Ako vzniká rovnodennosť

Dvakrát za rok sa stane, že deň aj noc sú na celej zemeguli – s výnimkou južného a severného pólu – rovnako dlhé. Tento jav nazývame rovnodennosť. Jeho príčinou je nebeská mechanika pohybu Zeme okolo Slnka.

Polohy Slnka pri rovnodennosti a slnovratoch (pri zdanlivom pohybe Slnka okolo Zeme, zemská osa je zobrazená zvisle).

Práve v tomto mesiaci, presnejšie 22. septembra o 22:02 h letného stredoeurópskeho času (LSEČ) nastane tzv. jesenná rovnodennosť. Slnko bude v tomto okamihu svietiť kolmo na zemský rovník, bude sa nachádzať v nadhlavníku. Týmto okamihom sa odštartuje na severnej pologuli astronomická jeseň. Astronomická jar sa v roku 2017 začala v pondelok 20. marca o 11:19 h stredoeurópskeho času (SEČ), keď nastala tzv. jarná rovnodennosť.

Rovnodennosťou sa začínal babylonský rok
Časy výskytu rovnodennosti si všímali už starovekí Babylončania, ktorí boli skvelými astronómami. Ich poznatky prevzali národy, ktoré sa zaujímali o prírodné vedy, o pozorovanie oblohy a astronómiu. Babylonský nový rok sa nezačínal v zime, ale v deň jarnej alebo jesennej rovnodennosti. Pojem jesennej a jarnej rovnodennosti používame dodnes. Vysvetlenie tohto javu vychádza z pohybu Zeme okolo svojej osi a pohybu Zeme okolo Slnka.

Rovník a ekliptika
Zem vykonáva v priestore dva základné pohyby: rotuje okolo svojej osi a obieha okolo Slnka. Pre pozorovateľa na Zemi tieto pohyby na oblohe definujú dve najdôležitejšie kružnice: rovník a ekliptiku. Rovník určuje zemská rotácia – jeho rovina je kolmá na zemskú (rotačnú) os. Svetový rovník na oblohe si možno predstaviť ako priemet pozemského rovníka na oblohu. Ekliptika je kružnica, priesečnica roviny dráhy Zeme s nebeskou sférou, alebo – pri pohľade zo Zeme – kružnica, po ktorej sa zdanlivo pohybuje Slnko. Rotačná os Zeme s ňou zviera uhol 66,5°.

Slnko len dva dni v roku, počas jesennej a jarnej rovnodennosti, vychádza presne na východe a zapadá presne na západe.

Dva okamihy v roku
Jav rovnodennosti je spôsobený sklonom zemskej osi k rovine ekliptiky a obehom Zeme okolo Slnka. Okamih, v ktorom Slnko pri svojom zdanlivom pohybe po ekliptike prechádza priesečníkom svetového rovníka, nazývame rovnodennosťou. Alebo, povedané aj inak, pri rovnodennosti prechádza svetový rovník slnečným kotúčom. Ide o miesta na dráhe obehu Zeme okolo Slnka, v ktorých platí, že zemská os smeruje najmenej preč od Slnka a najmenej presne k Slnku, t. j. smeruje najviac nabok od Slnka. K tomuto javu dôjde dvakrát v roku. Rovnodennosťou tak nazývame dva dni v roku, presnejšie dva okamihy v roku. Poloha Zeme v týchto dvoch okamihoch spôsobuje, že na severnú aj južnú pologuľu dopadajú slnečné lúče rovnako, teda deň je približne rovnako dlhý ako noc.

Začiatok jesene a jari
Deň, keď sa na severnej pologuli začína astronomická jeseň a na južnej pologuli astronomická jar, nazývame jesenná rovnodennosť, deň, keď sa na severnej pologuli začína astronomická jar a na južnej pologuli astronomická jeseň, nazývame jarná rovnodennosť. Na severnej pologuli klesá Slnko v čase jesennej rovnodennosti pod nebeský rovník. Tento okamih označuje začiatok astronomickej jesene na severnej pologuli, ktorá trvá až do zimného slnovratu (21. alebo 22. decembra). Uhol sklonu roviny zemského rovníka s rovinou ekliptiky je 23,5°. Poludňajšia výška Slnka nad obzorom sa preto v priebehu roka pre všetky miesta na Zemi mení o dvojnásobok tejto hodnoty, teda o 47°. U nás je to od 18° pri zimnom slnovrate až po 65° pri letnom slnovrate. Pri jesennej aj jarnej rovnodennosti Slnko na pravé poludnie u nás dosahuje výšku nad obzorom približne 48,5°. Výška Slnka nad horizontom sa vtedy rovná
výške svetového rovníka v danej zemepisnej šírke (hodnota 48,5° je približne zemepisná šírka geografického stredu Slovenska).

