Slnovrat (astronómia)

Slnovrat alebo solstícium má viacero ekvivalentných definícií:

jeden z dvoch okamihov (resp. v širšom zmysle – nepresne – dní) za rok, počas ktorých zdanlivá geocentrická ekliptikálna dĺžka Slnka je 90° resp. 270° ("zdanlivá" znamená po zohľadnení aberácie a nutácie a "geocentrická" znamená pozorovaná hypotetickým pozorovateľom v strede Zeme)
jeden z dvoch okamihov (resp. dní) za rok, počas ktorých obraz Slnka (presnejšie: stred obrazu Slnka) je najďalej od svetového rovníka (inými slovami:...počas ktorých je deklinácia Slnka najväčšia resp. najmenšia, presnejšie okolo +23 resp. -23 stupňov; ešte inak:...počas ktorých je bod na ekliptike najďalej od svetového rovníka; ešte inak:... počas ktorých Slnko prechádza bodom slnovratu)
jeden z dvoch okamihov (resp. dní) za rok, počas ktorých zemská os (počas obehu Zeme okolo Slnka) smeruje najviac "preč od Slnka" alebo najviac "smerom k Slnku"
jeden z dvoch okamihov za rok, počas ktorých existuje jedno miesto na obratníku, na ktorom slnečné lúče dopadajú kolmo na zemský povrch, t. j. Slnko je tam v nadhlavníku (ak vztiahneme pojem slnovrat na celý deň, tak je počas dňa slnovratu postupne Slnko v nadhlavníku na celom obratníku)
deň, keď je svetlá časť dňa takmer najkratšia alebo deň, keď je noc takmer najdlhšia ("takmer" je v definícii preto, lebo z rôznych vedľajších príčin to v skutočnosti nie je celkom presné)

Rozlišuje sa:

júnový slnovrat alebo letný slnovrat – nastáva okolo 21. júna
decembrový slnovrat alebo zimný slnovrat – nastáva okolo 22. decembra

Dňom júnového slnovratu sa začína na severnej pologuli leto, na južnej pologuli zima. Dňom decembrového slnovratu sa začína na severnej pologuli zima, na južnej pologuli leto. Termín "letný" resp. "zimný" slnovrat síce prísne vzaté platí len pre severnú pologuľu, ale v astronómii sa tradične používa aj pre južnú.

Bod ekliptiky, v ktorom sa nachádza Slnko v okamihu slnovratu, sa nazýva bod slnovratu (solsticiálny bod), t. j. buď letný bod alebo zimný bod.

Príčina

Jav slnovratu je spôsobený sklonom zemskej osi od roviny ekliptiky a obehom Zeme okolo Slnka. Ide totiž o miesta na dráhe obehu Zeme okolo Slnka, v ktorých platí, že zemská os smeruje najviac "preč od Slnka" alebo najviac "smerom k Slnku". Takáto poloha Zeme spôsobuje, že je buď severná pologuľa (ako celok) resp. južná pologuľa (ako celok) ožarovaná Slnkom intenzívnejšie než južná pologuľa (ako celok) resp. severná pologuľa (ako celok), a že je buď najdlhšia svetlá časť dňa alebo naopak najdlhšia noc.

Júnový/letný slnovrat

Letný slnovrat je jav, kedy Slnko vrcholí v nadhlavníku na obratníku Raka. Znamená to, že slnečné lúče dopadajú kolmo na 23,5° rovnobežku severnej geografickej šírky. Je pomenovaný podľa ročného obdobia, ktoré spôsobuje na severnej pologuli. Nastáva zvyčajne 21. júna. V čase letného slnovratu začína na severnej pologuli leto, na južnej pologuli zima.

Súradnice Slnka

Slnko má v okamihu letného slnovratu rovníkové súradnice:

Rektascenzia = 6 hodín
Deklinácia = +23° 27´

Slnko má v okamihu letného slnovratu ekliptikálne súradnice:

ekliptikálna dĺžka = 90°
ekliptikálna šírka = približne 0°

Na nebeskej sfére sa Slnko nachádza v súhvezdí Blížencov, v bode, ktorý sa nazýva letný slnovratový bod.

