IV. Những kết quả của vận động của Trái Đất quanh Mặt Trời
4. Lịch và sự phân chia các mùa trong năm
Lịch.
Lịch là hệ thống đếm những khoảng thời gian dài ( năm ) cho đến nay người ta biết có 3 loại lịch: âm lịch, dương lịch, âm – dương lịch.
Âm lịch.
Từ khoảng 3000 năm trước Công nguyên, người xume, tiền thân của người Babilon, cư dân cổ đại vùng Lưỡng Hà đã đặt ra âm lịch. Quan sát mảng trăng non mới nhú nơi trân trời vào lúc hoàng hôn, theo các chu kì đều đặn người Xume đã tính được độ dài của một tháng là 29,5 ngày. Một năm có 12 tháng, các tháng lẻ: 1, 3, 5,…, 11 có 30 ngày còn các tháng chẵn có 29 ngày. Năm âm lịch có: 29,5 ngày/tháng * 12 tháng = 354 ngày. Như thế, năm âm lịch không dựa vào chu kì thời tiết. Đây là loại lịch cổ của những dân tộc sống chủ yếu bằng nghề chăn nuôi, họ chỉ căn cứ vào vận động của Mặt Trăng xung quanh Trái Đất để tính năm, tháng.
Dương lịch.
Cách đây 42 thế kỷ, người Ai Cập căn cứ vào thời gian Trái Đất chuyển động xung quanh Mặt Trời để tính năm, tháng, vì thế được gọi là dương lịch (dương lịch là của mặt trời). Quan sát bóng của Kim tự tháp người Ai Cập đã tính được thời gian Trái Đất chuyển động xung quanh Mặt Trời là 365 ngày. Họ lấy đơn vị thời gian này là năm. Theo người Ai Cập cổ đại, một năm có 12 tháng, mỗi tháng có 30 ngày, và 10 ngày là 1 tuần : còn lại 5 ngày thừa để làm lễ cuối năm. Đó là nguần góc của dương lịch.
Thời gian Trái Đất chuyển động trọn một vòng xung quanh MặtTrời là 365 ngày 5 giờ 48 phút 46 giây ( hay 365,2422 ngày) gọi là năm thật ( hay còn gọi là năm thiên văn).
Dùng năm thật để làm lịch sẽ không thuận tiện cho việc tính lịch do có số lẻ giờ, phút, giây,. Vì vậy người ta chỉ lấy số nguyên ngày là 365 ngày làm thời gian của một năm lịch. Nhưng như thế thì năm lịch ngắn hơn năm thật gần ¼ ngày. Cứ 4 năm lại ngắn hơn 1 ngày. Sâu 1 số năm, lịch sẽ càng sai nhiều với chu kì quay thật của Trái đất.
Năm 45 TCN, Hoàng đế La Mã Giun Xêda (Jules Cesar) cho sửa lại dương lịch cũ ở La Mã, quyết định cữ 4 năm thì thêm 1 ngày cho năm cuối
để bù vào phần thiếu đó, và gọi đó là năm nhuận (365) ngày). Năm nhuận được quy định là năm mà con số của năm chia hết cho 4.
Xêda quy định mỗi năm có 12 tháng, tháng lể có 31 ngày tháng chẵn có 30 ngày. Như thế tính ra mỗi năm không phải là 365 ngày mà là 366 ngày.
Do đó người ta đã cắt bớt 1 ngày của tháng 2 (là tháng mà ở La Mã các tội phạm bị phạt tử hình đều bị hành quyết - đó là tháng bất lợi . Người ta muấn tháng bất lợi đó ngắn đi.
Vì thế tháng 2 chỉ còn 29 ngày. Đó là lịch Giuliêng (Juliêng).
