Wintersonnenwende – und andere interessante Sonnenfakten – erklärt

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Verglichen mit der Sommersonnenwende und den Tagundnachtgleichen scheint die Wintersonne in einem niedrigen Winkel und verbringt wenig Zeit über dem Horizont. (Daniel V. Schroeder, Weber State University)

Im Jahr 2011 (dieses Jahr) findet die Wintersonnenwende am 22. Dezember um 12:30 Uhr EST statt. Als erster Tag des astronomischen Winters* auf der Nordhalbkugel markiert die Sonnenwende die Zeit, zu der die Sonne scheint direkt über dem Kopf auf 23,5 Grad südlicher Breite. Wenn der Nordpol von der Sonne weggekippt ist, nimmt die Sonne an Orten nördlich des Äquators ihren niedrigsten und kürzesten Weg über den Südhimmel.

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Für den Raum Washington, D.C. bedeutet dies:

* Die Sonne steht ungefähr 9 Stunden und 26 Minuten über dem Horizont
* Sonnenaufgang ist um 7:24 Uhr und Sonnenuntergang um 16:50 Uhr.
* Der Sonnenstand am Sonnenmittag (12:07 Uhr) erreicht seine minimale Höhe von 27,7° über dem Horizont (verglichen mit 74,6° über dem Horizont am 21. Juni)
* Die Sonne geht am südöstlichsten Punkt auf und am südwestlichsten Punkt am Horizont unter (120º bzw. 240º von genau Norden)


Tabelle mit Sonnenaufgang, Sonnenuntergang und Tageslänge von der Winter- bis zur Sommersonnenwende in Washington, D.C., *Gibt die Änderung der Sommerzeit an (Timeanddate.com, U.S. Naval Observatory, Gaisma.com)
Vergleich von Sonnenaufgangs-/Untergangszeiten und Tageslänge für ausgewählte US-Städte. Zur Wintersonnenwende nimmt die Sonneneinstrahlung stetig ab, wenn man sich dem Nordpol nähert (timeanddate.com)

Aufmerksame Sonnenbeobachter stellen schnell fest, dass der früheste Sonnenuntergang und der späteste Sonnenaufgang des Jahres nicht mit der Wintersonnenwende zusammenfallen. Washington, D.C. erlebte seinen frühesten Sonnenuntergang um 16:46 Uhr. vom 2. bis zum 13. Dezember, was bedeutet, dass die Sonne in der vergangenen Woche bereits einige Minuten später untergegangen ist. Die Sonne geht jedoch später weiter auf, wobei der späteste Sonnenaufgang vom 31. Dezember bis 10. Januar um 7:27 Uhr stattfindet.

Was verursacht diese Diskrepanz? Zunächst hilft es, die beiden konkurrierenden Kräfte zu verstehen, die die lokalen Sonnenauf- und -untergangszeiten bestimmen: 1) Veränderungen der Sonnen Deklination , oder Höhe über dem Horizont während des ganzen Jahres, und 2) die sich ändernde Zeit von Sonnenmittag .

Sonnenmittag tritt auf, wenn die Sonne an einem bestimmten Tag ihre maximale Höhe am Himmel erreicht. An jedem Ort der Erde oszilliert die Mittagszeit im Laufe des Jahres langsam um einige Minuten hin und her (mit anderen Worten: eine Sonnenuhr würde nicht immer den gleichzeitigen Mittag anzeigen als Ihre Armbanduhr). Diese Verschiebungen sind auf die elliptische (nicht kreisförmige) Umlaufbahn und die axiale Neigung der Erde zurückzuführen und werden in einer komplexen Beziehung zusammengefasst, die als bezeichnet wird Zeitgleichung (Nennen wir es der Einfachheit halber den solaren Mittagseffekt).

