季節の始まりの日付：複雑な天体力学

毎年季節の日付が変わる原因は何か？

変動性の三つの主な原因

天文季節は決して同じ暦日に正確に始まるわけではありません。したがって、北半球では、春は3月20日か21日に始まり、夏は6月20日か21日、秋は9月22日か23日、冬は12月21日か22日に始まることがあります。この変動性は恣意的なものではなく、三つの主な原因から生じます：熱帯年の実際の期間（約365.2422日）、グレゴリオ暦のうるう年（4年ごとに1日追加、ただし400で割り切れない世紀年は例外）、そして歳差運動（地球の自転軸の緩やかな動きで、季節の基準点を1世紀あたり約20分ずらす）。

熱帯年と恒星年

熱帯年

熱帯年とは、地球が太陽に対して同じ見かけの位置に戻るまでの時間、つまり春分から次の春分までの時間です。 それは約365.2422日、つまり365日の市民年より約5時間48分46秒長く続きます。 この期間は、恒星年（\(365.2564\)日）よりわずかに短く、それは歳差運動によるもので、季節の基準点を時間とともにゆっくりとずらします。

恒星年

恒星年とは、地球が固定星に対して太陽の周りを完全に一回公転するのにかかる時間で、約365.2564日です。 それは歳差運動のために熱帯年（365.2422日）よりわずかに長く、季節を暦の中で後方にずらします。 恒星年は主に天文学で、年ごとの空の星の位置を追跡するために使用されます。

熱帯年と市民暦

蓄積するずれ

二つの連続する春分の間の時間を測る熱帯年は、実際には約\(\ 365{,}2422 \ \text{日} \)続きます。しかし、私たちの市民暦は365日または366日の年に基づいています。 この≈0.2422日の差は年々蓄積されます。補正がなければ、春分と夏至は暦の中でますます遅くなるでしょう。うるう年は4年ごとに1日を追加することでこの遅れを補い、わずかに前進させます。非常に小さな残差ドリフトが残ります：春分と夏至は約3300年ごとに1日進み、千年の間に非常にわずかに早くなります。

うるう年の役割

このずれを補うために、グレゴリオ暦は4年ごとにうるう年を導入しますが、例外があります：400で割り切れない世紀年はうるう年ではありません。例えば、1900年はうるう年ではありませんでした（100で割り切れるが400で割り切れない）が、2000年はうるう年でした（400で割り切れる）。このメカニズムは熱帯年の期間を\(\ 365{,}2425 \ \text{日} \)に近似し、平均誤差を年間約26秒に減らします。それでも、季節の正確な瞬間は年ごとにわずかにずれ続けます。

歳差運動とその他の軌道効果

動く自転軸

地球は完全に安定したコマのように宇宙で回転しているわけではありません。その自転軸は緩やかな円錐を描き、この現象は歳差運動と呼ばれます。この動きは、時間とともに春分点を漸進的にずらし（1世紀あたり約20分）、長期的に季節の日付を変更します。例えば、2000年前に牡羊座の始まりと一致していた春分点は、今日では魚座にあります。歳差運動によるこのずれは、星に対する季節の位置を非常にゆっくりと変更します。

その他の軌道の不規則性

歳差運動に加えて、地球の軌道の離心率の変動や章動など、より微妙な効果があり、ダイナミクスをより複雑にしています。これらの現象は、人間の尺度では小さいですが、長期間にわたる季節の日付の変動性に寄与しています。

注：
章動は、歳差運動に重ね合わされた地球の軸の小さな振動で、月と太陽の赤道バルジへの引力によって引き起こされます。その主な周期は約18.6年で、季節の日付への影響はごくわずかです。

季節の日付表（2025–2040）

以下の表は、2025年から2040年の期間における天文季節の始まりの正確な日時を世界時（UTC）で示しています。これらのデータは、年ごとの日付の変動性を具体的に示しています。