Am 21. Juni ist astronomisch gesehen der längste Tag des Jahres – die Sommersonnenwende. Doch entgegen der landläufigen Meinung fallen der früheste Sonnenaufgang und der späteste Sonnenuntergang nicht auf dieses Datum. Dieses Phänomen hat zwei Hauptursachen, die in der Bewegung der Erde um die Sonne begründet sind.
Warum der längste Tag nicht die extremsten Sonnenzeiten bringt
Der Tag der Sommersonnenwende markiert den Zeitpunkt, an dem die Sonne ihren höchsten Stand am Himmel erreicht und die Tage am längsten sind. Dennoch beobachtet man den frühesten Sonnenaufgang und den spätesten Sonnenuntergang an anderen Tagen. Am Beispiel der Stadt Mainz, die auf dem 50. nördlichen Breitengrad liegt, wird dies deutlich: Der längste Tag dauert dort exakt 16 Stunden, 22 Minuten und 12 Sekunden. Der früheste Sonnenaufgang findet jedoch bereits am 16. und 17. Juni statt (jeweils um 5.17 Uhr), während der späteste Sonnenuntergang erst am 25. Juni um 21.40 Uhr eintritt.
Noch deutlicher wird der Effekt in Flensburg an der deutsch-dänischen Grenze, nahe dem 55. Breitengrad. Hier beträgt die Tageslänge zur Sommersonnenwende 17 Stunden, 19 Minuten und 23 Sekunden. Der früheste Sonnenaufgang ist dort am 18. Juni um 4.44 Uhr, der späteste Sonnenuntergang am 24. Juni um 22.04 Uhr.
Die zwei Effekte hinter der Verschiebung
Die Ursache für diese Abweichungen liegt in einer Diskrepanz zwischen der sogenannten Sonnenzeit und der von uns verwendeten gemessenen Uhrzeit. Ein astronomischer Sonnentag – also die Zeit von einem Sonnenhöchststand zum nächsten – ist über das Jahr hinweg nicht konstant. Dies hat zwei Gründe:
- Elliptische Erdumlaufbahn: Die Erde bewegt sich nicht auf einer perfekten Kreisbahn, sondern auf einer leicht ovalen Bahn um die Sonne. Im Januar ist die Erde der Sonne am nächsten und bewegt sich am schnellsten. Im Juli ist sie am weitesten entfernt und am langsamsten. Diese Geschwindigkeitsunterschiede beeinflussen die Länge eines Sonnentages.
- Schräglage der Erdachse: Die Erdachse ist in Bezug auf die Umlaufbahn geneigt. Dadurch zieht die Sonne im Sommer einen hohen Bogen über den Himmel, im Winter einen flacheren. Dies verändert die scheinbare Geschwindigkeit der Sonne von Ost nach West.
Unsere Uhren gehen von einem gleichmäßigen Sonnenlauf aus – jeder Tag hat exakt 24 Stunden. Tatsächlich variiert die tatsächliche Sonnenzeit jedoch um bis zu einer halben Minute pro Tag. Über mehrere Tage summiert sich diese Abweichung, sodass eine Sonnenuhr im Vergleich zur Armbanduhr bis zu 16 Minuten vor- oder nachgehen kann.
Auswirkungen auf Sonnenauf- und -untergang
Im Juni, zur Zeit der Sommersonnenwende, hinkt die Sonne unseren Uhren hinterher. Ihr Höchststand verschiebt sich täglich etwas nach hinten, was auch Aufgang und Untergang betrifft. Gleichzeitig ändert sich die Länge der Sonnenbahn: Bis zum 21. Juni wird sie täglich länger, danach wieder kürzer. Eine längere Bahn bedeutet, dass die Sonne höher steht und länger über dem Horizont bleibt.
Beim Sonnenaufgang wirken diese beiden Effekte gegeneinander: Vor dem 21. Juni dominiert der Bahneffekt, sodass die Sonne immer früher aufgeht. Doch einige Tage vor der Sommersonnenwende – in Mainz nach dem 17. Juni, in Flensburg nach dem 18. Juni – wird der Verzögerungseffekt des Sonnentages stärker. Er schiebt den Aufgang zeitlich so weit nach hinten, dass die kürzer werdende Bahn dies nicht mehr ausgleichen kann. Daher liegt der früheste Sonnenaufgang vor der Sonnenwende.
Beim Sonnenuntergang addieren sich beide Effekte: Selbst nach dem 21. Juni verschiebt sich der Untergang noch weiter nach hinten, obwohl die Tageslänge bereits abnimmt. Erst wenn der Bahneffekt stark genug überwiegt, beginnt der Untergang wieder früher zu werden. Deshalb fällt der späteste Sonnenuntergang stets einige Tage nach der Sommersonnenwende.