Der Grund, warum der früheste Sonnenuntergang vor der Wintersonnenwende stattfindet, hat mit der späteren Verschiebung des Sonnenmittags zu tun, die die Auswirkungen der abnehmenden Höhe und Länge der Sonne über dem Horizont überwiegt. In DC zum Beispiel ist der Sonnenmittag am 1. Dezember um 11:57 Uhr, aber driftet 14 Minuten später ab – bis 12:11 Uhr – bis 31. Dezember Diese Vorwärtsverschiebung bedeutet, dass die Sonne von einem Tag auf den anderen einige Sekunden mehr als 24 Stunden braucht, um zwischen ihrer maximalen Mittagshöhe einen vollen Kreis zu schließen. Während wir uns der Sonnenwende nähern, wird die Sonne Deklination ändert sich nicht mehr so ​​schnell , wodurch sich die Tage langsamer verkürzen.

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Um die Sonnenwende ändert sich die Höhe der Sonne in Bezug auf den Horizont kaum. Dies bedeutet, dass die Zeit von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang stärker von der elliptischen Umlaufbahn der Erde beeinflusst wird als zu anderen Jahreszeiten. Klicken Sie hier für ein größeres Bild. (PATTERSON CLARK, ALES)

Ende November beginnt der Effekt eines sich später verschiebenden Sonnenmittags dem Effekt entgegenzuwirken, den die sinkende Deklination der Sonne hat, um den Sonnenuntergang früher zu verschieben. Schließlich erreicht der Sonnenuntergang in der ersten Dezemberwoche ein Minimum. Während wir erwarten würden, dass der früheste Sonnenuntergang näher an der Wintersonnenwende auftritt, führt die schnelle Vorwärtsverschiebung im Sonnenmittag dazu, dass der Sonnenuntergang mehr als eine Woche vorher schleichen wird.


Die Sonne geht Anfang Januar 2010 über dem Tidal Basin und dem Jefferson Memorial auf. Erst am 11. Januar wird die Sonne in Washington früher aufgehen. (Kevin Ambrosius)

Wird die Kälte stärker, wenn die Tage länger werden?

Trotz des allmählich zunehmenden Tageslichts werden die Durchschnittstemperaturen im DC-Gebiet weiter sinken, wobei vom 12. Angesichts der überdurchschnittlichen Bedingungen in letzter Zeit kann das alte Sprichwort, wenn die Tage länger werden, die Kälte in diesem Jahr fragwürdig sein. Aber egal, ob Sie sich als Schneeliebhaber nach einem Winterwunderland sehnen oder einfach nur hoffen, dass das milde Wetter anhält, wir sind uns zumindest einig, dass Sie sich auf mehr Tageslicht freuen können.

* Meteorologen und Klimatologen gehen davon aus, dass der Winter am 1. Dezember begonnen hat. Die Sonnenwende am 22. Dezember signalisiert laut astronomischer Definition den „offiziellen“ Winterbeginn.
** Dieses Paradoxon des frühesten Sonnenuntergangs/spätesten Sonnenaufgangs ist stark von der Breite abhängig. An Orten, die weiter vom Äquator entfernt sind, werden der früheste Sonnenuntergang und der späteste Sonnenaufgang näher an der Wintersonnenwende auftreten, da die täglichen Änderungen der Sonnendeklination deutlicher sind. Orte auf der Nordhalbkugel in relativ niedrigen Breiten (z. B. Miami) erleben aufgrund eines stärkeren solaren Mittagseffekts oft ihren frühesten Sonnenuntergang Ende November und den spätesten Sonnenaufgang erst Ende Januar. Das U.S. Naval Observatory hat dazu eine genauere Erklärung Hier .

Quellen und weitere Erforschung

Sonnenaufgang/Sonnenuntergang-Rechner

So finden Sie den Heiminspektor

timeanddate.com
Sonnenaufgangs-/Untergangstabelle (US-Marineobservatorium)
sonnenaufgangsonnenuntergang.com (nützlich für kleinere Städte)
Sonnenpfaddiagramme für Städte auf der ganzen Welt
Maßgeschneiderter Sonnenmittagsrechner

Die jahreszeitlichen Bewegungen der Sonne verstehen

Die Sonne und die Jahreszeiten
Wie sich der Ort von Sonnenauf- und -untergang im Laufe des Jahres ändert
Der früheste Sonnenuntergang, das späteste Sonnenaufgang-Paradoxon (US-Marineobservatorium)
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Von ALES

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