Glad 29 februari! Det kommer inte så ofta, så se till att du njuter av det.

Men varför har vi dessa extra dagar? Väl, om vi inte gjorde det, årstiderna skulle gradvis flytta runt i kalendern. Istället för att midsommar på södra halvklotet infaller runt den 21 december, den skulle komma i januari, sedan februari, och så vidare. Efter några århundraden, den australiensiska sommaren skulle sluta i juli!

Men vad är egentligen ett år? Det enklaste svaret är hur lång tid det tar för jorden att kretsa runt solen. I skolan, vi lär alla att det är 365 dagar. Snyggt och enkelt, höger?

Det finns bara ett problem:det finns flera olika definitioner av ett år.

Det sideriska året

Det "sideriska året" är den klassiska klassrumsdefinitionen. Det är den tid det tar för jorden att slutföra ett varv av solen och återvända till exakt samma plats i sin bana, bedöms av solens position i förhållande till bakgrundsstjärnorna.

Men ett sideriskt år tar inte 365 dagar. Snarare, det tar 365.256 dagar.

Sedan finns det ett annat problem. Förutom att snurra på sin axel (vilket ger oss dag och natt), vår planet vinglar också. Mer exakt, Jordens axel "precesserar, "snurrar runt en gång var 26, 000 år eller så, som en vinglande snurra.

Detta är viktigt eftersom riktningen i vilken jordens axel pekar är det som styr årstiderna. När det södra halvklotet pekar bort från solen, vi upplever vår södra vinter medan det norra halvklotet ser sommaren, och sedan vice versa.

Men precessionen (wobbling) av jordens axel betyder att i 13, 000 år, anvisningarna skulle vara motsatsen till idag. I dag, sydpolen är vinklad mot solen under södra midsommar, men i 13, 000 år skulle den lutas bort (midvinter) på samma plats i jordens omloppsbana.

Detta innebär att, under tusentals år, platsen där vi skulle uppleva midvinter eller midsommar i jordens omloppsbana skulle förändras. Med andra ord, om vi kopplade vår kalender till det sideriska året, årstiderna skulle fortfarande skifta genom kalendern!

Det tropiska året

Lyckligtvis, vi har ett annat sätt att definiera ett år som kan lösa det här problemet. Istället för att mäta den exakta tiden det tar att kretsa runt solen, vi kan istället mäta tiden mellan vårdagjämningen ett år och nästa.

Vårdagjämningen är den punkt i jordens omloppsbana där solen rör sig från vår himmels södra halvklot till den norra. Varje år infaller den på eller runt den 21 mars.

Tiden mellan en dagjämning och nästa kallas det "tropiska året, " och är något kortare än det sideriska året. Det kommer in på 365,24219 dagar.

Denna skillnad är ganska liten (cirka 20 minuter), men det motsvarar den mängd som jordens axel har föregått under den tiden - strax under 1/26, 000 av ett helt varv.

Att hoppa in i framtiden

Men vad har allt detta med skottår att göra? Väl, eftersom det tropiska året inte är exakt 365 dagar långt, datumet för vårdagjämningen (och midsommar, midvinter, och alla andra säsongsbetonade händelser som du vill nämna) kommer gradvis att glida igenom kalendern. Om varje år hade 365 dagar, dessa händelser skulle gradvis falla senare och senare i kalendern – med 0,24219 dagar per år.

Det låter inte så mycket, men det skulle gå upp. Efter 100 år, datumen för dessa händelser skulle vara 24 dagar senare. Kalendern skulle falla ur linje med årstiderna.

För att råda bot på detta, vi har skottår, där vi lägger till en enda dag till årets längd. Om vi ​​tar en enda fyraårsperiod, och räkna ut den genomsnittliga längden på året, vi får 365,25 dagar, vilket är ganska nära the real thing. Men det är fortfarande inte tillräckligt nära.

Den julianska kalendern

Denna uppskattning fungerade tillräckligt bra under lång tid. År 45 f.Kr. föregångaren till den moderna kalendern började. Känd som den julianska kalendern, den introducerades av Julius Caesar.

Den julianska kalendern implementerade en process med skottår:vart fjärde år, utan misslyckande, det skulle bli en extra dag i slutet av februari.

Det fanns vissa problem med att implementera denna nya kalender – och under några decennier, skottår lades felaktigt till vart tredje år. Saker och ting löstes av 12AD, och från och med då, vart fjärde år hade ett skottår.

Men i mitten av 1500-talet, fel började återigen uppstå. Kom ihåg att detta tillvägagångssätt ger en genomsnittlig årslängd på 365,25 dagar, medan det sanna tropiska året är 365,24219 dagar.

Efter ett och ett halvt årtusende, denna lilla skillnad hade resulterat i att datumen för solståndet svävade med tio dagar genom kalendern.

Den gregorianska kalendern

För att fixa denna mycket långsamma drift, en ny kalender utarbetades under andra hälften av 1500-talet. Uppkallad efter påven Gregorius XIII, den gregorianska kalendern släpptes 1582.

Det ändrade datumen på året, flytta solstånden tillbaka till sin avsedda plats. Det ändrade sedan hur skottår hanterades, för att säkerställa att dessa datum inte glider igen i framtiden.

Den lilla förändringen var att skottår som var "sekelår" (år som slutade på 00) måste vara delbara med både 100 och 400. Om året kan delas med 100, men inte med 400, det är inte ett skottår.

Låt oss ta sekelåren 1900 och 2000 som exempel. 1900 är delbart med 100, men inte med 400. Så 1900 var inget skottår.

Däremot 2000 kan delas med både 100 och 400, så det förblev ett skottår, och kallas "ett århundrades skottår".

Så i slutet av 1800-talet, skottåren gick:1892, 1896, 1904, 1908. Men i slutet av 1900-talet, skottår fortsatte utan uppehåll (1992, 1996, 2000, 2004).

Vad betyder det här? I den gamla julianska kalendern, det var 100 skottår vart 400:e år. Men i den gregorianska kalendern, vi har bara 97 för vart 400:e år.

Detta ger en anmärkningsvärt bra passform till längden på det tropiska året. Den genomsnittliga längden på ett år i den 400-åriga gregorianska cykeln är 365,2425 dagar. Det är nästan (men inte riktigt) exakt ett tropiskt år – faktiskt, de två skiljer sig med bara 26,8 sekunder.

Det är tillräckligt nära för att vi inte behöver oroa oss för att våra årstider kommer att förändras i kalendern i tusentals år framöver.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.