Werden die Tage zwischen Sommer und Winter immer gleichmäßig kürzer?

von Gabor Paal am 14.10.2015, 3 Kommentare

Überhaupt nicht: Die Tage werden am Anfang erst langsam kürzer, dann schneller, dann wieder langsamer. Am längsten hell ist es zur Sommersonnenwende – also am 21. Juni – da vergehen von Sonnenaufgang bis Untergang 16 Stunden und 12 Minuten. Das andere Extrem ist die Wintersonnenwende am 21. Dezember,  da dauert der Tag 8 Stunden und 13 Minuten. Der Unterschied zwischen der Tageslänge im Sommer und im Winter beträgt also etwa 8 Stunden. Wäre dieser Übergang gleichmäßig, würden die Nächte also stetig immer länger, könnte man ausrechnen: Das halbe Jahr zwischen Sommer und Winter hat 182 Tage. In diesen 182 Tagen nimmt die Tageslänge um 8 Stunden ab. Wenn das gleichmäßig passieren würde, könnte man ausrechnen, sind das etwas mehr als 2 ½ Minuten pro Tag. – Und dann, nach dem 21. Dezember würden die Tage genauso gemächlich wieder zunehmen. So ist es aber nicht.
Sondern: Um die Sommer- bzw. Wintersommerwende herum, also Ende Juni und Ende Dezember ändern sich die Tageslängen nur langsam, nämlich pro Tag jeweils um etwa 1 Minute. Dagegen in der Zeit um Herbstanfang herum, also Ende September, kommt die Dunkelheit in schnellen Schritten – und die Nächte werden – Nacht für Nacht – knapp 4 Minuten länger. Diese Angaben beziehen sich jetzt auf unsere Breiten, also Südwestdeutschland. Weiter im Norden sind die Unterschiede zwischen Sommer und Winter noch ausgeprägter, aber die Änderungen erfolgen nach dem gleichen Muster: Langsam, schnell, langsam.

Folgt das einem bestimmten Muster?
Dieses Muster – langsam, schnell, langsam – das ist ja im Grunde wie eine Pendelbewegung. Ein Pendel ist am oberen und unteren Wendepunkt langsam – und am schnellsten ist seine Bewegung genau in der Mitte zwischen diesen beiden Punkten. Und das gleiche Muster finden wir bei einer schwingenden Feder, an der ein Gewicht hängt. Auch hier ist die Bewegung an den Wendepunkten langsam und zwischendurch schnell. Das ist ein typisches Schwingungsmuster – und entsprechend kann man sagen „schwingen auch die Tageslängen“, sie pendeln hin und her.
Denn: die Tageslängen hängen ja eng damit zusammen, wie hoch die Sonne am Himmel steht. Im Sommer steht die Sonne mittags steil am Himmel, im Winter flach. Und auch diese Veränderung ähnelt einem schwingenden Pendel. Angenommen, man könnte immer mittags um 12 an die Stelle, wo die Sonne dann steht, einen „Punkt am Himmel machen“. Und das über die ganze Zeit zwischen Sommer und Winter, würde man sehen, dass die Punkte unmittelbar nach dem 21. Juni erst mal sehr dicht beieinander liegen, d.h. Ende Juni, Anfang Juli ändert sich der Sonnenstand nur wenig. Dann werden die Abstände immer größer, und besonders groß sind sie zu Herbstanfang am 23. September. D.h. um diese Zeit nimmt der Sonnenstand sehr schnell ab, und entsprechend schnell verkürzen sich dann auch die Tage. Mathematisch gesehen entspricht das dem Muster einer Sinuskurve.

Und wie kommt das?
Durch die Kreisbewegung der Erde um die Sonne. Sommer und Winter entstehen ja, weil die Erdachse geneigt ist, und bei der Umkreisung der Sonne mal die Nord- und mal die Südhalbkugel stärker angestrahlt wird. Es ist also in gewisser Weise ein Spiel mit Licht und Schatten. Man kann es vielleicht mit folgender Situation vergleichen: Sie haben eine Kurbel. Diese Kurbel wird von der Seite angestrahlt, so dass sie einen Schatten an der Wand erzeugt. Die Kurbel bewegt sich gleichförmig im Kreis. Doch der Schatten – die Projektion der Kurbel – bewegt sich wie eine Feder hoch und runter. Auch hier entsteht also dieses Muster. Die Entstehung von Tag und Nacht bzw. Winter und Sommer durch die Drehung um die Sonne ist räumlich ein wenig komplizierter – aber im Grunde ist es das selbe Spiel von Licht und Schatten im Zusammenhang einer Kreisbewegung. Und so entsteht auch hier diese Pendeldynamik.

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Beantwortet von Gabor Paal am 14.10.2015 in Astronomie und Raumfahrt, Mathematik und Physik, Stichworte: , , , .

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Kommentare zu „Werden die Tage zwischen Sommer und Winter immer gleichmäßig kürzer?“

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Thomas Gottheis schreibt am 20.10.2015

Vielen Dank Herr Paal! Seit Jahren lese ich Ihre Kommentare, wahrscheinlich besitze ich keine App lânger als diese, doch jedesmal überraschen Sie mich aufs Neue. Die schwierigsten Themen, gedacht von meinem durchschnittsmenschenlichen Gehirn, erklären Sie so auf den Punkt genau, das es schon wieder total simpel erscheint. Ich bewundere es jedesmal, in welcher Kürze Sie so viel Würze beitragen können. Jedesmal wenn Zwei neue Antworten hier erscheinen freue ich mir ein Keks und bin wieder etwas schlauer. Ihr Beispiel, bei dieser Antwort, mit der Feder und der Kurbel mit dem Schatten, besser hätte man es nicht verdeutlichen können. Hab ich jetzt immer vor Augen. Vielen vielen Dank für Ihre Zeit und Mühe für uns und Ihre so tolle Arbeit Herr Paal.

Luca schreibt am 30.01.2018

Guten Tag
Ich würde behaupten dass das nicht überall auf der Welt richtig ist, dass die Tage im September schneller kürzer werden als kurz nach dem 21. Juni.
Schaut man sich Sonnenauf- und -Untergang bspw. in Bodø (Nordnorwegen, nördlich vom Polarkreis) an, sieht man, dass der Tag vom 19. auf den 20. Juli um 12m21s länger wird und vom 19. auf den 20. September nur um 7m27s länger wird.

Weshalb ist das so?

Die grundsätzliche Erklärung finde ich auch intuitiv, dass es so ist wie ein Pendel, aber dies scheint wohl nur zwischen den Polarkreisen zu stimmen.

Vielen Dank
Luca

Gabor Paal schreibt am 18.02.2018

Das ist richtig, jenseits der Polarkreise ist die Situation etwas anders. Dort werden die Tage nach Ende der Mittsommernacht erstmal relativ rasch kürzer.

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