Warum die Tage im Sommer länger sind (und was die Mitternachtssonne ist)
Wie die Neigung der Erdachse um 23,4° lange Sommertage und kurze Wintertage erzeugt, wie stark das vom Wohnort abhängt und warum es an den Polen monatelang Mitternachtssonne und Polarnacht gibt.
Am längsten Tag des Jahres hat London fast 16 Stunden und 40 Minuten Tageslicht, am kürzesten weniger als 8 Stunden. In Äquatornähe beträgt der Unterschied nur wenige Minuten. Der Grund ist schlichte Geometrie: Die Erdachse ist geneigt.
Die Neigung, nicht der Abstand
Die Erdachse ist gegenüber der Erdbahn um etwa 23,4° geneigt und zeigt das ganze Jahr über in dieselbe Richtung im Raum (zum Polarstern). Während die Erde um die Sonne läuft,
- ist die Nordhalbkugel im Juni der Sonne zugeneigt,
- im Dezember von ihr abgewandt.
Der Abstand zur Sonne ändert sich viel weniger, als viele denken: um etwa 3 % im Jahreslauf, und am nächsten ist die Erde der Sonne sogar Anfang Januar, mitten im Winter der Nordhalbkugel. Die Neigung wirkt sich viel stärker aus, und zwar auf zwei Arten.
Warum die Neigung die Tage verlängert
Stellen Sie sich vor, Sie folgen einem Breitenkreis, etwa 50° N, während sich die Erde dreht. Die Tag-Nacht-Grenze (der Terminator) teilt diesen Kreis in einen Tag- und einen Nachtabschnitt. Im Juni, wenn der Norden der Sonne zugeneigt ist, steht der Terminator so schräg, dass mehr als die Hälfte des Kreises im Tageslicht liegt: auf 50° N etwa zwei Drittel, also rund 16 Stunden. Im Dezember ist es umgekehrt, und nur etwa ein Drittel liegt im Licht.
Am Äquator halbiert der Terminator den Kreis immer, die Tage bleiben dort das ganze Jahr nahe 12 Stunden. Zu den Polen hin wird der Effekt stärker, bis ganze Breitenkreise vollständig im Licht oder vollständig im Dunkeln liegen.
| Koordinaten | Juni-Sonnenwende | März-Tagundnachtgleiche | Dezember-Sonnenwende |
|---|---|---|---|
| 0° N | 12 h 7 min | 12 h 7 min | 12 h 8 min |
| 20° N | 13 h 21 min | 12 h 7 min | 10 h 55 min |
| 40° N | 15 h 1 min | 12 h 8 min | 9 h 20 min |
| 50° N | 16 h 22 min | 12 h 10 min | 8 h 4 min |
| 60° N | 18 h 52 min | 12 h 13 min | 5 h 52 min |
| 66.6° N | ganztägig | 12 h 16 min | 2 h 7 min |
| 70° N | ganztägig | 12 h 18 min | keine |
Warum der Sommer auch wärmer ist
Die Neigung verändert außerdem den Einfallswinkel des Sonnenlichts. Im Sommer steht die Sonne höher am Himmel, jeder Quadratmeter Boden erhält dadurch mehr Energie, und das Licht legt einen kürzeren Weg durch die Atmosphäre zurück. Längere Tage und steiler einfallendes Sonnenlicht machen den Sommer gemeinsam warm. Dass die wärmsten Wochen im Juli und August liegen und nicht zur Sonnenwende, liegt daran, dass sich Land und vor allem Meere erst über Wochen aufheizen.
Mitternachtssonne und Polarnacht
Der nördliche Polarkreis liegt bei etwa 66,6° N (90° − 23,4°). Nördlich davon bleibt die Sonne um die Juni-Sonnenwende an mindestens einem Tag 24 Stunden lang über dem Horizont: die Mitternachtssonne. Um die Dezember-Sonnenwende geht sie an mindestens einem Tag gar nicht auf: die Polarnacht.
- Am Polarkreis selbst dauert das etwa ein bis zwei Tage (die Mitternachtssonne etwas länger, weil die Lichtbrechung die Sonne anhebt).
- In Tromsø (69,6° N) dauert die Mitternachtssonne etwa vom 20. Mai bis 22. Juli, die Polarnacht von Ende November bis Mitte Januar.
- Am Nordpol geht die Sonne einmal im Jahr auf, um die März-Tagundnachtgleiche, und einmal unter, um die September-Tagundnachtgleiche.
Ganz dunkel ist die Polarnacht nur selten: Mittags steht die Sonne nur wenige Grad unter dem Horizont, es gibt also stundenlang Dämmerung.
Wie schnell sich die Tageslänge ändert
Die Tageslänge ändert sich nicht gleichmäßig. Sie ändert sich am schnellsten um die Tagundnachtgleichen und am langsamsten um die Sonnenwenden. Auf 46° N (zum Beispiel in Ljubljana) werden die Tage Ende März um etwa 3 Minuten pro Tag länger, Mitte Juni nur noch um wenige Sekunden pro Tag.
Der Tageslängen-Rechner zeichnet diese Kurve für jeden Ort und vergleicht zwei Orte miteinander, zum Beispiel Ihren Heimatort und eine Stadt weit im Norden oder Süden.
Häufige Fragen
Sind die Sommertage länger, weil die Erde der Sonne näher ist?
Nein. Am nächsten ist die Erde der Sonne sogar Anfang Januar, also im Winter der Nordhalbkugel. Jahreszeiten und Tageslänge entstehen durch die Neigung der Erdachse.
Wo sind die Tage das ganze Jahr gleich lang?
Am Äquator ist der Tag das ganze Jahr über etwa 12 Stunden und 7 Minuten lang. Die paar Minuten zusätzlich kommen von der Lichtbrechung in der Atmosphäre und der Größe der Sonnenscheibe.
Was ist die Mitternachtssonne?
Nördlich des nördlichen Polarkreises (etwa 66,6° N) und südlich des südlichen Polarkreises geht die Sonne um die Sommersonnenwende an mindestens einem Tag überhaupt nicht unter. Je näher am Pol, desto länger dauert das, an den Polen selbst bis zu etwa sechs Monate.
Wie schnell werden die Tage im Frühling länger?
Am schnellsten um die Tagundnachtgleichen. Auf 50° N wachsen die Tage Ende März um etwa vier Minuten pro Tag, auf 60° N um etwa sechs Minuten. Um die Sonnenwenden verlangsamt sich die Änderung auf wenige Sekunden pro Tag.