Ecuatorul împarte Pământul în 2 emisfere: una nordică numită și boreală și o alta sudică numită australă. Meridianul Greenwich și antimeridianul său taie Pământul în alte două emisfere: emisfera estică, aflată la estul meridianului și emisfera vestică, aflată la vestul meridianului. Fig. 1.16 Emisferele Pământului 2. Timpul și conversia timpului Timpul este foarte important pentru un pilot iar ceasu l reprezintă unul dintre instrum entele de bază din cabină.
Timpul iți permite să: a. reglezi și să monitorizezi activitatea de la bord b. măsori evoluția zborului c. anticipezi data sosirii în anumite puncte d. calculezi o anduranță sigură pentru zbor e. estimezi când se vor îmbunătăți condițiile meteo de la destinație f. măsori perioadele de pauză între zboruri Timpul este de asemenea folosit pentru a măsura rotația Pământului. Raportăm rotația planetei noastre la poziția al tor corpuri cerești, cum ar fi Soarele și alte stele. Folosind timpul putem preciza începutul unei z ile, răsăritul, prânzul, apusul, începutul nopții, miezul nopții. răsăritul lunii, apusul lunii, etc.
Rotirea Pământului se face de la vest la est, cu toate că privind Soarele și aștrii s-ar părea că Pământul se rotește de la est la vest. Viteza imprimată de mișcarea de rotație a Pământului unui punct situat pe Ecuator este maximă, adică aproximativ 1669 km/h sau 460 m/sec, în t imp ce la pol viteza este nulă. În afara de aceste două mișcări proprii, Pământul se deplasează în univers cu întregul sistem solar. Pentru a executa o orbită completă în jurul Soarelui, Pământului îi sunt necesare aproximativ 365 și ¼ zile, adică 6 ore. Fiind de preferat să avem un număr întreg de zile într-un an, vom defini astfel anul civil ca având 365 zile.
La finele fiecăror 4 ani, când sferturile de zi vor face cât o zi întreagă, acea zi în plus se va adăuga celor 365 zile formând anul bisect de 366 zile. 2.1.Timpul aparent Soarele așa cum este el observat pe cer este numit Soarele adevărat sau Soarele aparent. Timpul solar ap arent se bazează pe mișcarea Soarelui în timpul deplasării sale pe bolta cerească. Cadranul solar indică cu acuratețe timpul solar aparent. Acest timp nu este util deoarece lungimea aparentă a zilei variază de-a lungul unui an. Ceasul va trebui în aceste c ondiții să opereze la diferite viteze pentru a putea indica corect timpul aparent.
Cu toate acestea, timpul aparent va indica cu precizie tranzitul superior și cel inferior. Tranzitul superior are loc la amiază timpului aparent iar tranzitul inferior la mi ezul nopţii timpului aparent. Dificultățile în utilizarea timpului aparent au condus la introducerea timpului mediu. 2.2 Ora medie locală, LMT (Local Mean Time) LMT folosește Soarele ca punct de reper celest, iar meridianul local de longitudine drept punctul terestru de referință. Prin urmare, toate punctele de-a lungul aceluiași meridian de longitudine, vor avea același LMT.
LMT de-a lungul unui meridian de longitudine va fi diferit de LMT de-a lungul altui meridian de longitudine, iar această diferență va egala diferența (sau schimbarea) de longitudine exprimată în unități de timp. Cu cât acest loc este mai la est, cu atât LMT este mai în față. În navigația aeriană, utilitatea principală a timpului local mediu (LMT) este aceea de a determina apusul și răsăritul unor corpuri cerești precum Soarele și Luna. 2.3 Ora locală (LT) Aceasta reprezintă o metodă de măsurare a rotație Pământului și orice interval de timp dat poate fi reprezentat de un unghi corespondent rotirii Pământului. Să presupunem că Soarele este exact desupra noastră, adică este ora prânzului.
Pentru fiecare punct de-a lungul aceluiași meridian de longitudine, Soarele va fi în cel mai înalt punct pe cer din ziua respectivă. Unghiul corespunzător mișcării de rotație a Pământului într-o oră este de 15° iar în 24 ore de 360°. Exemplu: Locul A este la 45º longitudine W față de locul B. La cât timp, mai devreme sau mai târziu, va veni ora prânzului în locul A față de locul B? Răspuns: 45º arc de longitudine = 3 h, și deoarece A este la vest față de B, Prânzul va avea loc trei ore mai târziu în locul A. 2.4 Ora universală coordonată (UTC) UTC reprezintă timpul mediu local (LMT) al meridianului de longitudine care trece prin observatorul de la Greenwich, lângă Londra.
