Warum der kürzeste Tag nicht mit dem frühesten Sonnenuntergang oder dem spätesten Sonnenaufgang zusammenfällt

Viele Menschen glauben, dass der kürzeste Tag des Jahres (die Wintersonnenwende), der früheste Sonnenuntergang und der späteste Sonnenaufgang alle am selben Tag stattfinden. Das klingt logisch, oder? Aber die Realität ist etwas komplexer.

Auf der Nordhalbkugel fällt die Wintersonnenwende, der kürzeste Tag des Jahres, etwa auf den 21. oder 22. Dezember. Der früheste Sonnenuntergang tritt jedoch zwischen dem 4. und 12. Dezember auf, während der späteste Sonnenaufgang zwischen dem 2. und 8. Januar liegt. Aber warum?

Beginnen wir mit der Wintersonnenwende

Die Wintersonnenwende ist der Tag, an dem der Nordpol am weitesten von der Sonne weg geneigt ist. An diesem Tag beschreibt die Sonne ihren kürzesten Bogen am Himmel, was uns auf der Nordhalbkugel die geringste Menge an Tageslicht bringt.

Doch hier liegt der entscheidende Punkt: Die Sonnenwende hat nichts mit den genauen Zeiten von Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang zu tun, sondern mit der Position der Sonne am Himmel.

Die Rolle der Erdneigung und der Umlaufbahn

Die Neigung der Erdachse um 23,5 Grad und ihre elliptische (nicht perfekt kreisförmige) Umlaufbahn um die Sonne sind die Hauptfaktoren, die dabei eine Rolle spielen.

Achsenneigung

Die Neigung ist der Grund für die Jahreszeiten, da verschiedene Teile der Erde im Laufe des Jahres unterschiedlich viel Sonnenlicht erhalten.

Elliptische Umlaufbahn

Die Erde bewegt sich nicht mit gleichmäßiger Geschwindigkeit um die Sonne. Sie bewegt sich schneller, wenn sie der Sonne näher ist (Perihel, Anfang Januar), und langsamer, wenn sie weiter entfernt ist (Aphel, Anfang Juli). Diese unterschiedliche Geschwindigkeit beeinflusst den Zeitpunkt des wahren Mittags, also den Moment, in dem die Sonne am höchsten am Himmel steht.

Kombiniert man diese beiden Faktoren – die wechselnde Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Umlaufbahn und die Neigung ihrer Achse –, ergibt sich, was Astronomen als...

Die Zeitgleichung

Hier wird es besonders interessant. Die "Zeitgleichung" ist ein Konzept, das die Unterschiede zwischen der Sonnenzeit (basierend auf der Position der Sonne) und der Uhrzeit (die davon ausgeht, dass die Sonne sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt und den Tag in gleichmäßige 24-Stunden-Segmente teilt) erklärt. Diese Differenz kann im Laufe des Jahres bis zu etwa 16 Minuten betragen.

Die Achsenneigung und die elliptische Umlaufbahn bewirken, dass sich der wahre Mittag, der Moment, an dem die Sonne am höchsten steht, von Tag zu Tag leicht verschiebt.

Im Dezember verschiebt sich der wahre Mittag allmählich nach hinten im Vergleich zur Uhrzeit. Gleichzeitig verändert sich die maximale Höhe der Sonne: Sie sinkt bis zur Sonnenwende und steigt danach wieder an. Diese beiden Effekte wirken vor und nach der Sonnenwende unterschiedlich zusammen.

Der früheste Sonnenuntergang

Einige Wochen vor der Sonnenwende (Anfang bis Mitte Dezember) wirken diese Effekte gegeneinander, was zum frühesten Sonnenuntergang führt. Auf der Südhalbkugel geschieht dies Anfang Juni.

Der späteste Sonnenaufgang

Einige Wochen nach der Sonnenwende (Anfang Januar) wirken diese Effekte zusammen und verschieben den spätesten Sonnenaufgang nach hinten. Auf der Südhalbkugel tritt dies Ende Juni oder Anfang Juli auf.

Aus diesem Grund ändern sich die Zeiten für Sonnenaufgang und Sonnenuntergang im Jahresverlauf nicht gleichmäßig.

Zusammenfassung

Der kürzeste Tag des Jahres, die Wintersonnenwende, fällt nicht mit dem frühesten Sonnenuntergang oder dem spätesten Sonnenaufgang zusammen, und zwar aus zwei Hauptgründen: der Höhe der Sonne am Himmel und dem Zeitpunkt des wahren Mittags (wenn die Sonne am höchsten steht) im Vergleich zur Uhrzeit.

Im Dezember verschiebt sich der wahre Mittag täglich später im Vergleich zum Mittagszeitpunkt der Uhr. Diese Verzögerung beeinflusst sowohl die Zeiten des Sonnenaufgangs als auch des Sonnenuntergangs. Gleichzeitig wird der Sonnenbogen am Himmel kürzer und erreicht seinen niedrigsten Punkt zur Sonnenwende.

Diese kombinierten Effekte bedeuten, dass der früheste Sonnenuntergang vor der Sonnenwende stattfindet, während der späteste Sonnenaufgang danach erfolgt. Der kürzeste Tag markiert lediglich den niedrigsten Sonnenbogen, nicht die Extreme von Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang.

Diese Frage taucht jedes Jahr im Dezember auf, und das ist verständlich – es ist kein einfaches Konzept. Aber hoffentlich macht diese Erklärung das Ganze etwas klarer!