Slunovrat, rovnodennost

Jarní rovnodennost

Nastává mezi 19. – 21. březnem, v 21. století zpravidla 20. 3. Na severní polokouli začíná astronomické jaro. Slunce svítí rovnoměrně na severní i jižní polokouli. V poledne svítí Slunce přímo nad hlavou lidem, kteří jsou právě na rovníku. Na celé zeměkouli den i noc trvají stejně dlouho, tj. 12 hodin. Na severním pólu začíná polární den, který trvá až do podzimní rovnodennosti (22. nebo 23. září). Na jižní polokouli začíná astronomický podzim, na jižním pólu začíná polární noc.
U nás vychází Slunce v 6 hodin na východě a zapadá v 18 hodin na západě.

Letní slunovrat

Nastává 20., 21. nebo 22. června. Severní polokoule je nejvíce přikloněna ke Slunci, začíná na ní astronomické léto. V poledne je Slunce nejvýše z celého roku. Přímo nad hlavou svítí lidem, kteří jsou právě na obratníku Raka (23,5°s.š.). Na severní polokouli je nejdelší den a nejkratší noc (*2). Na severním polárním kruhu (66,5° s.š.) nezapadne Slunce vůbec, na severním pólu je již od 21.3. polární den. Na jižní polokouli, která je od Slunce nejvíce odkloněna, je tomu právě naopak. Začíná zima, je nejkratší den a nejdelší noc, na jižním polárním kruhu (66,5 °j.š.) vůbec nevyjde Slunce, na jižním pólu je již od 21.3. polární noc. U nás vychází Slunce před 4. hodinou na severovýchodě a zapadá ve 20 hodin na severozápadě. Po letním slunovratu se začnou dny zkracovat a noci prodlužovat. Severní polokoule se začne od Slunce odklánět. Místa, kde lidem v poledne svítí Slunce přímo nad hlavou, se budou vracet od obratníku Raka zpět směrem k rovníku (proto název slunovrat).

Podzimní rovnodennost

Nastává 22. nebo 23. září. Na severní polokouli začíná astronomický podzim. Slunce svítí rovnoměrně na severní i jižní polokouli. V poledne svítí přímo nad hlavou lidem, kteří jsou právě na rovníku. Na celé zeměkouli den i noc trvají stejně dlouho, tj. 12 hodin. Na severním pólu začíná polární noc, která trvá až do jarní rovnodennosti (19., 20. nebo 21. března). Na jižní polokouli začíná astronomické jaro, na jižním pólu začíná polární den. U nás vychází Slunce v 6 hodin na východě a zapadá v 18 hodin na západě.

Zimní slunovrat

Nastává  21. nebo 22. prosince. Severní polokoule je nejvíce odkloněna od Slunce, začíná na ní astronomická zima. V poledne je Slunce nejníže z celého roku. Přímo nad hlavou svítí lidem, kteří jsou právě na obratníku Kozoroha (23,5° j.š.). Na severní polokouli je nejkratší den a nejdelší noc. Na severním polárním kruhu (66,5° s.š.) Slunce vůbec nevyjde, na severním pólu je již od 22/23.9. polární noc. Na jižní polokouli, která je ke Slunci nejvíce přikloněna, je tomu právě naopak. Začíná léto, je nejdelší den a nejkratší noc, na jižním polárním kruhu (66,5° j.š.) Slunce vůbec nezapadne, na jižním pólu je již od 22./23.9. polární den. U nás vychází Slunce před 8. hodinou na jihovýchodě a zapadá v 16 hodin na jihozápadě. Po zimním slunovratu se začnou dny prodlužovat a noci zkracovat. Severní polokoule se začne přiklánět ke Slunci. Místa, kde lidem v poledne svítí Slunce přímo nad hlavou, se budou vracet od obratníku Kozoroha zpět směrem k rovníku (proto název slunovrat).