Meridianul Greenwich de longitudine 0, este cunoscut și ca primul meridian. Până de curând, standardul internațional de timp era GMT (Greenwich Mean Time), dar a fost înlocuit de UTC, acesta având o definiție mult mai academică și fiind mult mai precis decât GMT. UTC reprezintă “timpul universal“, comunicațiile aeronautice fiind exprimate în funcție de acesta. Din acest motiv, piloții trebuie să fie capabili să convertească corect și rapid ora locală în UTC, și invers. Meridianele către est sunt înaintea timpului universal, așadar: Meridiane la est, UTC rămâne în spate Meridiane la vest, UTC este în față Exemplu:
Dacă este 1531 LMT pe meridianul de longitudine 150ºE, care trece prin Sydney, Australia, cât este ora exprimată în UTC? 150º = 10 h, deoarece 15º de arc = 1 h 15 31 LMT la 150º E-10 00 din arc in timp 05 31 UTC Răspuns: 0531 UTC Nota: Standardul estic de timp Australian se bazează pe meridianul de longitudine 150º E, care se află la 10 h în față UTC. Standardul de timp în Vancouver, Canada se află pe meridianul de longitudine de 120º W așadar se află la 8 h în spatele UTC. 2.5 Fusele orare În mod evident, LMT-ul nu este foarte practic în activitatea de zi cu zi, deoarece fiecare meridian de longitudine are propriul său LMT.
Vasele aflate pe mare își setează ora către LMT- ul cel mai apropiat care se împarte la 15 (ceea ce înseamnă că, aceste ore vor diferi cu mult față de UTC, mai exact cu 15º = 1 h). Deși vasul nu se afla exact pe respectivul meridian, înseamnă că ceasurile lui vor fi setate să indice aceeași oră cu ceasurile celorlalte vase aflate în zonă. De exemplu, un vas aflat la longitudine 145º27´E, când se găsește în proximitatea celui mai apropiat meridian divizibil la 15, adică meridianul de longitudine 150ºE, vasul va seta ceasul pe LMT-ul la 150º E, și cum această oră diferă de UTC cu (150 / 15) = 10 h, va fi cu 10 h înaintea UTC.
Zona 150º E se numește “zona minus 10“ deoarece: - meridianul de zonă este divizibil cu 15 de 10 ori-minus 10, deoarece trebuie să scazi 10 din această zonă de timp pentru a obține UTC (nu uitați că meridianele de longitudine estică sunt în fața timpului) Fusele orare nu sunt foarte folosite în aviație. Fig.2.1 Fusele orare standard 2.6 Linia de schimbare a datei Să presupunem că ora pe meridianul Greenwich este 261200 LMT (adică 261200 UTC). Dacă ne deplasăm instantaneu spre est de la Greenwich la meridianul de 180º E, LMT-ul aici va fi cu 12 h înaintea LMT de la Greenwich, adică 262400 LMT la 180º E, sau miezul nopții pe data de 26 LMT la 180º E.
Dacă ne deplasăm către vest de la Greenwich la meridianul de 180º W, atunci timpul aici va fi cu 12 h în spatele Greenwich, adică 260000, sau cum se scrie de obicei, 252400 LMT la 180º W, miezul nopții zilei de 25. De avut în vedere faptul că este miezul nopții în ambele cazuri, dar pe o parte a meridianului de 180º este miezul nopții în ziua de 25, iar pe cealaltă parte este miezul noptii pe 26. Meridianele de 180º E și 180º W sunt unul și același meridian – antimeridianul spre Greenwich. Ne aflăm în situația în care este miezul nopții în vecinătatea sa, dar pe date diferite, depinzând de care parte a meridianului de 180º ne aflăm.
Plecând într-o călătorie în jurul lumii, la trecerea liniei de schimbare a datei vom pierde o zi călătorind spre vest și vom câștiga una călătorind către est. Fig.2.3 Linia de schimbare a datei Fig.2.4 Pentru a preveni erorile de dată și pentru a furniza un punct de început al fiecărei zile, s-a stabilit printr-o înțelegere internațională o line de schimbare a datei, aceasta fiind meridianul de longitudine de 180º, cu câteva devieri pentru a menține anumite grupuri de insule pe același fus orar.
