Rovnodennost - Equinox

UT datum a čas
rovnodenností a slunovratů na Zemi
událost rovnodennost slunovrat rovnodennost slunovrat
Měsíc březen červen září prosinec
rok den čas den čas den čas den čas
2016 20 04:31 20 22:35 22 14:21 21 10:45
2017 20 10:29 21 04:25 22 20:02 21 16:29
2018 20 16:15 21 10:07 23 01:54 21 22:22
2019 20 21:58 21 15:54 23 07:50 22 04:19
2020 20 03:50 20 21:43 22 13:31 21 10:03
2021 20 09:37 21 03:32 22 19:21 21 15:59
2022 20 15:33 21 09:14 23 01:04 21 21:48
2023 20 21:25 21 14:58 23 06:50 22 03:28
2024 20 03:07 20 20:51 22 12:44 21 09:20
2025 20 09:02 21 02:42 22 18:20 21 15:03
2026 20 14:46 21 08:25 23 00:06 21 20:50

Rovnodennost je okamžik v čase, kdy se letadlo z Země je rovník prochází geometrickým středem Sun 'disk s. K tomu dochází dvakrát ročně, kolem 20. března a 23. září . Jinými slovy, je to okamžik, ve kterém je střed viditelného Slunce přímo nad rovníkem.

Slovo je odvozeno z latinského aequinoctium , z aequus (rovný) a nox ( genitiv noctis ) (noc). V den rovnodennosti mají den a noc po celé planetě přibližně stejné trvání. Nejsou však přesně stejné, protože úhlová velikost Slunce, lom atmosféry a rychle se měnící délka dne, ke které dochází ve většině zeměpisných šířek kolem rovnodenností. Dlouho před pojetím této rovnosti si primitivní rovníkové kultury všimly dne, kdy Slunce vychází na východ a zapadá přímo na západ , a skutečně se to děje v den nejblíže astronomicky definované události. V důsledku toho je podle správně postavených a zarovnaných slunečních hodin denní doba 12 hodin.

Na severní polokouli se březnová rovnodennost nazývá jarní nebo jarní rovnodennost, zatímco zářijová se nazývá podzimní nebo podzimní rovnodennost. Na jižní polokouli je to přesně naopak. V průběhu roku se rovnodennosti střídají se slunovraty . Skokové roky a další faktory způsobují, že se data obou událostí mírně liší.

Hemisféricky neutrální názvy jsou rovnodennost na sever pro březnovou rovnodennost , což naznačuje, že v tu chvíli sluneční deklinace překračuje nebeský rovník severním směrem a rovnodennost na jih pro zářijovou rovnodennost , což naznačuje, že v tu chvíli sluneční deklinace překračuje nebeskou rovník na jih.

Od měsíce (a v menší míře planet) způsobí orbitu Země k mírně lišit od dokonalého elipsy , rovnodennost je oficiálně definován více pravidelným slunečním ekliptické délky spíše než jeho sklonu . Okamžiky rovnodenností jsou v současné době definovány jako případy, kdy je zdánlivá geocentrická délka Slunce 0 ° a 180 °.

Rovnodennosti na Zemi

Všeobecné

Systematicky pozorováním východu slunce lidé zjistili, že k němu dochází mezi dvěma extrémními místy na horizontu, a nakonec zaznamenali střed mezi nimi. Později se zjistilo, že k tomu dochází v den, kdy je trvání dne a noci prakticky stejné a slovo „rovnodennost“ pochází z latinského aequus , což znamená „rovný“, a nox , což znamená „noc“.

Na severní polokouli je jarní rovnodennost (březen) ve většině kultur obvykle začátkem jara a je považována za začátek nového roku v asyrském kalendáři , hinduistickém a perském nebo íránském kalendáři , zatímco podzimní rovnodennost (září) znamená začátek podzimu. Také starověké řecké kalendáře měly začátek roku buď na podzimní nebo jarní rovnodennosti a některé na slunovraty. Mechanismus Antikythéry předpovídá rovnodennosti a slunovraty.

Rovnodennosti jsou jediné časy, kdy je solární terminátor („okraj“ mezi nocí a dnem) kolmý na rovník. Výsledkem je, že severní a jižní polokoule jsou stejně osvětlené.