Hoàng Đế Ôgust (Auguste) kế nhiệm Xeda, sinh vào tháng 8 là tháng chẵn, chỉ có 30 ngày. Để biẻu thị sự tôn nghiêm giống như Xeda, Ôgust quyết định khấu đị 1 ngày của tháng 2 cho tháng 8 thành 31 ngày, do đó tháng 2 chỉ còn 28 ngày : đồng thời sửa các tháng 9 và 11 nguyên là tháng đủ thành tháng thiếu (30 ngày), tháng 10 và 12 nguyên là tháng thiếu thành tháng đủ (31 ngày) những năm nhuận thì tháng 2 có 29 ngày. Còn các năm không nhuận thì có số cố định của các ngày trong tháng như hiện nay.
Tuy nhiên cuộc cải cách lịch của Xêda vẫn chua hoàn toàn đúng, vì năm thật lại ngăn hơn năm lich là 11’44”. Sâu 384 năm, lịch lại chậm mất 3 ngày. Năm 325, hội nghị Kitô giáo họp ở Nixia (Nicia) quy định lại việc áp dụng lịch Giuliêng, với cách tính một tuần có 7 ngày tương ứng với 7 thiên thể (cách dùng tên Mặt Trời, Mặt Trăng và các hành tinh để gọi các ngày trong tuần vẫn được dùng ở phương tây cho đến nay) Đồng thời hội nghị cũng quyết định lấy ngày 21/3 hàng năm làm ngày lễ phục sinh. Đến năm 1582, người ta phát hiện thấy vị trí của Mạt Trời ở điểm Xuân phân đáng lẽ phải là 21/3thì lịch mới là ngày 11/3, tức là chậm mất 10 ngày . Để lại bỏ sự bất hợp lí này, giáo hoàng La Mã – Gơrêgoa III quyết định sửa lại lịch để cho ngày lễ Phục sinh đúng vào ngày 21/3 bằn cách cho lịch nhanh lên 10 ngày - đổi ngày 5/10/1582 thành ngày 15/10/1582 và từ đấy về sâu: năm nhuận là năm mà con số của năm đó chia hết cho 4, riêng đối với những năm chứa số nguyên thế kỉ ( năm chẵn trăm) thì phải chia hết cho 400.
Thí dụ: Trong các năm cuối thế kỉ: 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400 thì cá năm không nhuận là 1700, 1800, 1900, 2100, 2200, 2300 (mặc dù các con số của năm đều chia hết cho 4). Nhưng năm nhuận là 2000 và 2400. Quy luật nhuận của dương lịch khiến độ dài bình quân năm dương
lịch gần với độ dài của năm thật, phải quay mấy ngàn năm mới chênh lệch nhâu 1 ngày. Do đó dương lịch đã phản ánh rất chính xác quy luật của thời tiết, khí hậu. ngoài ra dương lịch lại đơn giản, chỉ dựa vào chu kì chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời. Vì thế dương lịch (còn gọi là lịch Gơregoa) là loại lịch thông dụng trên thế giớ hiên nay chúng ta đang sử dụng.
Âm – dương lịch:
Để khắc phục nhược điểm của của âm lịch, cách đây khoảng 2600 năm, người Trung Quốc đã kết hợp cả 2 vận động: vận động của Mặt Trăng xung quanh Trái Đất và vận động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời để tạo ra lịch. Đó là Âm – dương lịch.
Âm dương lịch lấy thời gian biến đổi của một tuần trăng làm độ dài của tháng, và bình quân là 29 ngày 12 giờ 44 phút. Tháng đủ có 30 ngày, tháng thiếu có 29 ngày. mỗi năm có 354 hoặc 355 ngày. để độ dài năm âm dương lịch gần thống nhất với độ dài năm dương lịch, người ta đã đặt ra luật nhuận: Năm nhuận có 13 tháng, và cữ 19 năm có 7 năm nhuận. Theo quy luật nhuận này, giữa âm – dương lịch và dương lịch có sự trùng khớp kì diệu.
So sánh số ngày trong 19 năm của dương lịch với âm – dương lịch
Dương lịch Âm - dương lịch
số ngày trong 19 năm 365,2422 ngày/năm * 19 năm = 6939,60 ngày 19 năm * 12 tháng/năm + 7 tháng = 235 tháng; 29,53 ngày/tháng * 235 tháng = 6939,55 ngày
Quy tắc tính năm nhuận (có 13 tháng) của âm – dương lịch như sâu: Lấy năm dương lịch chia cho 19 nếu số dư là một trong số các số sâu thì là năm nhuận: 0, 3, 6, 9, 11, 14 và 17.
