Sonnenuntergang. Shutterstock / Delcroix Romain
Der Winter auf der Nordhalbkugel und der Sommer auf der Südhalbkugel gehen zu Ende. Das bedeutet, dass die Tage und Nächte ungefähr gleich lang werden und sich der Weg, den die Sonne über den Himmel verfolgt, ändert.
An einem Wintertag steht die Sonne tief am Himmel, während an einem Sommertag die Sonne deutlich höher liegt. Aber an einem bestimmten Tag im Frühling oder Herbst ist die Sonne direkt über dem Äquator sichtbar, irgendwo in der Mitte der beiden Bögen, die die Sonne im Sommer und Winter verfolgt.
Dies nennt man die Tagundnachtgleiche, und jedes Jahr gibt es zwei. Um den 20. März herum haben wir das Frühlingsäquinoktium oder das Märzäquinoktium, das auf der Nordhalbkugel auch als Frühlingsäquinoktium bekannt ist. Dann ist um den 22. oder 23. September die herbstliche oder September-Tagundnachtgleiche.
Das Wort "Äquinoktium" kommt von den lateinischen Wörtern aequus Bedeutung gleich und Nox was bedeutet Nacht. Aber Tag und Nacht sind auf dem Äquinoktium nicht genau gleich lang. Um zu verstehen, warum, müssen wir zunächst wissen, was die Tagundnachtgleiche verursacht.
Die Neigung der Erde
Der Grund, warum wir auf der Erde überhaupt Äquinoktien haben, ist, dass die Erdachse geneigt ist. Die Erde dreht sich um eine imaginäre Linie, die durch sie verläuft und als Achse bezeichnet wird. Wenn die Achse von oben nach unten im rechten Winkel zur Erdumlaufbahn um die Sonne gerade zeigen würde, wäre die Intensität des Lichts, das auf die Erdhalbkugeln scheint, das ganze Jahr über gleich, und wir hätten keine Jahreszeiten.
Einige Planeten in unserem Sonnensystem sind so - zum Beispiel zeigt die Venusachse fast gerade von oben nach unten.
Die Sonne das ganze Jahr über. Shutterstock / Artreef
Die Erde ist nicht wie die Venus. Stattdessen wird die Erdachse irgendwo auf die Seite geschlagen - der technische Name hierfür lautet „axiale Neigung“, und diese Neigung ist sowohl für die Jahreszeiten als auch für die Tagundnachtgleiche verantwortlich. Wenn sich die Erde um ihre Achse dreht und die Sonne umkreist, ändert sich die Intensität des Sonnenlichts, das verschiedene Teile der Erdoberfläche erreicht. Deshalb haben wir hier auf der Erde Jahreszeiten.
Die axiale Neigung der Erde bedeutet auch, dass der Äquator unseres Planeten relativ zur Ebene seiner Umlaufbahn um die Sonne geneigt ist - was Astronomen die „Ebene der Ekliptik“ nennen. Wenn das Zentrum der Sonnenscheibe den Äquator perfekt kreuzt, definieren Astronomen dies als Äquinoktium. Dies geschieht zweimal im Jahr, einmal Ende März und einmal Ende September.
Nicht ganz gleich
Sie könnten denken, dass die Längen von Tag und Nacht während der Tagundnachtgleiche gleich wären. Wie sich herausstellt, ist dies nur annähernd der Fall. Die Längen von Tag und Nacht sind nicht ganz gleich, und dafür gibt es zwei Gründe.
Erstens hat die Sonne eine Größe - es ist nicht nur ein Punkt am Himmel. Dies scheint offensichtlich, beeinflusst jedoch, wie Wissenschaftler Sonnenaufgang und Sonnenuntergang messen. Technisch gesehen beginnt der Sonnenaufgang, wenn der obere Rand der Sonne auf den östlichen Horizont trifft, und der Sonnenuntergang endet, wenn der obere Rand der Sonne unter den westlichen Horizont sinkt. Da die Sonne kein Punkt ist und Ober- und Unterkanten hat, bedeutet dies, dass die Tagundnachtgleiche einen etwas längeren Tag als die Nacht hat.
Zweitens bricht die Erdatmosphäre das Sonnenlicht (biegt es). Wenn Licht von einem Medium zum anderen gelangt, ändert sich sein Weg. Sonnenlicht wandert durch das Vakuum des Weltraums und wenn es durch die vergleichsweise dichtere Erdatmosphäre wandert, biegt es sich.
Diese Biegung bedeutet, dass wir den oberen Rand der Sonne einige Minuten vor dem Berühren des östlichen Horizonts sehen können, und es bedeutet auch, dass wir den oberen Rand der Sonne einige Minuten nach dem Untergang der Sonne unter dem westlichen Horizont sehen können. Dies erhöht die Tageszeit während der Tagundnachtgleiche noch weiter.
Darüber hinaus ändert sich die Biegung in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck der Atmosphäre, sodass die Länge von Tag und Nacht auf dem Äquinoktium an jedem Punkt der Erde immer nur annähernd gleich ist.
Es gibt Tage um die Zeit des Äquinoktiums, an denen Tag und Nacht gleich lang sind. Diese werden Equilux genannt, und wann sie auftreten, hängt vom Breitengrad ab. In Großbritannien geschah dies 2021 am 17. März.
Über den Autor
Osnat Katz, Doktorand in Weltraumgeschichte, UCL
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