Slnko je v zime počas celého dňa na oblohe oveľa nižšie ako počas letných dní, keď vychádza vysoko nad obzor. Dni v zime sú preto oveľa kratšie ako v lete. Podobné rozdiely môžeme pozorovať aj v dĺžke tieňa počas jednotlivých období v roku.

Každý rok v inom čase
Jesenná rovnodennosť je teda okamih, keď Slnko pretína nebeský rovník a počas ďalších dní – až do jarnej rovnodennosti – sa nachádza pod ním. Poludňajšia výška Slnka na jeseň postupne klesá až na 18,5°, ktorú dosiahne pri zimnom slnovrate v decembri – vtedy je najkratší deň v roku a najdlhšia noc. Na severnej pologuli sa dni od jesennej rovnodennosti do zimného slnovratu skracujú, na južnej sa predlžujú.
Tohto roku nastane jesenná rovnodennosť 22. septembra o 22:02 h LSEČ. Rovnodennosť nastáva obvykle 22. alebo 23. septembra, 21. septembra nastane až v roku 2092 a 24. septembra až v roku 2303. Okamih jesennej a jarnej rovnodennosti teda nenastáva každý rok v rovnakom čase. Príčinou je rozdielna dĺžka astronomického a občianskeho roku a vkladanie priestupného dňa do kalendára každý štvrtý rok.

Juliánsky a Gregoriánsky kalendár
Keď Julius Caesar položil základy pre juliánsky kalendár v roku 45 pred naším letopočtom, stanovil 25. marec ako dátum jarnej rovnodennosti. Pretože juliánsky rok je v priemere dlhší ako tropický rok o približne 11,3 minúty (alebo 1 deň za 128 rokov), tento dátum sa počas storočí posunul tak, že v roku 300 nášho letopočtu sa jarná rovnodennosť posunula približne na 21. marec a v roku 1500 až na 11. marec. K podobným posunom dochádzalo aj pri určovaní presného dátumu jesennej rovnodennosti. Kvôli týmto zmenám
pápež Gregor XIII. vytvoril moderný gregoriánsky kalendár. Pápež chcel zosúladiť dátum jarnej rovnodennosti s dátumom Veľkej noci z Nicejskej rady z roku 325 nášho letopočtu, a teda chcel presunúť dátum jarnej rovnodennosti na 21. marec. Astronómovia však tieto dátumové modifikácie vyriešili tak, že dátum rovnodenností sa bude pohybovať od 19. do 21. marca, ale nikdy nie 22. marca.

Vychádza na východe, zapadá na západe
Pojem rovnodennosť má viacero významov. Jedným z najznámejších chápaní rovnodennosti je, že ide o jeden z dvoch dní v roku, počas ktorých sú deň aj noc takmer rovnako dlhé – teda trvajú 12 hodín. Slovo rovnodennosť, odborne nazývaná aj ekvinokcium, pochádza z latinského aequinoctia. Počas týchto dvoch okamihov rovnodennosti na rovníku dopadajú slnečné lúče kolmo na zemský povrch, Slnko je tam v nadhlavníku. Pri rovnodennosti sa dajú z východu a západu Slnka presne určiť svetové strany. Slnko vychádza presne na východe a zapadá presne na západe.

Dopad slnečných lúčov na Zem počas dní rovnodennosti. Treba si uvedomiť, že zemská os je v tomto momente kolmo na dopadajúce lúče Slnka, ale šikmo na rovinu obrázka, teda aj na rovinu ekliptiky, uhol sklonu je 66,5°.

Polárna noc a polárny deň
Pri jesennej rovnodennosti na severnom póle sa začína polárna noc a na južnom póle sa začína polárny deň. Hovoríme, že Slnko má nulovú deklináciu. Na severnom póle sa Slnko plazí po obzore a na rovníku je v nadhlavníku. Rovnodennosťou označujeme aj jeden
z dvoch okamihov za rok, počas ktorých zdanlivá geocentrická ekliptikálna dĺžka Slnka je 0°, resp. 180°. Body ekliptiky, v ktorých sa nachádza Slnko v okamihu rovnodenností, sa nazývajú body rovnodennosti (ekvinokciálne body) – buď jesenný, alebo jarný bod. Počas letného slnovratu dosahuje Slnko výšku na severnom póle +23,5º a počas zimného slnovratu -23,5º. Ekliptika (zdanlivý pohyb Slnka okolo Zeme) teda zviera s nebeským rovníkom uhol 23,5º, pričom sa tieto dve kružnice pretínajú v dvoch bodoch – v bode jarnej a jesennej rovnodennosti.

Mgr. Viktória Zemančíková, PhD.
Slovenský zväz astronómov
Ilustrácie Marcela Pekarčíková

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 9/2017.

Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.

Komentáre