2.7 Ore standard sau ore locale Orele standard funcționează într-un mod similar cu cel al fusului orar în sensul că într-o anumită zonă geografică ceasurile sunt setate după LMT-ul unui meridian standard. Acesta este cunoscut ca ora standard sau ora locală (a nu se face confuzie cu LMT) a zonei respective. Atunci când zborul implică traversarea diferitelor zone, cel mai ușor este să se folosească în întregime ora UTC și să se trasforme apoi în ora locală. Exemplu: Pleci de la Manchester, Marea Britanie într-un zbor de 3h 40min până la Bremen, Germania la ora locală UK 0945, adică 0945 UTC. La ce oră trebuie să te aștepte limuzina la Bremen? Plecare Manchester: 09.45 UTC Timp de zbor:
3.40 ETA Bremen: 13.25 UTC Arc în timp: +1.00 (pentru a transforma ora britanică în ora germană) 1425 Răspuns: 14.25 LT (ora locală Germania) 2.8 Măsurarea și exprimarea timpului Pentru măsurarea timpului, se folosește din nou un eveniment repetitiv, cum ar fi osclilația unui pendul, sau vibrațiile atomice dintr-un cristal de cuarț pentru a proiecta ceasuri care măsoară ore, minute și secunde. Fiecare zi este împărțită în 24 h miezul nopții fiind marcat la începutul unei zile cu 0000 iar la finalul zilei cu 2400. Ora prânzului (amiezii) este 1200 și marchează jumătatea unei zile.
Termenul AM înseamnă ante meridian, ceea ce indică că Soarele nu a trecut încă peste meridianul de longitudine al locului de observație, așadar ora este înaintea prânzului; PM înseamnă post meridian, deoarece Soarele a trecut de meridianul locului de observație. Pentru scopuri legate de planificarea zborului și de navigație nu ne vom referi de obicei la anul sau luna observației, ci numai la ziua lunii sub forma datei urmată de ora și minute. Cum majoritatea zborurilor au o durată de câteva ore, cunoaștem fără îndoială luna și anul, prin urmare nu este nevoie de aceste specificații.
Secundele, 1/60 dintr-un minut, reprezintă un interval de timp mult prea scurt și nu sunt luate în considerare, așadar, gruparea de numere ce reprezintă data/ora este exprimată de obicei din 6 cifre. Grupul de 6 cifre: DATA / TIMP (ZZHHMM) În acest grup de cifre avem: a. data este un grup de două cifre pentru ziua lunii, de la 00 la 31 b. timpul, scris sub forma unui grup de patru cifre: primele două reprezintă ora de la 00 la 24, iar ultimele două reprezintă minutele de la 00 la 59 Exemplu: Exprimați 13 septembrie 1986, 10:35 a.m. ca un grup de șase cifre Răspuns: 131035 Exemplu: Exprimați 3:21 p.m., 17 martie 1987 3:21 p.m. = 12:00 prânz + 3:21 = 15:21 pe ceasul de 24h Răspuns:
171521 Grupul de 8 cifre: DATA / TIMP (LLZZHHMM) Pentru a specifica luna, grupul de șase cifre este precedat de două cifre care reprezintă luna, devenind astfel un grup de opt cifre. Acest grup se folosește des în NOTAM-uri (NOTice to Air Men) Exemplu: 5:45 p.m., 30 septembrie: SEP 30 17 45 sau 09 30 17 45 sau 09301745 2.9 Relația dintre longitudine și timp Pe durata unei zile, Pământul efectuează o rotație completă de 360º față de Soare. Ora zilei reprezintă o metodă de măsura a acestei rotații și indică timpul scurs din ziua respectivă sau cât s-a efectuat din rotație.
Ca și observatori pe Pământ, nu simțim rotația în jurul axei sale, ci mai degrabă ni se pare că vedem cum Soarele se rotește în jurul Pământului. Într-o zi solară medie, Soarele va lăsa impresia că a parcurs toate cele 360º de longitudine din jurul Pământului. Fig.2.5 Diferența unghiulară dintre longitudini diferite este cunoscută sub numele de arc de longitudine și are o relație directă cu timpul. Arcul de longitudine în grade (º), minute (‘) și secunde (‘’) de arc se raportează la intervalul de timp conform tabelului de mai jos.
