Andrei, background нельзя анимаировать через animate.
$.ajax({
type: "POST",
url: "/rand_header.php",
data: "userHour="+myHour,
success: function(pic){
$('#header').append('<img style="opacity: 0;" src="' + pic + '" />').bind('load', function () {
$(this).fadeIn();
});
}
});