Ze stejného důvodu je to také doba, kdy Slunce vychází pro pozorovatele na jednom z rotačních pólů Země a zapadá na druhém. Na krátkou dobu trvající přibližně čtyři dny jsou severní i jižní pól na denním světle. Například v roce 2021 je východ slunce na severním pólu 18. března 07:09 UTC a západ slunce na jižním pólu je 22. března 13:08 UTC. Také v roce 2021 je východ slunce na jižním pólu 20. září 16:08 UTC a západ slunce na severním pólu je 24. září 22:30 UTC.

Jinými slovy, rovnodennosti jsou jediné časy, kdy je subsolarní bod na rovníku, což znamená, že Slunce je přesně nad hlavou v bodě na rovníkové přímce. Subsolarní bod protíná rovník pohybující se na sever při březnové rovnodennosti a na jih při zářijové rovnodennosti.

datum

Když Julius Caesar založil juliánský kalendář v roce 45 před naším letopočtem, vydal 25. března jako datum jarní rovnodennosti; to už byl počáteční den roku v perském a indickém kalendáři. Protože je juliánský rok delší než tropický rok v průměru asi o 11,3 minuty (nebo 1 den za 128 let), kalendář se „posunul“ s ohledem na dvě rovnodennosti - takže v roce 300 n. L. Nastala jarní rovnodennost asi 21. března , a v roce 1580 n. l. se posunul dozadu k 11. březnu.

Tento drift přiměl papeže Řehoře XIII., Aby vytvořil moderní gregoriánský kalendář . Papež chtěl i nadále dodržovat nařízení Nicejského koncilu z roku 325 n. L. Týkající se data Velikonoc , což znamená, že chtěl přesunout jarní rovnodennost na datum, kdy v tu dobu připadl (21. března je den přidělený k ní ve velikonoční tabulce juliánského kalendáře) a udržovat ji kolem toho data v budoucnosti, čehož dosáhl snížením počtu přestupných let ze 100 na 97 každých 400 let. Zůstala však malá reziduální variace v datu a čase jarní rovnodennosti asi ± 27 hodin od její průměrné polohy, prakticky vše proto, že distribuce 24hodinových centurálních přestupných dnů způsobuje velké skoky (viz slunovrat v Gregoriánském kalendáři ).

Moderní data

Data rovnodennosti se během přestupného cyklu postupně mění, protože gregoriánský kalendářní rok není úměrný období revoluce Země kolem Slunce. Období začínají přibližně ve stejnou dobu teprve po úplném gregoriánském přestupném cyklu 400 let. V 21. století bude nejdříve březnová rovnodennost 19. března 2096, poslední 21. března 2003. Nejstarší zářijová rovnodennost bude 21. září 2096 a poslední 23. září 2003 ( světový čas ).

Jména

  • Jarní rovnodennost a podzimní rovnodennost: tato klasická jména jsou přímými deriváty latiny ( ver = jaro a podzimus = podzim). Jedná se o historicky univerzální a stále nejpoužívanější termíny pro rovnodennosti, ale jsou potenciálně matoucí, protože na jižní polokouli se jarní rovnodennost nevyskytuje na jaře a podzimní rovnodennost nenastává na podzim. Ekvivalentní anglické termíny jarní rovnodennost a podzimní (nebo podzimní) rovnodennost jsou ještě nejednoznačnější. Pro lidi je stále běžnější označovat zářijovou rovnodennost na jižní polokouli jako jarní rovnodennost.
  • Březnová rovnodennost a zářijová rovnodennost : názvy odkazující na měsíce v roce, ve kterých se vyskytují, bez jakýchkoli nejasností, která polokoule je kontextem. Stále však nejsou univerzální, protože ne všechny kultury používají kalendář založený na sluneční energii, kde se rovnodennosti vyskytují každý rok ve stejném měsíci (jako například v islámském kalendáři a hebrejském kalendáři ). Ačkoli se termíny v 21. století staly velmi běžnými, někdy byly používány přinejmenším tak dávno jako v polovině 20. století.
  • Severní rovnodennost a rovnodennost na jih : názvy odkazující na zjevný směr pohybu Slunce. K rovnodennosti na sever dochází v březnu, kdy Slunce překračuje rovník z jihu na sever, a k rovnodennosti na jih dochází v září, kdy Slunce překračuje rovník ze severu na jih. Tyto termíny lze jednoznačně použít pro jiné planety. Jsou zřídka vidět, i když byly poprvé navrženy před více než 100 lety.
  • První bod Berana a první bod Vah : jména odkazující na astrologická znamení, do kterých vstupuje Slunce. Nicméně, precese rovnodenností posunula tyto body do souhvězdí Ryb a Virgo , v tomto pořadí.

