwich HMG y luego se determina la Hora de zona Hz del lugar. b) Como la hora proviene del Angulo Horario del Sol y éste aumenta en sentido Oeste; consideremos que la hora también lleva este signo, por lo tanto, Oeste = Positivo. c) Para el caso de la Longitud, se debe considerar; (W) = Positivo, (E) = Negativo, por lo tanto Nz (W) = Positivo y Nz (E) = Negativo d) Un signo menos en una fórmula significa cambiar de signo, luego aplicar la regla: “Signos Iguales se suman, Signos Diferentes se restan y prevalece el signo del mayor”. (Considerar que las horas siempre tengan sentido Oeste = Positivo). e) Para el caso que una hora resulte con signo negativo o (E), sumar 24 horas y reducir un día, luego se podrá efectuar la diferencia. Ejercicio: Si en Londres son las 18:16 horas, cual será la hora en Lima? Hora de Zona en Lima = Hz (Lima) = ? Número de Zona de Lima = Nz (Lima) = + 5 h (W) HMG = Hora en Londres = 18 h 16 m Entonces: HMG = Hz + Nz Hz = HMG - Nz Hz (Lima) = 18 h 16 m - ( + 5 h) Hz (Lima) = 18 h 16 m - 5 h = 13 h 16 m ……. Hora de zona de Lima es 13 h 16 m Ejercicio: Si en Lima son las 10:00 horas, cual será la hora en Río de Janeiro? Número de Zona de Lima = Nz = + 5 (W) de Rio de Janeiro Hz = + 3 (W) HMG = Hz + Nz Entonces: HMG = Hz Lima + Nz Lima = (+ 5) + 10 h 00 m = 15 h 00 m …. En Londres (HMG) En rio de janeiro: Hz Río de Janeiro = HMG - Nz = 15 h 00 m – (+ 3) = 15 h 00 m – 3 h = 12 h 00 m Hora de zona de Río de Janeiro es 12 h 00 m j) CONVERSIONES DE MEDIDAS ANGULARES EXPRESADAS EN EL SISTEMA HORARIO AL SISTEMA SEXAGESIMAL, Y VICEVERSA • La mayor amplitud de la rotación de la tierra es de 360°. • Una rotación demanda 24 horas. • Por cada periodo de tiempo de una hora se tiene un arco del Ecuador que corresponde a un ángulo de 15°. 360° = 24 horas 15 ° hora = 15 grados hora 1 hora = 60 minutos = 3600 segundos = 15 ° = 15 grados EJERCICIOS 1. Calcular la Hora Verdadera de Greenwich, si la Ecuación del Tiempo es 07 m 47 s y la Hora Media de Greenwich es 17 h 00 m 00 s. 2. Calcular la Hora de Zona si la Hora Media Local es 07 h 36 m y la longitud 99º45’W. 3. Calcular la Hora Media Local si la Hora de Zona es 02 h 23 m y la longitud 56º18’E. 4. Calcular el día y la Hora de Zona en el puerto de Pearl Harbor ubicado en longitud 155 °W, cuando en el Puerto del Callao en longitud 77°W, es el día 15 junio y la Hora de Zona es 08 h 47 m. EJERCICIOS 1. Calcular la Hora Verdadera de Greenwich, si la Ecuación del Tiempo es 07 m 47 s y la Hora Media de Greenwich es 17 h 00 m 00 s. HvG = ? 2. Calcular la Hora de Zona si la Hora Media Local es 07 h 36 m y la longitud 99º45’W. Hz = ? 3. Calcular la Hora Media Local si la Hora de Zona es 02 h 23 m y la longitud 56º18’E. HML = ? 4. Calcular el día y la Hora de Zona en el puerto de Pearl Harbor ubicado en longitud 155 °W, cuando en el Puerto del Callao en longitud 77°W, es el día 15 junio y la Hora de Zona es 08 h 47 m. HZ = ? ….. Primero se obtiene HMG (Londres) …. Nz (Pearl Harbor) = 10 …. Conversión de Latitud de grados a horas con minutos ….. Con datos se Callao se obtiene HMG y luego con la HMG se obtiene datos de Pearl Harbor Fin