Nachází-li se Země na své oběžné dráze kolem Slunce v perihéliu (přísluní), tj. nejblíže ke Slunci, je od něj vzdálena asi 147 000 000 km. V současné době prochází Země perihéliem 4. ledna, cca 2 týdny po zimním slunovratu. V té době je její oběžná rychlost nejvyšší, asi 30,29 km/s.

Nachází-li se Země na své oběžné dráze kolem Slunce v aféliu (odsluní), tj. nejdále od Slunce, je od něj vzdálena asi 152 000 000 km. V současné době prochází Země aféliem 4. července, cca 2 týdny po letním slunovratu. V té době je její oběžná rychlost nejnižší, asi 29,29 km/s.

Výška Slunce nad obzorem v našich zeměpisných šířkách během slunovratů a rovnodenností.

Výška Slunce nad obzorem během slunovratů a rovnodenností na rovníku.

Výška Slunce nad obzorem během slunovratů v polárních oblastech.

Světový (nebeský) rovník je kružnice na nebeské sféře, která je průmětem zemského rovníku. Jeho sklon vůči rovině ekliptiky je asi 23,5°. Nebeské objekty v blízkosti nebeského rovníku jsou viditelné téměř na celém světě,

Ekliptika je průsečnice, v níž rovina dráhy Země kolem Slunce protíná nebeskou sféru. Slovo je odvozeno od  latinského eclipsis – zatmění, protože právě v nejtěsnější blízkosti ekliptiky nastávají zatmění Slunce a Měsíce.

Z pohledu zemského pozorovatele se Slunce jeví tak, jakoby se pohybovalo na pozadí hvězd. Ekliptika je dráha, kde je Slunce zobrazeno na dráze vzhledem ke hvězdám. Země dokončí svůj oběh kolem Slunce za 365 dní.
Ekliptika má tvar kružnice a protíná nebeský rovník ve dvou bodech. Jeden se nazývá jarní a druhý podzimní. Při pohledu ze Země putuje Slunce po ekliptice a prochází přitom během roku různými souhvězdími, která nazýváme zvířetníková souhvězdí. Blízko ekliptiky najdeme i všechny planety Sluneční soustavy i Měsíc.

Rovina ekliptiky je rovina, ve které obíhá Země kolem Slunce. Tato rovina se s časem téměř nemění, a proto je vhodná pro definování soustavy souřadnic (ekliptikální souřadnice). Všechny planety Sluneční soustavy obíhají kolem Slunce v rovinách, které se od roviny ekliptiky liší málo. Tato skutečnost je pravděpodobně důsledkem vývoje Sluneční soustavy z plynného protoplanetárního disku

Rovníkové souřadnice

Obdobou zeměpisných souřadnic jsou astronomické souřadnice.

Rovníkové souřadnice představují jeden ze systémů souřadnic pro mapování objektů na obloze. Středem souřadnic je střed Země a základní rovina je dána nebeským rovníkem, tj. promítnutím zemského rovníku na nebeskou sféru.

Rektascenze je úhel měřený ve stupních nebo hodinách v rovině rovníku od jarního bodu. Rektascenze jarního bodu je 0° (0 h), rektascenze podzimního bodu je 180° (12 h). Je obdobou zeměpisné délky. Častěji se udává v hodinách, minutách a sekundách. Jedna hodina odpovídá úhlu 15°.

Deklinace je úhel měřený ve stupních na deklinačních kružnicích. Deklinační kružnice jsou hlavní kružnice kolmé k nebeskému rovníku. Deklinace světového rovníku je 0°, deklinace severního světového pólu je 90°, deklinace jižního světového pólu je -90°. Je obdobou zeměpisné šířky. Deklinační kružnice (prochází severním a jižním světovým pólem) procházející navíc jarním a podzimním bodem se nazývá kolur rovnodennosti.

Sklon rotační osy planety je v astronomii odchylka rotační osy planety od oběžné roviny, tj. od roviny ve které kolem své hvězdy obíhá. Vyjadřuje se v úhlových stupních. Je dána úhlem, který svírá osa rotace s kolmicí k oběžné rovině. U Země činí zhruba 23,5°.

