تقویم و سال کبیسه

شبانه روز

با چرخش زمین به دور محور خود یک شبانه روز بوجود می آید. شبانه روز زمین تقریبا ۲۴ ساعت طول می کشد. محور چرخش وضعی زمین به دور خود محوری است که قطب شمال جغرافیایی (N) و قطب جنوب جغرافیایی (S) را به هم وصل می کند. این محور ۲۳.۵ انحراف دارد. این زاویه انحراف سبب تفاوت ساعت شب و روز در طول سال و بوجود آمدن فصل ها می شود. با توجه به مکان خورشید و ستاره ها در آسمان می توان دو تعریف را از روز بیان کرد: روز نجومی و روز خورشیدی.

روز نجومی اندازه گیری حرکت وضعی زمین بر اساس دو بار عبور متوالی یک ستاره ثابت از نصف النهار مکان ناظر است. ناظری که در نقطه p  بر روی زمین ایستاده است، با یک ساعت دقیق می تواند اندازه گیری کند که ۲۳ ساعت ۵۶ دقیقه ۴ ثانیه طول می کشد تا صفحه نصف النهاری p نسبت به ستاره های دور دست یک دور کامل بچرخد.

روز خورشیدی برابر است با دو عبور متوالی خورشید از نصف النهار مکان ناظر. روز خورشیدی (دو واقع شبانه روز) ۲۴ ساعت یا ۸۶۴۰۰ ثانیه طول می شد. همان طور که می بینید روز خورشیدی از روز نجومی کوتاه تر است. علت این موضوع حرکت انتقالی زمین (چرخش به دور خورشید) در عین حرکت وضعی است.

زمین تقریبا هر ۳۶۵ روز یک بار به دور خورشید می چرخد، یعنی تقریبا روزی ۱ درجه. بنابراین برای آنکه خورشید دو بار پیاپی در صفحه نصف النهاری ناظر قرار بگیرد، زمین باید تقریبا ۱ درجه بیشتر بچرخد. بنابراین طول خورشیدی حدود ۴ دقیقه بیشتر است.

روز خورشیدی؛ با توجه به اینکه زمین هر ۳۶۵ روز یک بار به دور خورشید می گردد و هر روز ۱ درجه در مدار خود حرکت می کند، زاویه آلفا حدود ۱ درجه است. برای آنکه خورشید به نصف النهار ناظر برسد باید ۱ درجه بیشتر در آسمان حرکت کند (به طور ظاهری)، بنابراین روز خورشیدی ۴ دقیقه بیشتر از روز نجومی است.

ماه:

ماه تنها قمر زمین است. دوره چرخش ماه به دور زمین نسبت یه ستاره های ثابت تقریبا ۲۷ روز است. ۲۹ روز و ۱۲ ساعت ۴۴ دقیقه طول می کشد تا وضعیت نسبی زمین، ماه و خورشید تکرار شود. این طول یک ماه قمری است. طول ماه قمری ۲۹ یا ۳۰ روز در نظر گرفته می شود. در طول یک ماه قمری ظاهر ماه عوض می شود.

چرخش ماه به دور زمین و تغییر شکل ظاهری آن.

سال اعتدالی:

سال اعتدالی فاصله زمانی دو عبور متوالی خورشید از نقطه اعتدال بهاری است که به عنوان مبنای گاه شماری خورشیدی نیز قرار می گیرد. در چرخش زمین به دور خورشید که حدود ۳۶۵.۲۴ روز طول می کشد، آب و هوا تغییر می کند و چهار فصل بوجود می آید. علت بوجود آمدن این فصل ها انحراف محور زمین است. همان طور که گفته شد این محور با صفحه مداری زمین زاویه ۲۳.۴۵ درجه می سازد. با وجود این زاویه انحراف نور خورشیدی در تابستان با کمترین زاویه و در زمستان با بیشترین فاصله به زمین می تابد.

 سال کبیسه:

تعداد روز های سال باید عددی صحیح باشد. چون فاصله دو اعتدال بهاری تقریبا ۳۶۵.۲۴ روز است، تقریبا هر ۴ سال، یک سال را ۳۶۶ روز به حساب می آورند.

در تقویم ایرانی اگر لحظه اعتدال بهاری به افق تهران پیش از ظهر باشد، آن روز نوروز یعنی اول فروردین است و اگر اعتدال بهاری پس از ظهر باشد، آن روز نوروز نیست، پس باید آخرین روز اسفند باشد. به این ترتیب در تقویم شمسی تقریبا هر ۴ سال یک بار اسفند ۳۰ روزه است. اگر باقیمانده تقسیم سال بر ۳۳ یکی از اعداد ۱، ۵، ۹، ۱۳، ۱۷، ۲۲، ۲۶، ۳۰ باشد آن سال کبیسه است (این قانون بین سال های ۱۲۱۰ تا ۱۶۳۵ براقرار است). از آنجا که فاصله دو اعتدال بهاری ۳۶۵.۲۴ روز است (نه ۳۶۵.۲۵ روز) گاهی سال کبیسه بعد از ۵ سال اتفاق می افتد. برای مثال سال ۱۳۷۰ و ۱۳۷۵ سال های کبیسه بوده اند. آخرین سال کبیسه در تقویم شمسی ۱۳۹۱ بود و سال ۱۳۹۵ نیز کبیسه است.

در تقویم میلادی اگر عدد سال بر ۴ بخش پذیر باشد آن سال کبیسه است، مگر آنکه دو رقم سمت راست آن صفر باشد که در آن صورت عدد بر ۴۰۰ بخش پذیر باشد سال کبیسه است. بنابراین سال ۲۰۰۰ سال کبیسه بود اما سال ۱۹۰۰ خیر.

در تقویم قمری نیز به گونه ای دیگر سال کبیسه محاسبه می شود. طول یک سال عادی قمری ۳۵۴ روز و سال کبیسه ۳۵۵ روز است. در این تقویم در یک دوره ۳۰ ساله، ۱۱ سال کبیسه وجود دارد که ۸ مورد سه ساله و ۳ مورد دو ساله است.