Prokletá rovnodennost! Kdy vlastně začíná jaro?

Rok co rok se opakuje diskuse nad začátkem jara. Nejinak tomu zajisté budei 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 března 20. 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 začíná ne 20. března obecně, ale přesně v 17 h 56 m 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 datumu 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.

Jde o sekundy!

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.

Samé pověry, žádná pravda...

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. jen na počátku století. Ale už v roce 1920 se poprvé objevuje datum 20. 3. a poté se toto datum v seznamu začíná vyskytovat stále častěji a dnes již výrazně převažuje. Tak to bude pokračovat i v budoucnu. V 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 pohybem ideálního Slunce po ekliptice, opožďuje každý následující rok o oněch přebývajících 5 h 49 min. Zařazením přestupného roku se pak okamžik jarní rovnodennosti „předběhne“ o 24 h minus 5 h 49 min, tedy 18 h 11 min. V námi používaném řehořském kalendáři vystupuje 400letý cyklus. Rokem 2000 jsme vstoupili do nového cyklu a na jeho začátku vzniknou největší rozdíly.

Tak tuhle pravdu si taky škrtněte!

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. Den rovnodennosti je skutečně geometrický střed Slunce nad obzorem po dobu 12 hodin a z toho by mělo vyplývat, že délka dne, tedy počet hodin denního světla, a noci bude 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 Slunce je totiž definován jako okamžik, kdy se horizontu ráno při východu či večer při západu dotkne ne 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 konstatování, že den a noc se rovnají platí? 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 toto datum se stejnou rezervou, jako začátek jara 21. 3. – rok od roku se může v řádu až dnů posouvat...

Karel Halíř, Hvězdárna Rokycany