Warum liegen die frühesten Sonnenaufgänge eine Woche oder länger vor der Sommersonnenwende?

Der Rauch kanadischer Waldbrände sorgt am 16. Mai 2023 in Toledo, Ohio, für einen dunstigen Sonnenuntergang (Quelle: @TerryEckmanWx via Storyful).

Aus der Schulastronomie scheint es so einfach zu sein: Der erste Sommertag ist der längste Tag des Jahres und der erste Wintertag der kürzeste. Und obwohl dies bei der streng beobachteten Tageslichtmenge zutrifft, scheint die Realität nicht immer der Logik zu folgen.

Beispielsweise wird es in weiten Teilen der USA den frühesten Sonnenaufgang eine Woche oder länger vor der Sommersonnenwende am 21. Juni geben. Der früheste Sonnenaufgang des Jahres findet in Key West, Florida, um den 8. Juni statt. Außerdem geht die Sonne mehr als 30 Minuten auf in Caribou, Maine, Mitte Juni früher als in Seattle, obwohl Seattle weiter nördlich liegt, wo die Sommertage voraussichtlich etwas länger sind.

WARUM DER SOMMER EIGENTLICH AM 1. JUNI BEGINNEN SOLLTE

Das liegt daran, dass wir Menschen es vorziehen, mit schönen, runden Zahlen zu arbeiten, während dies bei den Planetenkonstellationen, die uns unsere Jahreszeiten vorgeben, nicht der Fall ist.

Beginnen wir mit dem Key West-Rätsel, das nur einen Ausschnitt eines Beispiels dafür darstellt, was bei Sonnenaufgängen und Sonnenuntergängen im ganzen Land unerwartet sein könnte. In den meisten Teilen Amerikas finden die frühesten Sonnenaufgänge des Jahres vor der Sommersonnenwende statt, während die spätesten Sonnenuntergänge erst nach der Sonnenwende stattfinden.

Datum des frühesten Sonnenaufgangs und spätesten Sonnenuntergangs im Sommer.

(Dr. Brian Brettschneider)

Kurz vor der Wintersonnenwende macht sich dieser Unterschied noch deutlicher bemerkbar. Je nachdem, wo Sie sich im Land befinden, können die frühesten Sonnenuntergänge näher an Thanksgiving als an Weihnachten stattfinden.

Allerdings wird es die spätesten Sonnenaufgänge im Winter (ohne Berücksichtigung der Sommerzeit) erst nach Neujahr geben.

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Der Hauptgrund dafür, dass die frühesten und spätesten Sonnenauf- und -untergänge nicht mit den Sonnenwenden zusammenfallen, lässt sich am besten durch die Zeitgleichung erklären.

Datum des frühesten Sonnenuntergangs und des spätesten Sonnenaufgangs im Winter.

(Dr. Brian Brettschneider)

Zunächst einmal ist die Erde nicht perfekt rund und auch ihre Umlaufbahn um die Sonne ist nicht perfekt. Aufgrund ihrer elliptischen Umlaufbahn ist die Erde im Januar (Perihel) näher an der Sonne als im Juli (Aphel). Zusammen mit der Tatsache, dass sich die Geschwindigkeit der Erde, mit der sie sich um die Sonne dreht, im Laufe des Jahres zu verschiedenen Zeitpunkten leicht ändert, ist dies die einfachste Erklärung dafür, warum es zur Sonnenwende im Allgemeinen nicht die frühesten und spätesten Sonnenauf- und -untergänge gibt.

Von da an wird die Erklärung ziemlich komplex. Wenn Sie in die astronomischen Details eintauchen möchten, lesen Sie diese gut geschriebene Erklärung des Harvard-Absolventen Dr. Larry Denenberg.

Diese geringfügigen Abweichungen in der Erdumlaufbahn führen jedoch zu einer Verschiebung der frühesten Sonnenaufgänge und spätesten Sonnenuntergänge in den Wochen um die Sommersonnenwende im Juni. Auch wenn die Vormittage ab dem 4. Juli merklich kürzer werden, bleibt das Abendlicht länger erhalten als das ganze Jahr über.

Überall in uns wird ein heißer Sommer vorhergesagt, in den Gebieten, in denen es voraussichtlich kühler als der Durchschnitt sein wird, ist nicht zu rechnen

Umgekehrt genießen Sie wahrscheinlich schon an Weihnachten und Silvester längere Abende als früher im Dezember. Dennoch könnte es bis Anfang bis Mitte Januar dauern, bis es langsam morgens hell wird. Der früheste Sonnenuntergang findet in Teilen des Südens der USA mehr als einen Monat vor dem spätesten Wintersonnenaufgang statt

(Für eine komplexere und detailliertere Beschreibung empfehlen wir Ihnen, Denenbergs Erklärung selbst zu lesen oder die Zeitgleichung zu recherchieren.)

