Zimní slunovrat: Věda stojící za nejkratším dnem v roce

Foto: kidmoses/Pixabay

Co se děje během zimního slunovratu? Zde je důvod, proč je tento den nejkratším dnem v roce s nejmenším počtem hodin denního světla. Zimní slunovrat připadá na severní polokouli každoročně na 21. nebo 22. prosince, napsal Livescience. Zimní slunovrat ohlašuje astronomický začátek zimy a označuje den s nejmenším počtem hodin denního světla v roce. Ale jaká věda stojí za nejkratším dnem a nejdelší nocí?

Zimní slunovrat nastává, protože Země je vůči Slunci nakloněna pod úhlem asi 23,5 stupně. Namísto rotace na přímé ose je naše planeta „trochu nakloněná,“ řekl Michael SF Kirk, výzkumný astrofyzik Heliofyzikálních věd Divize v Goddardu v Centru vesmírných letů NASA v Greenbeltu, Maryland.

Tento sklon znamená, že severní a jižní polokoule dostávají různé množství slunečního světla. A množství světla, které každá polokoule dostává, se v průběhu roku mění, jak se naše planeta pohybuje kolem Slunce, proto zažíváme roční období. Velká část severní polokoule dostává během zimních měsíců mizivé denní světlo, zatímco jižní polokoule zažívá opak. Užívá si léto během zimy na severní polokouli a snáší zimu stejně jako se severní polokoule vyhřívá v létě. 

Ale ačkoliv je zimní slunovrat na severní polokouli znám celý den, stane se tak v okamžiku, kdy je severní pól nejdále nakloněný 23,5 stupně od Slunce. Tato pozice opouští severní pól mimo dosah Slunce a uvrhuje jej do naprosté tmy, řekl Kirk.

Na jižní polokouli bude tento okamžik označovat letní slunovrat nebo den s největším počtem denních hodin, protože jižní pól bude nakloněn ke slunci a bude více slunečný. „[Severní] zimní slunovrat je, když je severní pól zcela zahalen temnotou; jižní pól je zcela jasný – tam dole je to naopak, je léto,“ řekl Kirk Live Science.

Co se stane se sluncem o zimním slunovratu?

O prosincovém zimním slunovratu je na severní polokouli tím méně hodin slunečního světla, čím dále jdete na sever. Lidé na této polokouli by si mohli všimnout, že slunce není tak vysoko na obloze, dokonce ani v poledne.

O rovnodennosti – dvou dnech v roce, kdy obě hemisféry zažívají stejné množství denního světla a noci, se slunce objeví přímo nad hlavou, v poledne v 90 stupních nad rovníkem. Ale o severním zimním slunovratu se polední slunce objevuje přímo nad hlavou v nižší zeměpisné šířce: obratník Kozoroha, který leží asi 23,5 stupně jižně od rovníku a prochází Austrálií, Chile, jižní Brazílií a severní Jižní Afrikou. Obratník Kozoroha je nejjižnější zeměpisná šířka, ve které se slunce může objevit přímo nad hlavou v poledne, podle systému pozorování oceánů na tichomořských ostrovech, projekt založený na Univerzitě na Hawai. 

Protože Slunce dosahuje svého zenitu v poledne v takové jižní zeměpisné šířce, ve vyšších severních zeměpisných šířkách Slunce „sotva vystoupá za obzor a zase se vrátí dolů,“ řekl Kirk.

Proč se datum zimního slunovratu liší?

Každý rok připadá zimní slunovrat na severní polokouli na jeden ze dvou dnů: 21. prosince nebo 22. prosince. Na jižní polokouli připadá zimní slunovrat na 20. června nebo 21. června.

Datum se liší, protože gregoriánský kalendář má 365 dní, přičemž v únoru se každé čtyři roky přidává jeden přestupný den. Ve skutečnosti trvá oběžná dráha Země kolem Slunce 365,25 dne, uvedla NASA. Kvůli této nesrovnalosti nenastává zimní slunovrat vždy ve stejný den.

