Astronomie Werden die Tage zwischen Sommer und Winter immer gleichmäßig kürzer?

Dauer

Nein: Die Tage werden am Anfang 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.

Keine regelmäßige Verkürzung oder Verlängerung

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, sähe die Rechnung so aus: Das halbe Jahr zwischen Sommer und Winter hat 182 Tage. In diesen 182 Tagen nimmt die Tageslänge um 8 Stunden ab. Würde das gleichmäßig passieren, wären das etwas mehr als 2 ½ Minuten pro Tag. – Und nach dem 21. Dezember würden die Tage dann genauso gemächlich wieder zunehmen. So ist es aber nicht.

Tatsächlich ist es wie folgt: Um die Sommer- bzw. Wintersonnenwende herum, also Ende Juni und Ende Dezember, ändern sich die Tageslängen nur langsam, nämlich pro Tag jeweils um etwa 1 Minute. Dagegen kommt in der Zeit um den Herbstanfang herum, also Ende September, die Dunkelheit in schnellen Schritten. Dann werden die Nächte – Nacht für Nacht – knapp 4 Minuten länger.

Diese Angaben beziehen sich 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.

Erkennbares Muster: langsam, schnell, langsam

Dieses Muster – langsam, schnell, langsam – ist 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.

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 "schwingen auch die Tageslängen", sie pendeln hin und her.

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. 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. Dann würde man sehen, dass die Punkte unmittelbar nach dem 21. Juni sehr dicht beieinander liegen, d.h. Ende Juni, Anfang Juli ändert sich der Sonnenstand nur wenig. Dann aber werden die Abstände immer größer, und besonders groß sind sie zu Herbstanfang am 23. September. Das heißt, 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.

Kreisbewegung der Erde um die Sonne als Ursache

Die Ursache liegt in der Kreisbewegung der Erde um die Sonne. Sommer und Winter entstehen ja, weil die Erdachse geneigt ist; bei der Umkreisung der Sonne wird mal die Nord- und mal die Südhalbkugel stärker angestrahlt. Es ist eine Art Spiel mit Licht und Schatten.

Ein Beispiel zur Veranschaulichung: Sie haben eine Kurbel. Diese Kurbel wird von der Seite angestrahlt, sodass 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 dasselbe Spiel von Licht und Schatten im Zusammenhang mit einer Kreisbewegung. Und so entsteht auch hier diese Pendeldynamik.