Délka rovnodenního dne a noci

Obrysový graf hodin denního světla jako funkce zeměpisné šířky a dne v roce, ukazující přibližně 12 hodin denního světla ve všech zeměpisných šířkách během rovnodenností
Země při rovnodennosti v březnu 2019

Den je obvykle definován jako období, kdy sluneční světlo dopadá na zem bez místních překážek. V den rovnodennosti tráví střed Slunce zhruba stejné množství času nad a pod horizontem na každém místě na Zemi, takže noc a den jsou přibližně stejně dlouhé. Východ a západ slunce lze definovat několika způsoby, ale rozšířená definice je doba, kdy je horní končetina Slunce v rovině s horizontem. S touto definicí je den delší než noc v rovnodennosti:

  1. Ze Země se Slunce jeví spíše jako kotouč než jako světelný bod, takže když je střed Slunce pod horizontem, může být viditelný jeho horní okraj. Východ slunce , který začíná ve dne, nastává, když se vrchol slunečního disku objeví nad východním horizontem . V tom okamžiku je střed disku stále pod horizontem.
  2. Zemská atmosféra láme sluneční světlo. V důsledku toho pozorovatel vidí denní světlo, než se vrchol slunečního disku objeví nad horizontem.

V tabulkách východ/západ slunce se předpokládá , že atmosférický lom je 34 úhlových minut a předpokládaný semidiametr (zdánlivý poloměr ) Slunce je 16  úhlových minut . (Zdánlivý poloměr se mírně liší v závislosti na ročním období, v lednu na periheliu o něco větší než v červenci na aféliu , ale rozdíl je poměrně malý.) Jejich kombinace znamená, že když je horní končetina Slunce na viditelném horizontu, jeho střed je 50 úhlových minut pod geometrickým horizontem, který je průsečíkem s nebeskou sférou horizontální roviny okem pozorovatele.

Tyto efekty způsobují, že den je o 14 minut delší než noc na rovníku a stále delší vůči pólům. Skutečná rovnost dne a noci se odehrává pouze na místech dostatečně vzdálených od rovníku, aby měl sezónní rozdíl v délce dne alespoň 7 minut, ve skutečnosti k tomu došlo několik dní směrem k zimní straně každé rovnodennosti.

Časy západu a východu slunce se liší podle polohy pozorovatele ( zeměpisná délka a šířka ), takže data, kdy jsou den a noc stejná, závisí také na poloze pozorovatele.

Třetí korekcí pro vizuální pozorování východu nebo západu slunce je úhel mezi zdánlivým horizontem pozorovaným pozorovatelem a geometrickým (nebo rozumným) horizontem. Toto je známé jako pokles horizontu a pohybuje se od 3 úhlových minut pro diváka stojícího na břehu moře do 160 úhlových minut pro horolezce na Everestu. Vliv většího ponoru na vyšší objekty (dosahující na Everestu přes 2½ ° oblouku) odpovídá za fenomén sněhu na vrcholku hory, který se ve slunečním světle zlatě mění dlouho předtím, než jsou osvětleny nižší svahy.

Datum, kdy jsou den a noc přesně stejné, se nazývá ekvilux ; neologismus , věřil k byli vytvořeni v roce 1980 dosáhl více rozšířené uznání v 21. století. Při nejpřesnějších měřeních je skutečná rovnodennost vzácná, protože délky dne a noci se kolem rovnodennosti mění rychleji než kdykoli jindy v roce. Ve středních zeměpisných šířkách se denní světlo při rovnodennostech zvyšuje nebo snižuje přibližně o tři minuty denně, a tak sousedící dny a noci dosahují pouze jedné minuty od sebe. Datum nejbližší aproximace ekviluxu se mírně liší podle zeměpisné šířky; ve středních zeměpisných šířkách se vyskytuje několik dní před jarní rovnodenností a po podzimní rovnodennosti na každé příslušné polokouli.

Geocentrický pohled na astronomická období

V pololetí soustředěném na červnový slunovrat vychází Slunce severně od východu a zapadá severně od západu, což znamená delší dny s kratšími noci na severní polokouli a kratší dny s delšími noci na jižní polokouli. V pololetí se středem prosincového slunovratu vychází Slunce na jih od východu a zapadá na jih od západu a doba dne a noci se mění.

