Sonnenauf-/untergang
Einfluss von Breitengrad und Jahreszeit auf den Zeitpunkt des Sonnenauf- und untergangs.
Sonnenauf- und untergang
Alle Länder auf der Nordhalbkugel haben wohl ähnliche Merksätze, um sich den täglichen Verlauf der Sonne und den Zusammenhang zu den Himmelsrichtungen einzuprägen:
- "Im Osten geht die Sonne auf, nach Süden geht ihr Mittagslauf, im Westen will sie Schlafen gehn, im Norden ist sie nie zu sehn."
Um später bei den Simulationen präzise rechnen zu können, braucht man eine exakte zeitliche Definition für die Begriffe[1]:
- Sonnenaufgang: Der Zeitpunkt des Aufgangs der Sonne ist definiert als der Moment, in dem die Oberkante der Sonnenscheibe den geozentrischen oder wahren Horizont überschreitet
- Sonnenuntergang: Zum Sonnenuntergang unterschreitet die Oberkante der Sonnenscheibe den geozentrischen oder wahren Horizont
Interessant hierbei ist die Erkenntnis, dass diese Zeitpunkte nicht nur von der Position des Betrachters abhängen, sondern auch von der Horizontlinie (befindet sich ein Meer oder ein Berg in einer bestimmten Azimut-Richtung). Diese Horizontlinie lässt sich z.B. aus digitalen Terrain-Modellen gewinnen.
Interessant fand ich auch die Definition diverser Dämmerungsanfänge. Gut zu wissen, dass man im Alltag von der "Bürgerlichen Dämmerung" spricht.
Der Sonnenlauf im Jahresverlauf
Neben der örtlichen Komponente hat auch die Jahreszeit einen Einfluss auf den Sonnenauf- und untergang. Stünde die Erdachse senkrecht auf der Umlaufbahn der Erde um die Sonne, gäbe es keine Jahreszeiten. Da die Ekliptik jedoch um 23,44° gegenüber dem Äquator geneigt ist, erleben wir auf der Erde recht unterschiedliche Jahreszeiten. Das folgende Diagramm verdeutlicht das sehr schön.
Der Sonnenaufgang im Jahresverlauf
Zur Verdeutlichung habe ich hier drei beliebige Orte für Deutschland herausgesucht. Sie liegen auf dem Breitengrad von Flensburg, Frankfurt und Freiburg. Sie haben alle denselben Längengrad, da dieser sonst die Sonnenaufgangszeiten aufgrund der Erdrotation verfälscht würde.
(Um Sprünge in den Diagrammen aufgrund von Zeitumstellungen zu unterbinden, sind alle Zeiten in UTC dargestellt)
Was zeigt das Diagramm?
Zunächst erkennt man, dass der Zeitpunkt des Sonnenaufgangs im Winter deutlich später ist als im Sommer. Dies ist der Einfluss der Neigung der Erdachse. Ebenso lässt sich erkennen, dass der Sonnenaufgang im Norden (Flensburg) später stattfindet und über das Jahr eine größere Schwankung erfährt, als das im Süden (Freiburg) der Fall ist.
Der Sonnenuntergang im Jahresverlauf
Ähnlich wie beim Sonnenaufgang variieren auch die Sonnenuntergangszeiten über das Jahr in Abhängigkeit vom Breitengrad.
Der Sonnenuntergang zeigt das inverse Muster zum Sonnenaufgang: Im Sommer geht die Sonne spät unter, im Winter früher. Auch hier ist die Schwankung zwischen den Extremwerten an einem Ort im Süden weniger ausgeprägt.