(4) Time

(4) Time

 

천문 항법에서 항법사는 천체들을 관측하여 항공기의 위치를 결정한다. 이러한 천체들의 시위치(apparent position)는 시간에 따라 달라진다. 따라서 항공기의 위치 결정을 위해선 관측 시기를 정확하게 맞추는 것이 중요하다. 시간은 지구의 자전과 이에 따른 천체들의 시운동(apparent motion)을 통해 측정된다. 이 장에서는 각각의 특별한 용도를 가지는 여러 가지 측정 체계들을 살펴본다. 다양한 종류의 시간을 배우기 전에 자오선 통과(transit)를 이해해야 한다. 그림 1-12에서 관측자의 자오선(observer’s meridian)을 양 극이 반으로 나누고 있는 것을 알 수 있다. 관측자는 현재 극상반원(upper branch)에 있다. 반대쪽 절반은 극하반원(lower branch)이다. 지구의 자전으로 인해 모든 천체는 매일 관측자 자오선의 극상반원과 극하반원을 통과한다. 여기서 소개하는 첫 번째 시간은 태양시(solar time)이다.

Apparent Solar Time

 

하늘에 보이는 태양을 진태양(true sun, 혹은 apparent sun)이라 부른다. 시태양시(apparent solar time)는 하늘을 가로지르는 태양의 움직임을 기준으로 한다. 해시계가 시태양시를 정확히 나타낸다. 시태양시는 실용적이지 못한데 이는 일 년 동안 하루의 실제 길이가 달라지기 때문이다. 정확한 시태양시를 나타내려면 시계가 서로 다른 속도로 작동해야 한다. 다만 시태양시는 상방 자오선 통과(upper transit)와 하방 자오선 통과(lower transit)를 정확하게 나타낸다. 상방 자오선 통과는 태양 정오(noon apparent time)일 때 발생하고 하방 자오선 통과는 태양 자정(midnight apparent time)일 때 발생한다. 시태양시를 사용하는 것은 어렵기 때문에 평균태양시(mean solar time)가 도입되었다.

 

Mean Solar Time

 

평균태양일(mean solar day)은 일정한 길이를 가지는 인공적인 단위로 이는 수년간의 시태양일(apparent solar day) 평균을 기반으로 한다. 평균 일은 가상의 천체인 평균태양(mean sun)을 기준으로 측정되며 이 평균 태양은 시간권(hour circle)이 천구 적도(celestial equator)를 따라 서쪽을 향해 일정한 속도로 움직이도록 설계되었다. 평균 태양을 통해 계산된 시간을 평균태양시라 부른다. Air Almanac에 수록된 천체들의 좌표는 평균 태양시로 표기되어 있어서 항법사들에게 가장 중요한 시간이다. 시태양일(진태양 기준)과 평균태양일(평균 태양 기준)의 길이 차이는 1분을 넘지 않는다. 허나 이 차이는 계속 누적되므로 한 해 동안 평균태양은 진태양보다 약 15분 앞서거나 뒤따르게 된다.

 

Greenwich Mean Time(GMT)

 

그리니치 평균시(GMT)는 대부분의 천체 계산에 사용된다. GMT는 그리니치 자오선의 극하반원으로부터 평균 태양을 통과하는 시간권의 극상반원을 향하여 서쪽 방향으로 360°를 따라 측정된 평균태양시이다. [그림 1-13] 평균 태양은 매일 GMT 2400(0000)일 때 그리니치 자오선의 극하반원을 통과하고 GMT 1200일 때 극상반원을 통과한다. 이러한 기준으로 그리니치 자오선을 선택하는 것이 가장 합리적인데 왜냐하면 그리니치 자오선은 그리니치 시간각(GHA-Greenwich hour angle)을 측정하고 경도를 계산하기 위한 기준점이기 때문이다. 따라서 almanac에 천체의 좌표와 기타 정보는 GMT를 기준으로 정리되어 있다. GMT는 Zulu(Z) time이라고도 불린다.

---

※ 다음은 공중항법 교재를 발췌한 내용이다.

 

협정세계시[UTC: Coordinated Universal Time]

 

1972년 1월 1일부터 세계 공통으로 사용하고 있는 국제표준시이며 세계협정시, 세계표준시, 협정표준시라고도 한다. 과거에는 시계시간의 표준을 영국의 그리니치 천문대를 기준으로 한 그리니치 표준시(GMT)를 사용하였으나, 이보다 훨씬 오차가 적은 원자시계가 나온 이후 현재는 국제원자시와 윤초 보정을 기반으로 한 UTC를 세계시의 기준으로 사용하고 있다. UTC는 세계 각지에서 운용되는 원자시계로부터 얻어지는 국제원자시(IAT)를 근거로 하므로 국제 도량형국이 결정하는 원자시와 정확하게 일치한다.

UTC와 GMT는 초의 소수점 단위에서만 차이가 나기 때문에 일상에서는 혼용되어 사용되며, 실제 항법 목적에서는 UTC와 GMT가 동일하게 사용되고 있다.

---

Local Mean Time(LMT)

 

그리니치 평균시가 그리니치 자오선을 기준으로 측정된 평균태양시인 반면 지방평균시(LMT)는 관측자의 자오선을 기준으로 측정된 평균태양시이다. LMT는 관측자 자오선의 극하반원으로부터 평균 태양을 통과하는 시간권의 극상반원을 향하여 서쪽 방향으로 360°를 따라 측정된다. [그림 1-13] 평균태양은 LMT 0000(2400)일 때 관측자 자오선의 극하반원을 통과하고 LMT 1200일 때 극상반원을 통과한다. 그리니치 자오선에 있는 관측자의 경우에는 GMT와 LMT가 같다. 항법사들은 특정 자오선을 따라 여러 위도에서의 일출, 일몰, 박명(twilight), 월출, 그리고 월몰 시각을 계산하기 위해 LMT를 사용한다.