Chí và phân: những thời điểm xác định mùa thiên văn

Bốn điểm trên hoàng đạo

Trục Trái Đất nghiêng làm hoàng đạo lệch xích đạo trời khoảng 23,4°. Mặt Trời qua năm đổi xích vĩ giữa hai cực trị đó. Theo kinh độ hoàng đạo biểu kiến địa tâm:

• 0° — phân tháng 3: qua xích đạo trời từ nam lên bắc, xuân phân ở bán cầu bắc.
• 90° — chí tháng 6: xích vĩ bắc cực đại, hạ chí ở bắc và thời kỳ ngày dài nhất.
• 180° — phân tháng 9: từ bắc xuống nam, thu phân ở bắc.
• 270° — chí tháng 12: xích vĩ nam cực đại, đông chí và ngày ngắn nhất ở bắc.

Tên theo tháng tránh lẫn mùa vì bán cầu nam ngược lại. Trong vùng nhiệt đới, ngày Mặt Trời lên thiên đỉnh không phải tự động là chí tháng 6: nó phụ thuộc vĩ độ. Để có thời điểm chính xác phải dùng vị trí biểu kiến với các hiệu chỉnh phù hợp, gồm chương động và quang sai.

Một thời điểm, không phải cả ngày

Cùng một chí hoặc phân xảy ra đồng thời cho toàn Trái Đất. Múi giờ chỉ đổi số giờ và đôi khi ngày lịch. Khi đọc ở Việt Nam, dùng múi giờ chọn thay vì giữ nguyên ngày của một bài viết nước ngoài.

Solstitium trong tiếng Latinh gắn với ý “Mặt Trời đứng lại”: xích vĩ đổi rất chậm gần cực trị rồi đảo chiều. Aequinox gắn với “đêm bằng nhau”, nhưng thời lượng mọc–lặn vẫn hơi hơn mười hai giờ vì khúc xạ và đĩa Mặt Trời. Các tiết khí truyền thống có hệ thống lịch riêng; ứng dụng không vì hiển thị bốn mốc mà tính mọi lễ tiết hoặc ngày hội.

Vì sao giờ và ngày thay đổi mỗi năm?

Năm nhiệt đới dài khoảng 365,2422 ngày, hơn năm 365 ngày gần sáu giờ. Không có hiệu chỉnh, mốc sẽ trôi muộn dần. Ngày nhuận kéo lịch trở lại; quy tắc bỏ ba ngày nhuận mỗi 400 năm của lịch Gregory giữ nhịp dài hạn.

Vì vậy, không có quy tắc “năm nào cũng đúng 21 tháng 3”. Năm, múi giờ và chu kỳ lịch quyết định ngày hiển thị. Hãy đọc thời điểm cụ thể trong ứng dụng thay vì biến ngày thường gặp thành một ngày lễ cố định.

Các mùa thiên văn không dài bằng nhau

Ở bán cầu bắc, các quy mô hiện đại gần đúng là xuân 92,8 ngày, hè 93,6, thu 89,8 và đông khoảng 89 ngày. Quỹ đạo elip làm Trái Đất đi nhanh gần cận nhật đầu tháng 1 và chậm gần viễn nhật đầu tháng 7, theo định luật diện tích Kepler.

Khoảng cách thay đổi từ cỡ 147 tới 152 triệu km, tạo chênh năng lượng tới gần 7% giữa hai đầu. Nhưng mùa bắc không nóng vì gần Mặt Trời: tháng 7 lại xa hơn. Góc chiếu và độ dài ngày là nguyên nhân chủ yếu của mùa theo vĩ độ. Ở Việt Nam, gió mùa, mưa và đặc điểm địa lý còn quyết định thời tiết thực.

Cách chia quý khí tượng bắt đầu ngày 1 tháng 3, 6, 9 và 12 là quy ước tiện thống kê ở nơi sử dụng. Nó không phải thời điểm chí-phân và không buộc nhịp mùa mưa tại Việt Nam chạy theo bốn ngày ấy.

Theo dõi chí qua chân trời

Chọn một chỗ đứng và một mốc địa hình ổn định, ghi hướng Mặt Trời lặn qua các tuần bằng cách an toàn. Điểm lặn dịch chậm dần gần chí rồi đổi hướng. Dùng cảnh thật như đường bờ vịnh hoặc khoảng trống giữa công trình, nhưng không tự gán số góc của địa điểm khác.

Stonehenge có trục gắn với hướng Mặt Trời vào chí; các cổng công trình vòng Goseck cũng nổi tiếng với hướng đông chí. Đây là ví dụ lịch sử thực ở địa điểm của chúng, không phải lời khẳng định mọi di tích địa phương có cùng chức năng.

Qua hàng nghìn năm, tuế sai còn đổi vị trí xuân điểm so với sao nền, với chu kỳ cỡ 26.000 năm. Chòm sao phía sau thay đổi không làm định nghĩa kinh độ 0° của phân tháng 3 mất đi.