ARC TIMP 360° longitudine 24 h 15° longitudine 1 h 15’ longitudine 1 minut 15’’ longitudine 1 secunda 1° longitudine 4 minute 1’ longitudine 4 secunde 1’’ longitudine 1/15 secunde 2.10 Transformări din timp în arc 1. Se vor înmulți orele cu 15 pentru a obține º (1 h = 15º arc de longitudine) 2. Se vor înmulți minutele cu 15 pentru a obține ‘ ( (1 min = 15’ sau 1/ 4º) apoi rezultatul se transformă în ° și ‘ 3. Se fac adunările pe °, ‘, ‘’ Exemplu: Transformați 9 h 23 min în unități de arc 9 h x 15°= 135º; 23 min x 15’ = 345’= 5°45’ Răspuns: adunând,9h23min = 140º 45´ 2.11 Transformări din arc în timp 1.
Se împart gradele cu 15 pentru a obține orele, și se înmulțesc cele care rămân cu 4 pentru a obține minutele de timp 2. Se împart minutele de arc cu 15 pentru a obține minutele de timp, se înmulțesc cele rămase cu 4 pentru a obține secunde de timp. 3. Se fac adunările pe h, min, sec Exemplu: Transformați 140º 49´ de arc de longitudine în unități de timp 140 / 15 = 9 h, 5 rămase x 4 = 20 min de timp, adică 140º de arc = 9 h 20 min 49 / 15 = 3 min de timp, cu 4 rămase x 4 = 16 sec de timp Răspuns: 9h 23 min 16 sec 2.12 Lumina provenită de la Soare Razele Soarelui luminează diferite zone ale globului la diferite unghiuri funcție de latitudine și anotimp.
Fig.2.6 2.13 Răsăritul și apusul Răsăritul Soarelui are loc atunci când partea superioară a discului Soarelui (prima parte vizibilă) se află la orizont. Apusul are loc atunci când partea superioară a discului solar(ultima parte vizibilă) dispare sub orizont. Lumina Soarelui apare între răsărit și apus. Așa cum am observat cu toții atunci când ne trezim devreme, începe să se lumineze cu mult înainte de răsăritul Soarelui, lumina rămânând chiar și după apusul acestuia. Această perioadă de lumină incompletă, sau întuneric incomplet, se numește crespuscul (twilight), iar perioada de la începutul dimineții până la sfârșitul crespusculului de seară, se numește lumina zilei (daylight).
Fig.2.7 Răsăritul/apusul civil/nautic/astronomic În zona tropicelor, Soarele răsare și apune aproape la 90º față de orizont, ceea ce determină o perioadă a crepusculului de foarte scurtă durată, iar începutul zilei sau nopții se produce foarte rapid. La latitudini superioare, fie spre Polul Sud sau Nord, Soarele răsare și apune la un unghi oblic față de orizont, prin urmare perioada de crepuscul este mult mai îndelungată iar începutul luminii zilei sau a întunericului se produce într-un mod mult mai lent decât la tropice.
Fig.2.7 Latitudini tropicale și medii În anumite perioade ale anului, în interiorul cercului Arctic și a celui Antarctic, perioada crepusculului are loc fără ca Soarele să răsară deasupra liniei orizontului întreaga zi. Această situație apare pe timpul iernii. Fig.2.9 Latitudini polare În vreme ce unui observator aflat la nivelul mării i se poate părea că Soarele a apus deja, o aeronavă aflată exact deasupra aceluiași punct poate vedea încă Soarele strălucind la orizont. Cu alte cuvinte, ora la care Soarele răsare sau apune depinde de altitudinea la care se află observatorul.
De altfel, este posibil să decolezi după apusul Soarelui, la nivelul solului și să urci la o altitudine unde pare că Soarele răsare din nou și strălucește o perioadă scurtă. Aceasta se observă în special în zonele polare când Soarele se află exact sub orizont, așa cum se observă de la nivelul mării, perioade mai îndelungate de timp (crepuscul). Fig.2.10 Un avion la altitudine poate zbura pe lumină chiar dacă la sol este întuneric Este foarte ușor să fim păcăliți de lumină la înălțime ca mai apoi să aflăm câteva minute mai tarziu, după o coborâre, că s-a întunecat.