+ Cá năm không nhuận: 2000, 2002, 2003, 2005, 2007… + Các năm nhuận 2001 (nhuận hai tháng 4 âm dương lịch) 2004 (nhuận hai tháng 2 âm dương lịch) 2006 (nhuận hai tháng 7 âm dương lịch)
Vì vậy dương lịch được tính toán dựa vào chu kì vận động của Mặt Trăng để phân chia các tháng nên nó sai với chu kì chuyển động của Trái Đất xung quanh Mặt Trời mỗi năm khoảng 10 ngày. Mặc dù cữ 3 năm đã có 1 tháng nhuận, nhưng có năm lịch vẫn sai với chu kì chuyển động của Trái Đất tới 20 ngày. Do đó các mùa của thời tiết không tuần hoàn như dương lịch. Tuy vậy hiện nay bên cạnh dương lịch, nước ta vẫn sử dụng âm dương lịch (ta quen gọi là âm lịch) vì âm dương lịch găn liền với nhiều phong tục tập quán của nhân dân ta.
Năm nhuận:
Năm nhuận dương lịch:
Nếu tính theo dương lịch thì cứ 400 năm lại có 97 năm nhuận, cũng tức là trong 400 năm thì lại tăng thêm 97 ngày, tính ra trung bình thì độ dài của một năm dương lịch là 365,2425 ngày, chỉ chênh nhau có 0,0003 ngày, tức là 365 ngày và 26 giây. Như vậy dồn tính 3300 năm mới sai 1 ngày. Năm 45, Julê Xêda, chấp chính ở La Mã đã giao cho Sôsigen sửa lại lịch cũ bằng cách cứ sau 3 năm 365 ngày lại có một năm nhuận có thêm một ngày thứ 366. Lịch đó gọi là lịch Juyli.
Nhưng lịch của Xêda cũng không hoàn toàn đúng, vì năm thật không phải là 365 ngày và 6 giờ mà là 365 ngày 5 giờ và 48 phút 46 giây. Nếu tính chẵn là 365 ngày 6 giờ thì năm lịch lại chậm mất 11 phút 14 giây, sau 384 năm sẽ chậm mất 3 ngày. Năm 325, Hội nghị Cơ Đốc giáo họp tại Nixia quy định lại việc áp dụng lịch Xêda với cách tính một tuần có 7 ngày, mỗi ngày mang tên một vì sao. Hội nghị này cũng quy định lấy ngày lễ Phục sinh vào ngày 21 tháng 3. Đến năm 1582 tức là 1.257 năm sau Hội nghị Nixia, lịch Xêda lại sai mất gần 10 ngày. Giáo hoàng Gơrêgoa XIII lúc ấy quyết định sửa lại lịch cho ngày lễ phục sinh vào ngày 21 tháng 3 lấy lịch
nhanh lên 10 ngày, đổi ngày 5 tháng 10 năm 1582 làm ngày 15 tháng 10 và từ đấy cứ 100 lần nhuận trong 400 năm lại bỏ đi 3 lần. Những năm nhuận bị bỏ là những năm không chia hết cho 400 như: 1700, 1800, 1900 v.v... Lịch này được lấy tên là lịch Gơrêgoa và còn được dùng đến ngày nay. Lịch Nga trước Cách mạng tháng Mười vẫn theo lịch Xêda mà không sửa lại nên đã sai mất 13 ngày. Khi Cách mạng tháng Mười nổ ra vào ngày 25 tháng 10 thì đúng theo lịch Gơrêgoa đã là ngày mùng 7 tháng 11. Đối với năm âm dương lịch nếu là năm nhuận thì có thêm tháng 13, gọi là tháng nhuận.