Dôsledky

V deň letného slnovratu, 21. júna, je na severnej pologuli najdlhší deň v roku (čím severnejšie, tým dlhší čas slnečného svitu), na južnej pologuli najkratší deň (čím južnejšie, tým kratší čas slnečného svitu). Špecifický je prípad rovníka a polárnych kružníc.

Na rovníku sú dni stále rovnaké (s minimálnou časovou odchýlkou slnečného svitu).

Za severnou polárnou kružnicou (66°30' s.g.š.) nastáva jav, ktorý sa nazýva polárny deň – slnko tu vôbec nezapadá. Presne na severnej polárnej kružnici nastáva polárny deň len raz do roka (v čase letného slnovratu). Čím severnejšie, tým je počet polárnych dní vyšší.

Za južnou polárnou kružnicou (66°30' j.g.š.) nastáva jav, ktorý sa nazýva polárna noc – slnko tu nevychádza nad horizont. Presne na južnej polárnej kružnici nastáva polárna noc len raz do roka (v čase letného slnovratu). Čím južnejšie, tým je počet polárnych nocí vyšší.

Výpočet uhla dopadu slnečných lúčov

Dopad slnečných lúčov na danú rovnobežku môžeme ľahko vypočítať aj v prípade letného slnovratu:

x = rovnobežka, na ktorej chceme vypočítať dopad slnečných lúčov. y = uhol, ktorý zvierajú dopadajúce slnečné lúče so zemským povrchom.

pre severnú pologuľu: (90° − x) + 23,5° = y

pre južnú pologuľu: (90° − x) − 23,5° = y

(v prípade, že „x“ je menšie ako 23,5°, dosiahneme výsledok odpočítaním „y“ od 180°, teda „180° − y“)

Pre Bratislavu platí 90° − 48° + 23,5° = 65,5° = v lete dopadajú slnečné lúče pod najväčším uhlom 65° 30'.

Decembrový/zimný slnovrat

Zimný slnovrat je okamih, keď Slnko vrcholí v nadhlavníku na obratníku Kozorožca. Zimný slnovrat nastáva 21. decembra, pričom jeho presný čas sa môže mierne meniť. V čase zimného slnovratu začína na severnej pologuli zima a na južnej pologuli leto.

Súradnice Slnka

Slnko má v okamihu zimného slnovratu rovníkové súradnice:

Rektascenzia = 18 hodín
Deklinácia = -23° 27´

Slnko má v okamihu zimného slnovratu ekliptikálne súradnice:

ekliptikálna dĺžka = 270°
ekliptikálna šírka = približne 0°

Na nebeskej sfére sa Slnko nachádza v súhvezdí Strelca, v bode, ktorý sa nazýva zimný bod.

Dôsledky

V deň zimného slnovratu je na severnej pologuli najkratší deň v roku (čím severnejšie tým kratší čas slnečného svitu), na južnej pologuli najdlhší deň (čím južnejšie tým dlhší čas slnečného svitu). Špecifický je prípad rovníka a polárnych kruhov.

Na rovníku sú dni stále rovnaké (s minimálnou časovou odchýlkou slnečného svitu).

Za severným polárnym kruhom (66°30' s.g.š.) nastáva jav, ktorý sa nazýva polárna noc – slnko tu nevychádza nad horizont. Presne na severnom polárnom kruhu nastáva polárna noc len raz do roka (v čase zimného slnovratu). Čím severnejšie, tým je polárna noc dlhšia.

Za južným polárnym kruhom (66°30' j.g.š.) nastáva jav, ktorý sa nazýva polárny deň – slnko tu vôbec nezapadá. Presne na južnom polárnom kruhu nastáva polárny deň len raz do roka (v čase zimného slnovratu). Čím južnejšie, tým je polárny deň dlhší.