rovnodennosti a slunovraty

Rovnodennosti a slunovraty

• kategorie: kosmické jevy
• poloha: 00°00′ s.š., 00°00′ z.d.
• družice: MSG-4
• datum pořízení snímků: 20.3. 2022 [1], 21.6. 2022 [2], 23.9. 2022 [3], 21.12. 2022 [4]

Země, coby planeta sluneční soustavy, obíhá Slunce po eliptické dráze, přičemž jeden oběh odpovídá jednomu roku. Současně se však Země otáčí i kolem své osy. Délka jedné otočky pak odpovídá jednomu dni. Zemská rotační osa ovšem není kolmá na rovinu oběhu kolem Slunce, ale je vůči ní skloněná přibližně o 23.5°. Tato zdánlivá drobnost má ovšem pro nás (a obecně pro veškerý život na Zemi) poměrně zásadní důsledky, z nichž tím zřejmě vůbec nejdůležitějším je střídání ročních období. To má v různých částech světa různý charakter od střídání období sucha a období dešťů v tropických oblastech, přes klasická čtyři roční období (jaro, léto, podzim a zimu) v mírných šířkách až po střídání polárního dne a polární noci v polárních oblastech. Díky sklonu rotační osy Země vůči rovině oběžné dráhy totiž v průběhu roku dochází ke změně výšky, do jaké Slunce na obloze v daném místě vystoupí nad obzor, což pak zase dále souvisí s tím, kolik slunečního záření na povrch Země dopadá a jak dlouhou dobu je povrch Sluncem osvícen (lidově: s tím, jak dlouho trvá noc a den). V tomto ohledu je pak možné vymezit dvě extrémní situace – rovnodennosti (aequinoctium) a slunovraty (solstitium).

Březnová (z pohledu severní polokoule „jarní“) rovnodennost nastává ve chvíli, kdy se slunce na obloze nachází v rovině zemského rovníku. Obě zemské polokoule (severní a jižní) jsou osvíceny stejně. Na rovníku svítí v poledne slunce přímo v nadhlavníku. Den a noc pak jsou stejně dlouhé a trvají přibližně 12 hodin (ve skutečnosti to ale není tak docela pravda, neboť díky lomu slunečních paprsků v zemské atmosféře je o rovnodennosti den ve skutečnosti o cca 10 minut delší než noc). Na severním pólu slunce právě vychází (a začíná tak tzv. polární den), zatímco na jižním pólu slunce zapadá, čímž zde začíná polární noc. V minulosti jarní rovnodennost nastávala zpravidla 21. března, avšak nyní je to 20. března (jarní rovnodennost opět nastane 21. března teprve 2102).

Země se následně ke Slunci začíná stále více a více přiklánět svou severní polokoulí, a to až do 21. června, kdy nastává (z pohledu severní polokoule) letní slunovrat. Na severní polokouli v ten den dosahuje slunce své maximální výšky. Na obratníku Raka (na 23.5° severní šířky) stojí slunce v poledne v nadhlavníku. V našich zeměpisných šířkách pak dosahuje výšky 63.5°, zatímco na severním pólu vystupuje 23.5° nad obzor. V místech mezi obratníkem Raka a severním polárním kruhem pak nastává nejdelší den (a nejkratší noc v roce). V našich končinách je v tuto dobu slunce přibližně 16 hodin nad obzorem, zatímco pod ním setrvává 6 hodin.

Poté se začne severní zemská polokoule od slunce opět odklánět a 23. září nastává druhá (z pohledu severní polokoule podzimní) rovnodennost. Den a noc jsou opět stejně dlouhé. Zatímco na rovníku stojí slunce v poledne opět v nadhlavníku, na severním pólu právě zapadá a začíná zde tzv. polární noc. Na jižní pólu v tuto dobu slunce naopak vychází a začíná zde polární den. Zajímavostí, kterou si ale jen málokdo hned uvědomí, je, že o podzimní rovnodennosti je (na severní polokouli) výrazně tepleji než o jarní rovnodennosti – přestože v obou těchto dnech na povrch dopadá stejné množství slunečního záření. Čím je to způsobeno? Zemský povrch se chová trochu jako obrovský akumulátor energie. A tak zatímco o jarní rovnodennosti je zemský povrch prochladlý (po právě skončivší zimě), o podzimní rovnodennosti je naopak prohřátý (po létu).

V dalším období se Země začíná ke slunci přiklánět naopak jižní polokoulí a to až do 21. prosince, kdy nastává (z pohledu severní polokoule) zimní slunovrat. Slunce na severní polokouli dosahuje vůbec nejnižší výšky nad obzorem (v naší zeměpisné šířce je to 16.4°) což odpovídá nejkratšímu dni a naopak nejdelší noci (u nás v tento okamžik trvá den 6 hodin, zatímco noc 16 hodin). Naopak na obratníku Kozoroha (23.5° jižní šířky) bychom v poledne spatřili slunce přímo v nadhlavníku. Abychom pochopili, proč má (zdánlivě tak malý) sklon zemské osy tak velký význam pro to, jaké panuje zrovna počasí, uveďme, že okamžité množství záření dopadající v našich zeměpisných šířkách na povrch (či přesněji na horní hranici zemské atmosféry) v okamžiku zimního slunovratu představuje pouhých přibližně 30 % ve srovnání s množství záření, které dopadá v okamžiku letního slunovratu. K tomu si navíc připočítejme výrazný rozdíl v délce doby, kdy je povrch slunce ozářen.