Năm nhuận âm dương lịch:
Âm lịch dựa vào chuyển động của Mặt Trăng quanh Trái Đất. Độ dài của mỗi tháng âm lịch đều được sắp xếp sao cho gần với tuần trăng, chẳng hạn ngày 15 âm lịch phải là ngày trăng tròn, một tháng đủ là 30 ngày còn tháng thiếu là 29 ngày. Như vậy độ dài mỗi năm âm lịch có 354 hoặc 355 ngày. Cho nên để cho độ dài trung bình của một năm âm lịch gần sát với năm dương lịch, thì trung bình cứ hơn 3 năm thì lại thêm 1 tháng vào trong năm (tháng nhuận), một năm nhuận có 13 tháng.
Việc tính các năm nhuận, tháng nhuận cũng khá phức tạp. Trong 19 năm âm dương lịch gọi là 1 chương, thời gian được tính nhanh hơn năm dương lịch 7 tháng, bởi vậy người ta phải thêm cho lịch 7 tháng. Cứ 2 hoặc 3 năm, các năm thứ 3,6,8,11,14,17,19 của chương được cộng thêm 1 tháng những năm đó gọi là năm nhuận.
Âm - dương lịch không chỉ đúng được diễn biến của các mùa, sự thay đổi của khí hậu theo mùa, năm quá ngắn, có năm lại quá dài. Để bổ sung cho những sai lệnh ấy, người ta chia năm âm dương lịch làm 24 tiết. Cách phân định các tiết dựa vào vị trí của Trái đất trên hoàng đạo đúng với diễn biến của khí hậu trong 1 năm Mặt trời. Có 4 tiết chính là Xuân phân (21/3 dương lịch); Thu phân (23/9); Đông chí (22/12); Hạ chí (22/6). Người ta còn chia một năm ra bốn mùa. Ở nửa cầu Bắc, các nước theo dương lịch tính thời gian bắt đầu và kết thúc các mùa có khác một số nước quen dùng âm lịch ở Châu Á.
Sư phân chia các mùa trong năm.
Mùa xuân là thời gian 21 tháng 3 đến 22 tháng 6. Lúc này, Mặt trời
bắt đầu di chuyển từ xích đạo lên chí tuyến bắc. Lượng nhiệt dần dần tăng lên trong khi ngày cũng dài thêm ra. Nhưng vì mặt đất ở bắc bán cầu vừa mới tỏa hết nhiệt trong giai đoạn Mặt Trời ở nửa cầu nam, nay mới bắt đầu tích luỹ, nên nhiệt độ ở bắc bán cầu chưa cao.
Mùa hạ là thời gian 22 tháng 6 đến 23 tháng 9. Lúc này, Mặt Trời đã
lên đến chí tuyến bắc, đang chuyển dần về xích đạo Mặt đất không những đã tích luỹ được nhiều nhiệt qua mùa xuân mà còn nhận thêm được một lượng bức xạ lớn nên nóng, nhiệt độ vì thế, tăng cao.
Mùa thu là thời gian từ 23 tháng 9 đến 22 tháng 12. Lúc này Mặt Trời
bắt đầu di chuyển về chí tuyến Nam. Lượng bức xạ tuy có giảm đi, nhưng mặt đất ở bắc bán cầu vẫn còn lượng nhiệt dự trữ trong mùa trước, nên nhiệt độ vẫn chưa thấp lắm.
Mùa đông là thời gian từ 22 tháng 12 đến 21 tháng3. Lúc này, Mặt
Trời đã từ chí tuyến Nam trở về xích đạo. Lượng bức xạ tuy có tăng lên chút ít, nhưng mặt đất ở bắc bán cầu đã tiêu hao hết lượng nhiệt dự trữ nên trở lên rất lạnh.
Ở nửa cầu Nam, tình hình các mùa hoàn toàn ngược lại với nửa cầu bắc. Tại những nước nằm trong vùng giữa hai chí tuyến như nước ta, sự phân hoá ra 4 mùa không rõ rệt như ở các nước trong vùng ôn đới. Quanh năm, hầu như lúc nào, nhiệt độ cũng cao. Do đó, nếu áp dụng việc phân chia các mùa theo dương lịch như ở các nước ôn đới, thì về mặt khí hậu, không chính xác.
