14.01.2013

Analemma

Die Tage werden wieder länger, jedoch vor allem abends. Woran liegt das?

Der Frühling ist zwar noch fern, doch die Tageslänge nimmt bereits wieder spürbar zu. Gut drei Wochen nach der Wintersonnenwende ist es beispielsweise in Frankfurt am Main bereits wieder etwa ein halbe Stunde länger hell, was sich vor allem abends bemerkbar macht. Ursache hierfür ist die besondere Bewegung der Erde um die Sonne.

Unter einem Sterntag versteht man die Zeit, die vergeht, bis der Fixsternhimmel wieder genau an die gleiche Position gerückt ist. Er beträgt 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden. Da jedoch in dieser Zeit die Erde ein Stück auf ihrem Weg um die Sonne weitergerückt ist, findet ein Beobachter die Sonne nach einem Sterntag noch nicht wieder an der Position, wie Tags zuvor. Dazu benötigt unser Zentralgestirn im Mittel noch etwa 4 Minuten, so dass ein Sonnentag eben die bekannten 24 Stunden andauert.

Nun ist ein Sonnentag über das Jahr betrachtet nicht immer gleich lang, sondern hinkt dem mittleren Sonnentag mal hinter, mal eilt er diesem voraus. Anfang Februar ist der wahre Sonnentag fast 15 Minuten später dran, als der mittlere, Anfang November dagegen eilt er sogar um etwa 16 Minuten voraus. Eindrucksvoll werden diese Abweichungen sichtbar, wenn man im Verlauf eines Jahres immer zur gleichen Uhrzeit die Sonne von einem festen Standpunkt aus fotografiert. Die so entstehende scheinbare Bahn, welche die Sonne am Firmament beschreibt ähnelt einer 8 und wird als Analemma bezeichnet.

Verursacht wird diese Besonderheit von zwei sich überlagernden Effekten: Die Erde kreist in einer elliptischen Bahn um die Sonne. Am sonnennächsten Punkt am 3. Januar ist ihre Bahngeschwindigkeit gemäß dem 2. Keplerschen Gesetz am schnellsten, am sonnenfernsten Punkt, dem 5. Juli, entsprechend am langsamsten. Der Abstand zwischen der Sonnenposition nach einem Sterntag und einem wahren Sonnentag wird entlang einer waagerechten Linie gemessen. Die Sonnenbahn führt jedoch im Verlauf eines Jahres entlang eines unterschiedlich stark geneigten Bogens über den Himmel. Dadurch entstehen weitere Abweichungen zwischen dem mittleren und dem wahren Sonnentag.

Die Auswirkung dieser Effekte auf die Zeitpunkte des Sonnenauf- und Sonnenuntergangs wird mit Hilfe der sogenannten Zeitgleichung berechnet, in der beide oben beschriebenen Effekte Berücksichtigung finden. Kurioserweise ist der kürzeste Tag am 21. Dezember, der früheste Sonneuntergang jedoch bereits am 12. Dezember, der späteste Sonnenaufgang aber erst am 31. Dezember. Deswegen verlängern sich aktuell vor allem die Abende, wogegen sich der Zeitpunkt des Sonnenaufgangs erst allmählich verfrüht. Im Analemma befindet sich aus diesem Grund die Sonne am Morgen der Wintersonnenwende an einem höheren Punkt, als wenige Tage danach, was von der morgendlichen Schieflage der 8 herrührt.

Zur Zeit der Sommersonnenwende um den 21. Juni verhält es sich ähnlich: Der früheste Sonnenaufgang findet bereits am 16. Juni statt, wer jedoch den längsten Sommerabend genießen möchte, sollte noch bis zum 25 Juni warten. Ach ja Sommer, war das nicht die Zeit, in der man nur mit einem T-Shirt bekleidet abends draußen sitzen konnte?

Montag, 14. Januar 2013

Tim Staeger
hr-Wetterredaktion

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