Das Julianische Jahr war mit seiner Länge von 365,25 Tagen um 0,0078 Tage oder 11 Minuten und 14 Sekunden länger als das tropisches Jahr. Dieser Unterschied war zwar nicht mehr innerhalb weniger Jahre spürbar, er akkumulierte sich aber im Laufe von Jahrhunderten. Den Astronomen fiel als erstes auf, daß der wahre Frühlingsbeginn (wenn die Sonne durch den Frühlingspunkt läuft) sich von dem nominalen Frühlingsbeginn am 21. März entfernte. Dieser nominale Termin war im Zusammenhang mit der Datierung des Osterfestes von der römischen Kirche festgelegt worden. Zu Beginn des 16. Jahrhunderts lag das Datum des Julianischen Kalenders bereits um 10 Tage gegenüber der wahren Erdbahn zurück, und die Datierung des Osterfestes begann den eigentlich gewollten Bezug zum jüdischen Passahfest (das sich am wahren Frühlingsbeginn orientiert) zu verlieren.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wurde (zunächst für den Bereich der römischen Kirche) 1582 von Papst Gregor XIII. eine Kalenderreform durchgeführt:

Sie bestand im wesentlichen aus zwei Teilen: Fortfall von 10 Kalendertagen, auf den 4. Oktober 1582 folgte der 15.Oktober 1582 in der neuen Zeitrechnung. Damit wurde der Frühlingsbeginn wieder auf den 21. März gebracht. Die Zählung der Wochentage blieb dabei ungeändert. Einführung einer neuen Schaltjahrregelung, nach der die Schalttage in den Jahren fortfallen, die durch 100, aber nicht durch 400 teilbar sind. Damit wird das Anwachsen eines Kalenderfehlers verlangsamt. Der Schalttag wird wie im Julianischen Kalender am Ende des Monats Februar eingefügt.

Die Grundlagen des neuen Kalenders wurden 1603 von Christoph Clavius in dem Buch „Explication Romani Calendarii a Gregorio XIII P.M. restituti“ beschrieben.

Die unter 2. beschriebene Schaltjahrregelung ist die Basis für den auch heute noch gebräuchlichen Gregorianischen Kalender. Die mittlere Jahreslänge beträgt danach 365,2425 Tage, die verbleibenden Abweichungen gegenüber dem tropischen Jahr sind klein genug, um erst nach 3.333 Jahren die Einfügung eines zusätzlichen Schalttags notwendig zu machen.

Obwohl für die Umstellung von Julianischem auf Gregorianischen Kalender gemeinhin das Tagespaar 4./15. Oktober 1582 angegeben wird, gilt dieses eigentlich nur für die Länder mit überwiegend römisch-katholischen Glauben. Andere Länder waren teilweise erheblich zögerlicher bei der Übernahme des neuen Kalenders.

Bei der Umrechnung landesspezifischer Kalenderdaten und historischer Datierung ist deshalb Vorsicht geboten. Der Bezug unserer heutigen Jahreszählung auf das Jahr von Christi Geburt geht auf den römischen Abt Dionysius Exiguus zurück, der sich im Jahre 525 n. Chr. um die Erstellung von Tafeln zur Berechnung des Osterfests bemühte. Auf heute nicht mehr bekannte Weise identifizierte er das Jahr 248 der Ära Diokletians mit dem Jahr 532 n. Chr. (Diese Zuordnung gilt heute als zweifelhaft).

In der neuen Jahreszählung ging dem Jahr 1 n. Chr. das Jahr 1 v. Chr. voraus, ein Jahr 0 existiert in diesem System nicht. Im Gegensatz dazu steht die astronomische Jahreszählung, die sehr wohl ein Jahr 0 kennt. Zur Unterscheidung verzichtet die astronomische Jahreszählung auf die Zusätze „n. Chr.“ und „v. Chr.“ und verwendet stattdessen ein Vorzeichen vor der Jahreszahl. Das astronomische Jahr +1 entspricht dann dem Jahr 1 n. Chr., das Jahr 0 entspricht 1 v. Chr., und -1 ist das Jahr 2 v. Chr.

Das erste Jahrhundert der christlichen Zeitrechnung begann am 1. Januar des Jahres 1 n. Chr. und endete genau hundert Jahre später am 31. Dezember 100 n. Chr. Das zweite Jahrhundert mußte deshalb am 1. Januar 101 n. Chr. beginnen. Entsprechendes gilt für die Jahrtausende.
Demzufolge wird das nächste, das dritte Jahrtausend nicht - wie häufig angenommen - am 1. Januar 2000 n. Chr., sondern erst am 1. Januar 2001 n. Chr. beginnen (Dieses Mißverständnis gibt regelmäßig Anlaß zu beträchtlichen Diskussionen in der Öffentlichkeit).

Der Gregorianische Kalender wird auch in der Astronomie regelmäßig für Datierungen nach dem 14. Oktober 1582 verwendet. Für einige spezielle Probleme ist es aber nützlich, ihn für Epochen vor diesem Datum zurückzurechnen (proleptischer Gregorianischer Kalender). Andererseits werden auch heute noch manche Daten oder Zeitspannen nach dem Julianischen Kalender berechnet. Solche Ausnahmen sind entsprechend gekennzeichnet.

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