Také v den rovnodennosti vychází Slunce všude na Zemi (kromě pólů) přibližně v 06:00 a zapadá přibližně v 18:00 (místního slunečního času). Tyto časy nejsou přesné z několika důvodů:

  • Většina míst na Zemi používá časové pásmo, které se liší od místního slunečního času o minuty nebo dokonce hodiny. Pokud například místo používá časové pásmo s referenčním poledníkem 15 ° na východ, Slunce vyjde kolem 07:00 na rovnodennosti a zapadne o 12 hodin později kolem 19:00.
  • Délka dne je také ovlivněna proměnnou oběžnou rychlostí Země kolem Slunce. Tento kombinovaný efekt je popsán jako rovnice času . Takže ani místa, která leží na referenčním poledníku svého časového pásma, neuvidí východ a západ slunce v 6:00 a 18:00. Při březnové rovnodennosti jsou o 7–8 minut později a při zářijové rovnodennosti zhruba o 7–8 minut dříve.
  • Východ a západ slunce jsou běžně definovány pro horní končetinu slunečního disku, nikoli pro jeho střed. Horní končetina je již alespoň minutu vzhůru, než se objeví střed, a horní končetina podobně zapadá později než střed slunečního disku. Také, když je Slunce blízko horizontu, atmosférický lom posune svou zdánlivou polohu nad svou skutečnou polohu o něco více, než je její vlastní průměr. Díky tomu je východ slunce o více než dvě minuty dříve a západ slunce o stejnou dobu později. Tyto dva efekty kombinují, aby den rovnodennosti byl 12 h 7 m dlouhý a v noci pouze 11 h 53 m . Všimněte si však, že tato čísla platí pouze pro tropy. U mírných zeměpisných šířek se nesrovnalost zvyšuje (např. 12 minut v Londýně); a blíže k pólům se stává mnohem větší (z hlediska času). V den rovnodennosti je Slunce až asi 100 km od každého pólu na 24 hodin.
  • Výška horizontu mění délku dne. Pro pozorovatele na vrcholu hory je den delší, zatímco stání v údolí den zkrátí.
  • Slunce má v průměru větší průměr než Země, takže více než polovina Země je v jednom okamžiku ve slunečním světle (protože nerovnoběžné paprsky vytvářejí tečné body za linií stejné noci a dne).

Denní sluneční oblouky

Některá z výše uvedených tvrzení lze objasnit zobrazením denního oblouku (tj. Cesty, po které se zdá, že se Slunce pohybuje po obloze). Obrázky to ukazují každou hodinu v den rovnodennosti. Kromě toho jsou pod obzorem naznačena i některá „duchová“ slunce, a to až 18 ° pod ním; Slunce v takových oblastech stále způsobuje soumrak . Níže uvedená vyobrazení lze použít pro severní i jižní polokouli. Rozumí se, že pozorovatel sedí poblíž stromu na ostrově zobrazeném uprostřed oceánu; zelené šipky udávají směr.

  • Na severní polokouli je sever vlevo, Slunce vychází na východě (šipka daleko), kulminuje na jihu (šipka vpravo), přičemž se pohybuje doprava a zapadá na západě (šipka blízko).
  • Na jižní polokouli je jih vlevo, Slunce vychází na východě (blízko šipka), kulminuje na severu (šipka vpravo), přičemž se pohybuje doleva a zapadá na západě (šipka daleko).

Jsou znázorněny následující speciální případy:

Nebeské souřadnicové systémy

Nebeská sféra

Rovnodennost března nastává o tom, kdy se objeví Sun překročit rovníku na sever. Na severní polokouli se pro tuto událost používá termín jarní bod a pro přesný směr v prostoru, kde v té době existuje Slunce. Tento bod je původem některých nebeských souřadnicových systémů , které jsou obvykle zakořeněny v astronomické epochě, protože se v průběhu času postupně mění ( precesuje ):

Diagram rozdílu mezi nebeskou délkou Slunce na nule a její deklinací na nule. Jeho nebeská šířka nikdy nepřesáhne 1,2  arcsekundy , ale v tomto diagramu je přehnaná.