Vzdálenost Země od Slumce

Některé části severní polokoule jsou během zimy tak chladné, že byste si mohli myslet, že Země je v tuto dobu dále od Slunce. „Ve skutečnosti je to přesně naopak,“ řekl Kirk. „Na severní polokouli nastává zima, když jsme slunci nejblíže.

Podle NASA je Země v průměru asi 93 milionů mil (150 milionů kilometrů) od Slunce. Země bude nejblíže Slunci neboli v perihéliu 4. ledna 2023 v 11:17 EST, kdy bude podle Almanachu vzdálena 91 403 034 mil (147 098 924 km) od Slunce. Země bude nejdále od Slunce neboli v aféliu 6. července 2023 v 16:06 EDT, kdy bude od naší hvězdy vzdálena 94 506 364 mil (152 093 250 km).

Jak dlouhá je zima?

Astronomicky, nebo podle slunovratů a rovnodenností, zima začíná zimním slunovratem a končí jarní rovnodenností. Takže zima na severní polokouli trvá od 21. nebo 22. prosince do 19., 20. nebo 21. března. Protože Země má oválnou nebo eliptickou dráhu, roční období nejsou stejně dlouhá. Podle timeanddate.com zima trvá na severní polokouli průměrně 89 dní a na jižní polokouli průměrně 93,6 dní.

Meteorologicky vzato (podíváme-li se na klima), v USA zima trvá od 1. prosince do 28. nebo 29. února, což jsou obvykle chladné měsíce ve velké části země, podle Weather Underground. Při použití této definice zima trvá 89 nebo 90 dní.

Co znamená slunovrat?

Několik dní před a po slunovratu vypadá cesta slunce po obloze tak podobně, že to vypadá, jako by putovalo každý den stejnou cestou – odtud název „solstice“, což podle NASA znamená, že Slunce stojí na místě (v latině). Ve skutečnosti tomu tak není. Dráha slunce je v těchto dnech mírně odlišná, ale bez moderních přístrojů je těžké si toho všimnout.

Proč není zimní slunovrat nejchladnějším dnem?

Pokud je během zimního slunovratu na severní polokouli tak málo slunečního světla, proč to není nejchladnější den v roce?

„Nejintuitivnější způsob, jak tomu porozumět, je, že chvíli trvá, než všechno vychladne,“ řekl Kirk. „Slunce vysílá méně záření, méně tepla na Zemi, ale Zemi a oceánům trvá dlouho, než vyzáří všechnu tu energii a ochladí se z toho nedostatku slunečního světla.“

Jakmile se země a oceány ochladí, může trvat týdny nebo měsíce, než se znovu zahřejí. Po zimním slunovratu se na severní polokouli začínají prodlužovat dny. Ale slunce stále nesvítí tak dlouho jako v létě. Například severní střední šířky zažívají asi 9 hodin denního světla v týdnech následujících po slunovratu, ve srovnání se zhruba 15 hodinami denního slunečního světla, které dostávají kolem letního slunovratu. Kromě toho je severní polokoule stále odkloněna od Slunce, takže je chladno.

KDY JE ZIMNÍ SLUNOVRAT?

Rok	Zimní slunovrat na severní polokouli	Zimní slunovrat na jižní polokouli
2022	16:48 EST, 21. prosince	21. června
2023	10:27 EST 21. prosince	21. června
2024	4:19 EST 21. prosince	20. června

Oslavy zimního slunovratu

Mnoho kultur poznalo zimní slunovrat. Nejznámější prehistorické místo, které souvisí se slunovratem, je Stonehenge v Anglii. Když slunce zapadá v nejkratší den v roce, sluneční paprsky se sladí s centrálním oltářním kamenem Stonehenge a kamenem porážky, což mohlo mít duchovní význam pro lidi, kteří památník postavili.

Na mexickém poloostrově Yucatan má starověké mayské město Tulum s kamennými zdmi také stavbu, která ctí slunovraty. Když o zimním a letním slunovratu vychází slunce, jeho paprsky prosvítají malým otvorem na vrcholu jedné z kamenných budov, což vytváří efekt hvězdice.

„Myslím, že existuje hluboké spojení mezi našimi lidskými životy a množstvím denního světla a sezónními vzory, které zažíváme,“ řekl Kirk.