Trước đây, nước ta cũng như một số nước ở châu Á, có thói quen sử dụng âm dương lịch. Lịch này là một loại lịch phức tạp, được tính toán trên cơ sở phối hợp các chu kì chuyển động của cả Mặt Trăng và Trái Đất. Mỗi năm cũng có 12 tháng, năm nhuận có 13 tháng. Mỗi tháng có 29 hoặc 30 ngày, phù hợp với một vị trí của Trái Đất nên hoàng đạo. Các mùa được tính sớm hơn các mùa trong dương lịch 45 ngày.
Mùa xuân bắt đầu từ tiết lập xuân đến tiết Lập hạ, tức là từ ngày 5 tháng 2 đến ngày 6 tháng 5. Mùa hạ từ tiết lập hạ đến tiết Lập thu, tức là từ ngày 6 tháng 5 đến ngày 8 tháng 8. Mùa thu từ tiết lập thu đến tiết Lập đông,
tức là từ ngày 8 tháng 8 đến ngày 8 tháng 11. Mùa đông từ tiết Lập đông đến tiết Lập xuân, tức là từ ngày 8 tháng 11 đến ngày 5 tháng 2.
Các tiết: Xuân phân, hạ chí, thu phân, đông chí cũng là những tiết chỉ
vị trí giữa các mùa: Xuân, hạ, thu và đông.
Âm dương lịch hiện nay ít được dùng vị tính phức tạp của nó, mặc dầu nó cũng có cơ sở tính toán khoa học.
Dùng âm dương lịch có thể căn cứ vào tuần trăng để biết ngày và căn cứ vào các tiết để biết thời tiết và khí hậu. Việc tính toán các mùa đối với các nước ở nhiệt đới như nước ta, dù theo dương lịch hay âm dương lịch cũng chỉ là một thói quen có tính chất quy ước.
Hiện tượng lý thú xảy ra do chuyển động tự quay và quay xung quanh Mặt Trời của Trái Đất
Nhật thực:
Xảy ra khi Mặt Trăng đi qua giữa Trái Đất và Mặt Trời và che khuất hoàn toàn hay một phần Mặt Trời khi quan sát từ Trái Đất. Điều này chỉ có thể xảy ra tại thời điểm sóc trăng non được quan sát thấy từ Trái Đất, khi Mặt Trời và Mặt Trăng giao hội. Nhật thực toàn phần được nhiều người coi là một hiện tượng thiên nhiên đặc biệt nhất mà người đó có thể quan sát được. Dĩ nhiên, nhật thực chỉ có thể quan sát thấy tại các vùng trên Trái Đất đang là ban ngày.
Ảnh chụp khi diễn ra nhật thực ngày 11 tháng 8 năm 1999
Những hình thức nhật thực
Nhật thực một phần ngày 1 tháng 8 năm 2008 chụp tại Áo
•
Có bốn kiểu nhật thực:
Nhật thực toàn phần:
Xảy ra khi Mặt Trời bị Mặt Trăng che lấp hoàn toàn. Đĩa Mặt Trời phát sáng bị che khuất bởi vành tối của Mặt Trăng, và có thể quan sát
thấy vầng hào quang nhạt bên ngoài là ánh sáng đến từ vành đai nhật họa
của Mặt Trời. Trong thời gian xảy ra bất kỳ một lần nhật thực nào, nhật thực toàn phần chỉ có thể được quan sát thấy từ một dải hẹp trên bề mặt Trái Đất. Tại một điểm cố định, nhật thực toàn phần chỉ kéo dài vài phút (tối đa 7 phút). Ví dụ nhật thực toàn phần ở Việt Nam vào năm 1995 chỉ kéo dài gần 2 phút.
Nhật thực hình khuyên:
Xảy ra khi Mặt Trời và Mặt Trăng nằm chính xác trên một đường thẳng, nhưng kích cỡ biểu kiến của Mặt Trăng nhỏ hơn kích cỡ biểu kiến