Přesně řečeno, při rovnodennosti je ekliptická délka Slunce nulová. Jeho zeměpisná šířka nebude přesně nulová, protože Země není přesně v rovině ekliptiky. Ani jeho deklinace nebude úplně nulová. Průměrná ekliptika je definována barycentrem Země a Měsíce dohromady, takže orbitální sklon Měsíce způsobuje, že se Země mírně pohybuje nad a pod ekliptikou. Moderní definice rovnodennosti je okamžik, kdy je zdánlivá geocentrická délka Slunce 0 ° ( rovnodennost na sever ) nebo 180 ° ( rovnodennost jihu ). Viz sousední diagram.

V důsledku precese zemské osy se v průběhu času mění poloha jarního bodu na nebeské sféře a podle toho se mění rovníkové a ekliptické souřadnicové systémy. Při zadávání nebeských souřadnic pro objekt je tedy třeba určit, kdy se berou jarní bod a nebeský rovník. Tento referenční čas se nazývá rovnodennost data .

Horní kulminace jarního bodu je považována za začátek hvězdného dne pozorovatele. Úhel hodina jarního bodu je podle definice, pozorovatele hvězdného času .

Při použití současných oficiálních hranic souhvězdí IAU - a s přihlédnutím k proměnné rychlosti precese a rotaci nebeského rovníku - se rovnodennosti posouvají souhvězdími následovně (vyjádřeno v astronomickém číslování roku, kdy rok 0 = 1 př. N. L., −1 = 2 Př . N. L.):

  • Březnová rovnodennost přešla od Býka do Berana v roce −1865, přešla do Ryb v roce −67, přejde do Vodnáře v roce 2597 a poté do Kozoroha v roce 4312. V roce 1489 přišla do 10  obloukových minut od Cetu bez překročení hranice .
  • Zářijová rovnodennost přešla z Vah do Panny v roce −729, přejde do Lva v roce 2439.

Kulturní aspekty

Rovnodennosti jsou někdy považovány za začátek jara a podzimu. V den rovnodenností se slaví řada tradičních dožínek .

Účinky na satelity

Jedním z efektů rovnodenních period je dočasné narušení komunikačních satelitů . U všech geostacionárních satelitů je několik dní kolem rovnodennosti, kdy Slunce jde každý den na krátkou dobu přímo za satelitem vzhledem k Zemi (tj. V šířce paprsku antény pozemní stanice). Obrovská síla Slunce a široké spektrum záření přetíží přijímací obvody pozemské stanice hlukem a v závislosti na velikosti antény a dalších faktorech dočasně narušují nebo degradují obvod. Trvání těchto účinků se liší, ale může se pohybovat od několika minut do hodiny. (Pro dané frekvenční pásmo má větší anténa užší šířku paprsku, a proto dochází k kratšímu trvání oken „Výpadek slunce“.)

Satelity na geostacionární oběžné dráze mají také potíže s udržováním energie během rovnodennosti, protože musí cestovat stínem Země a spoléhat se pouze na napájení z baterie. Satelit obvykle cestuje buď na sever, nebo na jih od zemského stínu, protože zemská osa není jindy přímo kolmá na přímku ze Země na Slunce. Během rovnodennosti, protože geostacionární satelity jsou umístěny nad rovníkem, jsou ve stínu Země nejdelší dobu po celý rok.

Rovnodennosti na jiných planetách

Když je Saturn na rovnodennosti, jeho prstence odrážejí málo slunečního světla, jak je vidět na tomto obrázku Cassini v roce 2009.

Rovnodennosti jsou definovány na jakékoli planetě s nakloněnou osou otáčení. Dramatickým příkladem je Saturn, kde rovnodennost umístí svůj prstencový systém čelem ke Slunci. Díky tomu jsou při pohledu ze Země viditelné pouze jako tenká čára. Při pohledu shora - pohled viděný během rovnodennosti poprvé z kosmické sondy Cassini v roce 2009 - dostávají velmi málo slunečního svitu ; skutečně přijímají více planetárního svitu než světla ze Slunce. K tomuto jevu dochází v průměru jednou za 14,7 roku a může trvat několik týdnů před a po přesné rovnodennosti. Poslední rovnodennost Saturnu proběhla 11. srpna 2009 a další se uskuteční 6. května 2025.

Poslední rovnodennost na Marsu byla 7. února 2021 (severní jaro) a další bude 24. února 2022 (severní podzim).

Viz také

Poznámky pod čarou

Reference

externí odkazy