Înălțimea orografică aflată la vest față de aerodrom va reduce, de asemenea, amploarea luminii provenită de la Soare care ajunge în vecinătatea aerodromului pe măsură ce se apropie noaptea. Fig.2.11 Relieful local afectează răsăritul și apusul local 2.14 Ora apusului și răsăritului Ora la care au loc cele două procese depinde de două lucruri: a. data: vara, răsăritul are loc cel mai devreme iar apusul mai târziu, adică orele de lumină sunt mai multe vara. Reversul are loc iarna. b. latitudinea: vara în emisfera nordică, pentru trei locuri diferite situate pe același meridian de longitudine, lumina Soarelui poate avea intensități diferite.
Astfel, pentru un loc aflat pe Ecuator sau în apropierea lui poate fi răsărit, pentru un loc aflat deasupra Ecuatorului (în emisfera nordică) Soarele este deja deasupra orizontului, în timp ce pentru un loc aflat sub Ecuator (în emisfera sudică) poate fi încă noapte. Fig.2.12 2.15 Efectul latitudinii asupra răsăritului și apusului LMT răsăritului și apusului la o anumită dată depinde de latitudine. Există un tabel care prezintă LMT la care are loc răsăritul și apusul la nivelul solului în diferite locuri.
Fig.2.13 Tabel ore răsărit și apus pentru aeroportul Otopeni 2.16 Efectul longitudinii asupra răsăritului și apusului LMT-ul răsăritului și apusului depinde si de longitudinea locului respectiv. Răsăritul la o anumită latitudine are loc la același LMT la fiecare loc, dar locuri diferite pe aceeași latitudine vor avea o oră locală standard diferită, depinzând de longitudine. Același lucru se aplica și apusului. 2.17 Ora de vară Pentru a profita în timpul verii de perioadele mai lungi de lumină din timpul zilei și de condițiile meteo mai bune, ceasurile în multe țări sunt date înainte, de obicei cu 1h, pentru a da o nouă oră standard cunoscută ca ora de vară. 3. Distanțe.
Unități de măsură și conversie: mile nautice, mile statuare, kilometri, metri și picioare (ft) Faptul că avem de-a face cu aceleași distanțe dar măsurate cu unități diferite, reprezintă un dezavantaj, drept urmare, în scopuri de navigație vom folosi mila nautică. Mila nautică este importantă datorită raportului său cu măsurarea unghiulară a latitudinii pe Pământ. O milă nautică este egală cu lungimea unui minut de arc al oricărui cerc mare de pe glob (presupunând că Pământul reprezintă o sferă perfectă). Lungimea unui grad de latitudine măsurată pe Ecuator este de aproximativ 111 km, dacă se ține seama că lungimea Ecuatorului este de 40 000 km = 40 000/360 0 = 111,1 km.
Unei secunde a arcului de latitudine îi corespunde aproximativ lungimea de 30.09 m. Mila statuară/terestră (folosită în UK) este mai scurtă decât cea nautică. În sistemul metric, ce se bazează pe numărul 1.000, unitatea de distanță este metrul. Kilometrul (1.000 m) este folosit pentru distanțe lungi; centimetrul (1/100 m) și milimetrul (1/1.000) pentru distanțe mai scurte. Un metru este 1/10.000.000 a distanței de la Ecuator la Poli, ceea ce înseamnă că un kilometru este 1/10.000 a distanței de la Ecuator la Poli, așadar distanța aproximativă de la Ecuator la Poli este 10.000 km. Kilometrul este unitatea standard de distanță pentru Europa și în alte părți ale globului.
1 milă nautică = 1.15 mile statuare = 1.852 kilometri = 1852 m Pentru verificări mentale, rețineți: 1 nm = 1.15 sm = 1.85 km; 0.86 nm = 1 sm = 1.6 km; 0.5 nm = 0.57 sm = 0.92 km Unitatea standard de măsurare a altitudinii în majoritatea țărilor este piciorul (foot), dar multe țări estice folosesc metrul. Piloții trebuie să știe cum să facă transformarea corectă între cele două unități (deși de obicei aeronavele sunt echipate cu altimetre separate – unul pentru picioare și altul pentru metri). Dacă se utilizează o hartă cu înălțimi deasupra nivelului mediu al mării marcată în metri, dar se zboară la o altitudine măsurată în picioare, trebuie să poți transforma corect.
1 m = 3.3 ft 1 nm = 1.15 sm 1 sm = 5.280 ft 1 nm = 6.076 ft 1 km = 3.280 ft Fig. 3.1 4. Direcții. Magnetism și busola magnetică