Nastává jarní rovnodennost 2014
Rok co rok se opakuje diskuse nad začátkem jara. Nejinak tomu zajisté bude i letos. Ze školních lavic má většina populace jako začátek jara zažité datum 21. března, a proto jsou mnozí v posledních letech zaskočeni informací, kterou jim poskytuje kalendář, uvádějící, že jaro začíná již o den dříve. A bude tomu tak i v letošním roce, kdy se jara dočkáme již v tento den. Ti, u nichž tato informace vzbudí další zájem, se dokonce dopracují ke zjištění, že jaro nezačíná 20. března obecně, ale přesně v 17h 56m SEČ. Jak to tedy s tím jarem skutečně je?
Především si musíme říci, o jaké že jaro se nám vlastně jedná. Například to meteorologické začíná již půlnocí 1. března. To je jednoduché a každoročně stejné. Pokud budete řešit s nějakým zahrádkářem jaro vegetační, máte o problém postaráno. V tomto případě se toho správného data určitě nedopracujete. A jaro astronomické? To hvězdáři bez problémů spočtou stovky ba tisíce let dopředu i dozadu, ale jak se ke svým číslům dopracovali, to ví jen málokdo.
Pro astronomy je rozhodující při výpočtu ne dne, ale přesného okamžiku stanoveného klidně s přesností na sekundy pohyb Slunce po obloze. Začátek astronomického jara je totiž okamžikem, kdy střed slunečního kotouče stane přesně nad zemským rovníkem a Slunce současně mezi hvězdami vstoupí do znamení Berana. Důležité slovo je v tomto případě slovo „znamení“, neboť souhvězdí Berana se nám za více než dva tisíce let, odkdy počítáme náš letopočet, posunulo vlivem precese a dalších drobnějších nepravidelností v pohybu Země o značný kus oblohy dál. Takže na vysvětlenou – znamení rozdělují ekliptiku, zdánlivou dráhu Slunce oblohou na dvanáct stejně velkých dílů odpovídajících vždy 30°. Tato znamení pak začínají právě znamením Berana, které má svoji hranici na průsečíku ekliptiky s nebeským rovníkem v tzv. výstupném uzlu, tedy v místě, kde ekliptika přechází z jižní polokoule na tu severní.
V okamžiku, kdy se Slunce na své roční cestě dostane právě do tohoto bodu své dráhy, hovoříme o začátku jara. Vzhledem k tomu, že oběh Země kolem Slunce, jehož obrazem je právě putování Slunce oblohou po ekliptice, není dán plným počtem dnů (365 dnů 5 hodin 48 minut a 45,7 sekund), pomáháme si v kalendáři přestupnými roky a z toho zákonitě plyne, že začátek jara přichází každý rok v jiném okamžiku. Přesný čas začátku jara se tak s ohledem na konstrukci přestupných dnů v kalendáři posouvá nejen časově, ale i datumově v rozmezí hned několika dnů. Ve 20. století začínalo astronomické jaro výhradně 21. 3., ovšem jen na počátku století. Ale už v roce 1920 se poprvé objevuje datum 20. 3., poté se toto datum v seznamu začíná vyskytovat stále častěji a dnes již výrazně převažuje. Tak to bude pokračovat i v budoucnu. Ve 21. století jsme se naposledy setkali s prvním jarním dnem 21. 3. v roce 2011. V roce 2048 se přenese první jarní den dokonce už na 19. 3. a ke konci 21. století se 19. a 20. březen budou vyskytovat přibližně ve stejné frekvenci. Tradičního začátku jara 21. března se naši potomci dočkají až v roce 2102.
Jak už bylo řečeno, za posun začátku jara jsou zodpovědné přestupné dny, respektive počet dnů v jednom kalendářním roce, kde se střídá podle přesně definovaného systému počet 365 a 366 dnů. Proto se okamžik jarní rovnodennosti, řídící se pouze ideálním pohybem Slunce po ekliptice, opožďuje každý následující rok o oněch přebývajících 5h 49min. Zařazením přestupného roku se pak okamžik jarní rovnodennosti „předběhne“ o 24h mínus 5h 49min, tedy 18h 11min. V námi používaném řehořském kalendáři vystupuje 400letý cyklus. Rokem 2000 jsme vstoupili do nového cyklu a na jeho začátku vzniknou největší rozdíly.
V souvislosti s rovnodenností se také často dočteme klasickou učebnicovou poučku tvrdící: „den a noc jsou o rovnodennosti stejně dlouhé“. Zní to naprosto logicky, ale ani to ovšem není tak úplně pravda. V den rovnodennosti je skutečně geometrický střed Slunce nad obzorem po dobu téměř přesně 12 hodin a z toho by mělo vyplývat, že délka dne, tedy počet hodin denního světla, a noci bude prakticky stejná. Má to však svá ale. Prvním problémem je skutečnost, že sluneční disk má úhlový průměr kolem půl stupně a svoji roli hraje také zemská atmosféra způsobující lom světla. Kombinace těchto vlivů vede ke skutečnosti, že v den rovnodennosti setrvává Slunce na naší obloze přibližně 12 hodin a 10 minut zatímco pod ideálním horizontem zůstává jen 11 hodin a 50 minut.
Západ/východ Slunce je totiž definován jako okamžik, kdy se horizontu ráno při východu či večer při západu horizontu dotkne nikoliv střed Slunce, ale jeho horní okraj. V obou případech je tedy v tomto okamžiku ještě střed Slunce pod obzorem. Ještě větší vliv má pak lom světla. To když vstupuje do atmosféry Země, tedy hustšího prostředí, nám nad obzorem sluneční paprsky „zdvihá“ přibližně o celý průměr Slunce (0,5°). Přesná hodnota pak závisí i na stavu atmosféry (atmosférický tlak, teplota), a proto je prakticky nemožné ji zcela exaktně stanovit. Obecně ovšem lze říci, že důsledkem lomu světla je, že Slunce každý den a tedy i při rovnodennosti zůstává nad obzorem o přibližně 6 minut déle, než kdyby Země svůj plynný obal neměla.
Při rovnodennosti tedy stejná délka dne a noci není. Takže kdy tedy platí konstatování, že den a noc se rovnají? Záleží na tom, kde na Zemi to sledujeme. V rovníkových oblastech se délka dne a noci v průběhu roku příliš nemění. Naopak u pólů, kde nastává polární noc a polární den, se jich prakticky nedočkáme. U nás ve střední Evropě, tedy na přibližně 50° severní zeměpisné šířky, se skutečné „rovnodennosti“ dočkáme každoročně již kolem 17. března. Ale berte tento datum se stejnou rezervou jako začátek jara 21. 3., rok od roku se může v řádu až dnů posouvat.
Převzato: Zpravodaj Hvězdárny v Rokycanech.
Karel Halíř
Hvězdárna v Rokycanech