Tagundnachtgleiche: Warum Tag und Nacht trotzdem nicht gleich lang sind
Warum dauert der Tag zur Tagundnachtgleiche oft länger als die Nacht? Verstehe Äquinoktium, sichtbaren Sonnenrand und die Wirkung der Atmosphäre.
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„Tagundnachtgleiche“ klingt nach einem Tag mit zwölf Stunden Helligkeit und zwölf Stunden Dunkelheit. Wer für seinen Ort Sonnenaufgang und Sonnenuntergang nachschlägt, kann jedoch etwas anderes feststellen. Das ist kein Fehler im Kalender: Das Äquinoktium beschreibt die Stellung der Sonne zur Erde. Sonnenaufgang und Sonnenuntergang beschreiben dagegen, wann wir den Rand der Sonne am Horizont sehen.
Was bei einer Tagundnachtgleiche gleich ist – und was nicht
Zweimal im Jahr, im März und im September, erreicht die Sonne aus Sicht der Erde die Ebene des Erdäquators. Genauer: Beim Äquinoktium kreuzt der Mittelpunkt der Sonne diese Ebene. In diesem Moment ist keine der beiden Erdhalbkugeln der Sonne stärker zugeneigt. Stell dir eine Kugel im Licht einer Lampe vor: Die Trennlinie zwischen beleuchteter und unbeleuchteter Seite verläuft dann im einfachen geometrischen Modell durch beide Pole. So erklärt sich der Name des astronomischen Ereignisses (NASA Science: Embracing the Equinox).
Die Vorstellung ist nützlich, solange die Lampe ein winziger Lichtpunkt ist, die Erde keine Atmosphäre hat und wir nur mit der Lage der Sonnenmitte rechnen. Der Blick aus dem Fenster folgt anderen Regeln. Aus einem astronomischen Zeitpunkt wird nicht automatisch ein ganzer Kalendertag mit überall exakt gleicher sichtbarer Tages- und Nachtlänge.
Warum der sichtbare Tag etwas länger ausfällt
Wenn eine Tabelle „Sonnenaufgang“ meldet, wartet sie nicht darauf, dass der Mittelpunkt der Sonne den Horizont überquert. Entscheidend ist die obere Kante der Sonnenscheibe: Morgens erscheint sie zuerst, abends verschwindet sie zuletzt. Die Sonne ist am Himmel eine Scheibe, kein Punkt. Das schenkt dem Abschnitt zwischen sichtbarem Aufgang und Untergang gegenüber dem Punkt-Modell zusätzliche Zeit (U.S. Naval Observatory: Length of Day and Night at the Equinoxes).
Dazu kommt die Brechung des Lichts in der Erdatmosphäre. Nahe dem Horizont erscheint die Sonne dadurch etwas höher, als es ihrer geometrischen Position entspräche. Ihr oberer Rand kann am Morgen schon sichtbar sein, obwohl die Sonne geometrisch noch tiefer steht; am Abend bleibt er entsprechend länger zu sehen. Beide Effekte wirken in dieselbe Richtung: Am Äquinoktium dauert die Zeit zwischen dem definierten Sonnenauf- und -untergang typischerweise länger als zwölf Stunden. Die astronomische Aussage über die Sonnenmitte bleibt trotzdem richtig (U.S. Naval Observatory: Rise, Set, and Twilight Definitions).
Gedankenexperiment: Beobachte gedanklich eine Sonne am freien, ebenen Horizont. Würdest du nur ihren Mittelpunkt als mathematischen Punkt zählen, begann der „Tag“ später und endete früher. Zählst du stattdessen, wie bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang üblich, den ersten und letzten sichtbaren Sonnenrand, wird die Spanne größer. Mit Atmosphäre verschiebt sich dieser sichtbare Rand noch einmal. Das ist eine Erklärung des Unterschieds, keine Messanleitung für einen konkreten Ort.
Wann sind Tag und Nacht dann ungefähr gleich lang?
Der Tag mit ungefähr zwölf Stunden zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang kann vor oder nach dem eigentlichen Äquinoktium liegen. In mittleren nördlichen Breiten fällt er im Frühjahr gewöhnlich vor die Tagundnachtgleiche im März und im Herbst nach die Tagundnachtgleiche im September. Weiter südlich oder nördlich liegen andere Daten; in Äquatornähe kann der sichtbare Tag ohnehin länger als die Nacht sein. Ein pauschales Datum für ganz Deutschland oder gar die ganze Erde wäre deshalb irreführend (U.S. Naval Observatory: Length of Day and Night at the Equinoxes).
Für deinen Ort kannst du eine astronomische Tabelle für Sonnenaufgang und Sonnenuntergang am gewünschten Datum heranziehen und die Zeiten vergleichen. Achte darauf, was sie unter Tageslänge versteht: Meist geht es um die Spanne zwischen den beiden definierten Ereignissen, nicht um jede Minute, in der der Himmel noch hell aussieht. Dämmerung kann schon vor Sonnenaufgang beginnen und nach Sonnenuntergang weitergehen. Hügel, Gebäude und wechselnde Bedingungen in der Atmosphäre verändern außerdem, wann du den Sonnenrand tatsächlich siehst (U.S. Naval Observatory: Rise, Set, and Twilight Definitions).
Die Geometrie auf einem Globus einordnen
Zum räumlichen Verständnis helfen Äquator und Breitenkreise: Vergleiche gedanklich einen Punkt nahe am Äquator mit einem weiter nördlichen Ort und überlege, wie die beleuchtete Hälfte einer Kugel beim Drehen an beiden vorbeizieht. LiveGlobe 3D bietet einen dreh- und zoombaren Globus; Äquator und ausgewählte Breitenkreise lassen sich in den Einstellungen zuschalten. Das eignet sich zur Orientierung auf der Erde, nicht zum Ablesen einer exakt berechneten Tageslänge oder eines Äquinoktium-Zeitpunkts. Welche Ansicht verfügbar ist, hängt von den technischen und gegebenenfalls den Zugangsbedingungen ab.
Wer sich für weitere Erdansichten interessiert, findet im bestehenden Beitrag einen Überblick über Klima- und Umweltansichten. Die entscheidende Unterscheidung für die Tagundnachtgleiche ist aber einfach: Das Äquinoktium beschreibt die geometrische Stellung der Sonne; die gemessene Spanne zwischen Sonnenauf- und -untergang berücksichtigt eine sichtbare Sonnenscheibe und unsere Atmosphäre. Sieh dir den Globus von LiveGlobe 3D an, sofern er für deinen Zugang verfügbar ist; für genaue Ortszeiten nutze eine astronomische Fachquelle.