Für die meisten hier auf dem Planeten Erde sind Sonnenaufgang, Sonnenuntergang und der Zyklus von Tag und Nacht (auch bekannt als der Tageszyklus) nur einfache Tatsachen des Lebens. Durch jahreszeitlich bedingte Veränderungen können Tag und Nacht um nur wenige Stunden länger oder kürzer sein. Aber in einigen Regionen der Welt (z. B. an den Polen) geht die Sonne zu bestimmten Jahreszeiten nicht unter. Und es gibt auch saisonale Perioden, in denen eine einzelne Nacht viele Tage dauern kann.
Daraus ergeben sich natürlich gewisse Fragen. Was verursacht nämlich den Kreislauf von Tag und Nacht, und warum erleben nicht alle Orte auf dem Planeten die gleichen Muster? Wie bei vielen anderen saisonalen Erfahrungen hat die Antwort mit zwei Tatsachen zu tun: Erstens dreht sich die Erde um ihre eigene Achse, während sie die Sonne umkreist. Und zweitens die Tatsache, dass die Erdachse geneigt ist.
Erdrotation:
Die Erdrotation erfolgt von West nach Ost, weshalb die Sonne immer am östlichen Horizont auf- und am westlichen untergeht. Wenn Sie die Erde von oben betrachten könnten, wenn Sie auf die nördliche Polarregion blicken, würde der Planet scheinbar gegen den Uhrzeigersinn rotieren. Von der Südpolarregion aus betrachtet scheint es sich jedoch im Uhrzeigersinn zu drehen.
Die axiale Neigung der Erde und ihre Beziehung zur Rotationsachse und Bahnebene von der Sonne während der Tagundnachtgleiche nach Norden. Bildnachweis: NASA
Die Erde dreht sich einmal in etwa 24 Stunden in Bezug auf die Sonne und alle 23 Stunden in 56 Minuten und 4 Sekunden in Bezug auf die Sterne. Außerdem ist seine Mittelachse auf zwei Sterne ausgerichtet. Die Nordachse zeigt nach außen auf Polaris, daher wird er 'der Nordstern' genannt, während seine Südachse auf Sigma Octantis zeigt.
Axiale Neigung:
Wie bereits erwähnt, aufgrund der Erd Axiale Neigung (oder Schiefe) sind Tag und Nacht nicht gleichmäßig aufgeteilt. Wenn die Erdachse senkrecht zu ihrer Bahnebene um die Sonne wäre, würden alle Orte auf der Erde im Laufe des Jahres jeden Tag gleich viel Tag und Nacht (d. h. 12 Stunden Tag und Nacht) erleben, und es gäbe keine jahreszeitlichen Schwankungen.
Stattdessen ist zu jeder Jahreszeit eine Hemisphäre etwas mehr auf die Sonne gerichtet, während die andere wegzeigt. Während dieser Zeit erlebt eine Hemisphäre wärmere Temperaturen und längere Tage, während die andere kältere Temperaturen und längere Nächte erlebt.
Saisonale Änderungen:
Da sich die Erde natürlich um die Sonne dreht und nicht nur um ihre Achse, kehrt sich dieser Prozess im Laufe eines Jahres um. Alle sechs Monate durchläuft die Erde eine halbe Umlaufbahn und wechselt die Position auf die andere Seite der Sonne, wodurch die andere Hemisphäre längere Tage und wärmere Temperaturen erleben kann.
Künstlerische Darstellung der Erdrotation und der Präzession der Tagundnachtgleichen. Bildnachweis: NASA
Folglich kann es an extremen Orten wie dem Nord- und Südpol Tage dauern, bis das Tageslicht oder die Nacht anhält. Die Jahreszeiten, in denen die nördlichen und südlichen Hemisphären ihre längsten Tage und Nächte erleben, werden als Sonnenwenden bezeichnet, die für die nördliche und südliche Hemisphäre zweimal im Jahr auftreten.
Die Sommersonnenwende findet jedes Jahr zwischen dem 20. und 22. Juni auf der Nordhalbkugel und zwischen dem 20. und 23. Dezember auf der Südhalbkugel statt. Die Wintersonnenwende geschieht gleichzeitig, aber umgekehrt – zwischen dem 20. und 23. Dezember für die Nordhalbkugel und dem 20. und 22. Juni für die Südhalbkugel.
Entsprechend NOAA , um die Wintersonnenwende am Nordpol wird es ab Anfang Oktober kein Sonnenlicht oder sogar keine Dämmerung geben und die Dunkelheit dauert bis zum Beginn der Morgendämmerung Anfang März. Umgekehrt bleibt der Nordpol um die Sommersonnenwende herum den ganzen Sommer über den ganzen Tag im vollen Sonnenlicht (es sei denn, es gibt Wolken). Nach der Sommersonnenwende beginnt die Sonne am Horizont zu sinken.
Ein weiteres gemeinsames Merkmal im Tag-Nacht-Zyklus ist die Sichtbarkeit des Mondes, der Sterne und anderer Himmelskörper. Technisch gesehen sehen wir den Mond nachts nicht immer. An bestimmten Tagen, wenn der Mond gut zwischen Erde und Sonne steht, ist es tagsüber sichtbar. Die Sterne und andere Planeten unseres Sonnensystems sind jedoch erst nachts sichtbar, wenn die Sonne vollständig untergegangen ist.
'Nachthimmel'. In einer klaren Nacht sind die Sterne und das leuchtende Band der Milchstraße im Allgemeinen sichtbar. Bildnachweis: Sam Crimmin
Der Grund dafür ist, dass das Licht dieser Objekte zu schwach ist, um bei Tageslicht gesehen zu werden. Die Sonne, die der uns am nächsten liegende Stern und das am stärksten von der Erde aus sichtbare Objekt ist, verdunkelt sie natürlich, wenn sie über uns steht. Wenn die Erde jedoch von der Sonne weg geneigt ist, können wir den Mond deutlicher sehen, der das Licht der Sonne ausstrahlt, und das Licht der Sterne ist nachweisbar.
In einer besonders klaren Nacht und vorausgesetzt Lichtverschmutzung spielt keine große Rolle, das leuchtende Band der Milchstraße und andere Staub- und Gaswolken können auch am Nachthimmel sichtbar sein. Diese Objekte sind weiter entfernt als die Sterne in unserer Nähe der Galaxie, haben daher weniger Leuchtkraft und sind schwerer zu erkennen.
Eine weitere interessante Sache am Tag-Nacht-Zyklus ist, dass er mit der Zeit langsamer wird. Dies liegt an der Gezeiteneffekte der Mond hat eine Erdrotation, die die Tage verlängert (aber nur geringfügig). Laut Atomuhren auf der ganzen Welt ist der heutige Tag etwa 1,7 Millisekunden länger als noch vor einem Jahrhundert – eine Änderung, die möglicherweise mehr hinzugefügt werden muss Schaltsekunden in der Zukunft.
Wir haben viele interessante Artikel über Erdrotation hier bei Universe Today. Um mehr über Sonnenwenden hier in Universe Today zu erfahren, lesen Sie unbedingt unsere Artikel über die Kürzester Tag des Jahres und der Sommersonnenwende .
Weitere Informationen finden Sie bei der NASA, Jahreszeiten , Die Sonne zur Sonnenwende
Schauen Sie sich diesen Podcast bei Astronomy Cast an: Das Leben der Sonne