Pokud by se sklon rotační osy Země blížil 0°, Slunce by bylo v zenitu vždy v oblasti na rovníku. Na pólech by nedocházelo k polárním nocím a dnům. Podnebí, srážky a průměrné teploty by byly určeny hlavně zeměpisnou šířkou. Formy života na Zemi by neměly důvod přizpůsobovat se změnám v ročních obdobích, neboť by žádné změny nenastávaly.

Pokud by se sklon rotační osy Země blížil 90°, přijímala by jedna polovina povrchu Země po dobu půl roku sluneční světlo, zatímco druhá by mu byla skryta a tento stav by se navzájem v průběhu roku střídal. Organismy na Zemi by se musely přizpůsobit takto pomalému střídání ročních období.

Precese zemské osy je krouživý pohyb zemské osy přibližně po plášti dvojkužele. Jde o speciální případ obecného fyzikálního jevu, pozorovaného u rotujících hmotných těles (setrvačníků) a zvaného precese.

Jde o velmi složitý pohyb, skládající se z několika složek. Nejvýznamnějším vlivem způsobujícím precesi zemské osy je gravitační působení Měsíce a Slunce na zemské těleso. Protože Země nemá tvar koule, ale přibližně tvar rotačního elipsoidu, snaží se Měsíc stočit osu zemského tělesa tak, aby se rovníková výduť Země dostala do roviny oběhu Měsíce kolem Země. Podobně gravitační síla Slunce se snaží stejným způsobem dostat rovníkovou výduť do roviny oběhu Země kolem Slunce (tedy do roviny ekliptiky). Oba tyto vlivy působí na Zemi, kterou si můžeme představit jako obrovský setrvačník, tak, že její osa vykonává precesní pohyb (vychyluje se ve směru kolmém na okamžitou polohu osy zemské rotace a zároveň kolmou na dvojici gravitačních sil působících na rovníkovou výduť). Současná hodnota posuvu jarního bodu je přibližně 50˝ za rok, a to proti směru zdánlivého pohybu Slunce po nebeské sféře. Z této hodnoty asi 60 % připadá na gravitační vliv Měsíce a 40 % na vliv Slunce.

Osa dvojkužele, který přitom zemská osa opisuje, míří k pólu ekliptiky, který se nachází v souhvězdí Draka, vzdálen od světového pólu v současnosti o úhel 23,5° (tj. o sklon zemského rovníku k rovině ekliptiky). Zemská osa pouze působením precese vykoná plný kruh za dobu asi 26 000 let (přesně 25 725 let). Tato perioda se nazývá Platónský rok. Po jejím uplynutí se nebeský pól vrátí na dnešní místo.

V důsledku precese zemské osy dochází k posunu začátků jednotlivých ročních období. Zhruba za polovinu Platónského roku (asi 13 000 let) dojde následkem změny orientace zemské osy v prostoru k tomu, že severní polokoule bude v červenci odvrácena od Slunce a naopak v prosinci ke Slunci přivrácena. Tedy bude tomu přesně naopak, než dnes. Následkem toho  jaro na severní polokouli nebude začínat 21. března, ale okolo 23. září. Klimatické léto počne těsně před Vánoci, tedy 21. prosince, zatímco klimatická zima bude mít svůj počátek před dnešními hlavními školními prázdninami – 21. června.

Délka ročních období

Průběh a především délka ročních období na severní a jižní polokouli jsou odlišné. Léto na severní polokouli je – v důsledku excentricity oběžné dráhy Země kolem Slunce – o 4,5 dne delší než zima. Na jižní polokouli je tomu naopak.

Tyto rozdíly mají za následek klimatické rozdíly mezi severní a jižní polokouli. Sklon zemské osy (23,5°) a rozdílná vzdálenost Země od Slunce v perihéliu a aféliu mají také za následek klimatické rozdíly mezi jednotlivými ročními obdobími. Jak na severní, tak na jižní polokouli.

zdroj: Anexia