Tropický rok
Obsah boxu
Tropický rok, známý také jako sluneční rok, je časový úsek, který uplyne mezi dvěma po sobě následujícími průchody Slunce jarním bodem. Jednodušeji řečeno, je to doba, za kterou se Země vrátí do stejné polohy vůči Slunci z hlediska ročních období (například od jedné jarní rovnodennosti k další). Právě na délce tropického roku je založen Gregoriánský kalendář, který se používá ve většině světa.
Průměrná délka tropického roku je přibližně **365,24219 dne**, což odpovídá 365 dnům, 5 hodinám, 48 minutám a 45 sekundám. Tato délka není zcela konstantní a v průběhu času se mírně mění v důsledku gravitačních poruch od jiných planet sluneční soustavy.
📜 Definice a délka
Tropický rok je základní jednotkou pro měření ročních období, protože jeho délka určuje cyklus, ve kterém se střídá jaro, léto, podzim a zima. Definuje se jako doba, za kterou se střední ekliptikální délka Slunce zvětší o 360 stupňů. Výchozím bodem pro toto měření je jarní bod, což je jeden ze dvou bodů na obloze, kde ekliptika (zdánlivá dráha Slunce) protíná světový ekvátor. Tento okamžik se nazývá rovnodennost.
Přesná délka tropického roku se v čase mírně mění. Pro epochu J2000.0 (1. ledna 2000) byla jeho délka stanovena na:
- 365,2421897 středních slunečních dnů
- 365 dní, 5 hodin, 48 minut, 45,19 sekund
Tato hodnota se pomalu zkracuje, přibližně o 0,53 sekundy za století. Důvodem je především precese zemské osy, která ovlivňuje polohu jarního bodu.
⚙️ Astronomický základ – Precese rovnodennosti
Klíčovým důvodem, proč se tropický rok liší od siderického roku (skutečné doby oběhu Země kolem Slunce), je jev zvaný precese zemské osy. Zemská osa není v prostoru fixní, ale vykonává pomalý krouživý pohyb, podobně jako káča, která ztrácí na rychlosti. Tento pohyb je způsoben gravitačním působením Slunce a Měsíce na zemskou rovníkovou výduť.
Tento "krouživý" pohyb osy způsobuje, že se průsečíky ekliptiky a světového rovníku (body rovnodennosti) posouvají po ekliptice vstříc zdánlivému pohybu Slunce. Tento posun se nazývá precese rovnodennosti a činí přibližně 50,29 obloukových vteřin za rok.
Důsledkem je, že Slunce dosáhne jarního bodu o něco dříve, než Země dokončí plný oběh o 360° vůči vzdáleným hvězdám. Tento nepatrný rozdíl způsobuje, že tropický rok je přibližně o 20 minut a 24 sekund kratší než siderický rok.
🆚 Srovnání s jinými typy roků
V astronomii se používá několik různých definic roku, z nichž každá slouží jinému účelu. Tropický rok je zásadní pro kalendáře a sledování ročních období.
| Typ roku | Délka (ve středních slunečních dnech) | Základ definice |
|---|---|---|
| Tropický rok | 365,24219 | Doba mezi dvěma průchody Slunce jarním bodem (cyklus ročních období) |
| Siderický rok | 365,25636 | Skutečná doba oběhu Země kolem Slunce vůči hvězdám |
| Anomalistický rok | 365,25963 | Doba mezi dvěma průchody Země periheliem (bodem nejblíže Slunci) |
| Drakonický rok | 346,62007 | Doba mezi dvěma průchody Slunce stejným měsíčním uzlem (důležité pro zatmění) |
Zatímco siderický rok představuje "pravou" oběžnou dobu planety, pro život na Zemi a zemědělství je klíčový právě tropický rok, protože na něm závisí střídání ročních období.
🗓️ Význam pro kalendáře
Hlavní praktický význam tropického roku spočívá v jeho použití jako základu pro kalendář. Cílem občanského kalendáře je zajistit, aby se klíčové události, jako jsou slunovraty a rovnodennosti, odehrávaly každý rok ve stejné datum nebo alespoň velmi blízko němu.
Juliánský kalendář
Juliánský kalendář, zavedený Juliem Caesarem v roce 45 př. n. l., se pokusil délku roku aproximovat zavedením přestupného dne jednou za čtyři roky. Průměrná délka roku v tomto kalendáři je 365,25 dne. To je o přibližně 11 minut a 14 sekund delší než skutečný tropický rok. Tato malá odchylka způsobila, že se kalendář za každých zhruba 128 let opozdil o jeden den vůči ročním obdobím.
Gregoriánský kalendář
Do 16. století se tato chyba naakumulovala na přibližně 10 dní, což způsobovalo problémy, například při výpočtu data Velikonoc. Proto v roce 1582 papež Řehoř XIII. zavedl reformu, která dala vzniknout gregoriánskému kalendáři.
Reforma spočívala ve dvou krocích:
- Jednorázová korekce: Po čtvrtku 4. října 1582 následoval pátek 15. října 1582, čímž se smazala nahromaděná chyba.
- Zpřesnění pravidla pro přestupné roky: Rok je přestupný, pokud je dělitelný 4, s výjimkou let dělitelných 100, které nejsou přestupné, pokud nejsou zároveň dělitelné 400. (Například rok 2000 byl přestupný, ale roky 1900 a 2100 přestupné nejsou).
Díky této úpravě je průměrná délka roku v gregoriánském kalendáři 365,2425 dne. To je mnohem přesnější aproximace tropického roku (365,24219 dne). Zbývající odchylka je tak malá, že k posunu o jeden celý den dojde až za více než 3000 let.
🤓 Pro laiky
Představte si, že Země běží závod na kruhové dráze kolem Slunce. Jeden celý okruh (vzhledem k hvězdám v pozadí) trvá tzv. siderický rok.
Nyní si ale představte, že startovní/cílová čára tohoto závodu (která v našem případě představuje začátek jara, tedy jarní rovnodennost) se každý rok o malý kousek posune proti směru, kterým Země běží. Tento posun je způsoben "kymácením" zemské osy, kterému říkáme precese.
Díky tomuto posunu protne Země cílovou čáru o chviličku dříve, než dokončí celý okruh. Doba, za kterou Země doběhne k této posunuté cílové čáře, se nazývá tropický rok. Je asi o 20 minut kratší než doba na uběhnutí celého okruhu.
Proč je to důležité? Protože náš kalendář se neřídí hvězdami, ale ročními obdobími. Chceme, aby 21. březen byl vždy začátkem jara. Proto je náš kalendář (včetně přestupných let) navržen tak, aby co nejpřesněji odpovídal délce tropického roku, nikoli siderického.