Das erklärt also, warum die höchsten Sonnenauf- und -untergangszeiten von den Sonnenwenden abweichen, aber wie kommt es, dass Caribou, das im Juni um 4:37 Uhr morgens den Sonnenaufgang erlebt, seinen ersten Morgengrauen etwa 34 Minuten vor Seattle bekommt, wo die Sonne noch nicht untergeht? Bist du bis 5:11 Uhr morgens wach, obwohl du auf der Karte weiter nördlich bist, wo die Sommertage länger sind?

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Der Sonnenaufgang wird am Freitag, 19. Mai 2023, in Seattle fotografiert.

(NWS Seattle/NOAA)

Schuld daran ist die Art und Weise, wie wir Zeitzonen eingerichtet haben und die dazu führt, dass einige Städte nicht mit der Sonne ausgerichtet sind. Der Tag hat 24 Stunden und 360 Längengrade rund um unseren kugelförmigen Planeten. Daher wird jede Zeitzone auf ungefähr 15 Längengradintervalle eingestellt, wenn Sie den Globus umrunden.

Aber „ungefähr“ ist der Schlüssel zu diesem Rätsel.

Damit unsere Uhren den Sonnenpositionen optimal entsprechen, sollten Sie sich so nah wie möglich an diesen 15-Grad-Längengradlinien befinden. Für die östliche Zeitzone sind Städte, die genau auf dem 75. Grad westlicher Länge liegen, am besten so ausgerichtet, dass die Sonne am „Sonnenmittag“ steht – also am höchsten Punkt des Tages –, etwa zur gleichen Zeit, zu der unsere Uhren tatsächlich Mittag anzeigen. Wenn Sie sich von diesem Längengrad entfernen, aber die gleiche Zeitzone beibehalten, werden Sie vom Sonnenmittag versetzt.

Caribou liegt ziemlich versetzt auf dem 68. Grad westlicher Breite – nur ein paar Meilen von kanadischen Städten in der atlantischen Zeitzone entfernt, die eine Stunde voraus wären. Wer also nur eine kurze Autofahrt östlich in New Brunswick, Kanada, lebt, sieht die Sonne erst gegen 5:37 Uhr am Horizont auftauchen. Wenn wir wollten, dass die Uhren von Caribou den Sonnenstand genauer messen, sollten sie in sein eine Zeitzone, die etwa 30 Minuten vor der Eastern Standard Time liegt. Dann würde um 5:07 Uhr der Tag kommen

Mittlerweile liegt Seattle auf 122 Grad West, fast in der Mitte der pazifischen Zeitzone. Die dortigen Uhren zeigen nahezu den perfekten Zeitpunkt für den Sonnenstand – der Sonnenmittag im Juni liegt nur 7 Minuten vom tatsächlichen Mittag entfernt. (Obwohl technisch gesehen die Abweichung um eine Stunde und 7 Minuten liegt, da die Sommerzeit künstlich um eine Stunde voreingestellt wurde.) Seattles Sonnenaufgang Mitte Juni: 5:11 Uhr, nur 4 Minuten später, als es bei Caribou der Fall wäre, wenn es diese Zeitzone gäbe um 30 Minuten versetzt, um es besser an der Sonne auszurichten.

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Nein. Abgesehen von den Besonderheiten der Zeitmessung im Osten und Westen bedeutet die Tatsache, dass Sie sich weiter nördlich auf der Nordhalbkugel befinden und sich der Sommersonnenwende nähern, tatsächlich, dass Ihre Tage länger sind als die im Süden. Den Unterschied macht Seattle am späten Abend wieder wett. Der Sonnenuntergang am 15. Juni ist in Caribou um 20:28 Uhr, in Seattle jedoch erst 40 Minuten später um 21:08 Uhr

Das heißt, trotz des späteren Starts hat Seattle Mitte Juni etwa 6 Minuten mehr Tageslicht als Caribou, und mit der sonnenbeschienenen Planetenwelt ist alles in Ordnung.

Der Sonnenuntergang, Regen und Rauch von Waldbränden im pazifischen Nordwesten sorgten am 11. September 2022 für einen farbenfrohen Sonnenuntergang in Seattle.

(Joe Boomgard-Zagrodnik / Twitter)

(Weitere Karten und Diagramme, die die Unterschiede zwischen Sonnenauf- und -untergangszeiten auf dem Kontinent zeigen, finden Sie im Blog von Dr. Brian Brettschneider.)