Ein Sonnenuntergang am Strand. Das ist Romantik pur, das höchste der Gefühle. Vor allem für Liebhaberinnen und Liebhaber der Nordsee:

Natürlich kann ich mich dieser Romantik voll und ganz hingeben. So manche Stunde saß ich in die Jacke gewickelt am Strand und habe in die Weite geschaut. Doch beginnt irgendwann der Naturwissenschaftler in mir zu analysieren. Weshalb geht die Sonne heute zwei Minuten eher unter als gestern? Das ist eigentlich gar nicht so kompliziert.

Romantik pur - Sonnenuntergang am Strand - CC0
Romantik pur – Sonnenuntergang am Strand – CC0

Das Fräulein stand am Meere

Das Fräulein stand am Meere
Und seufzte lang und bang,
Es rührte sie so sehre
Der Sonnenuntergang.

Mein Fräulein! sein Sie munter,
Das ist ein altes Stück;
Hier vorne geht sie unter
Und kehrt von hinten zurück.

Heinrich Heine

Gar nicht so kompliziert …

Über das Jahr gesehen versinkt die Sonne zu unterschiedlichsten Zeiten hinter dem westlichen Horizont, doch auch von Region zu Region verschieben sich Sonnenaufgang und Sonnenuntergang zeitlich. Um diesen Effekt zu bemerken, muss man gar nicht in ferne Kontinente oder andere Zeitzonen reisen, es reicht vom Ruhrgebiet aus eine Reise an die holländische Nordsee. Der Rhythmus der Tageslänge ähnelt dabei übrigens sehr auffällig dem Rhythmus der See.

Unna oder Texel, wo geht die Sonne eher unter?

Als Jugendlicher war ich in den Sommerferien häufig auf der Nordseeinsel Texel (die regelmäßigen blog-speciaal-Leserinnen und –Leser wissen das ganz sicher). Verglichen mit meinem Heimatort Unna verschieben sich Sonnenaufgang und Sonnenuntergang trotz der geringen Entfernung von rund 250 Kilometern um einige Minuten.

Sonnenaufgang und Sonnenuntergang am 1. August:

Unna 5.53 Uhr – 21:17 Uhr, Tageslänge 15 Stunden 24 Minuten
Texel 5.58 Uhr – 21.34 Uhr, Tageslänge 15 Stunden 36 Minuten

Zeiten in Mitteleuropäischer Sommerzeit (MESZ)

Doch woher kommt die Verschiebung?

Das beruht auf zwei unterschiedlichen Effekten. Zum einen liegt Texel weiter westlich als Unna. Die Sonne geht bekanntlich im Osten auf und im Westen unter. An Orten die weiter westlich liegen, geht sie also später auf und später unter. Die Erde wird in 360 Längengrade unterteilt, die der Sonnenstand in 24 Stunden einmal durchläuft. Somit machen 15 Längengrade genau eine Stunde Zeitunterschied aus. Unna liegt auf 7° und 40′ östlicher Länge (sprich 7 Grad und 40 Minuten, 1 Grad entspricht 60 Minuten), Texel auf 4° 50′ östlicher Länge. Also rund drei Grad weiter im Westen, das sollte eine Verschiebung von Sonnenaufgang und Sonnengang um 12 Minuten ausmachen.

Moment: Warum 12 Minuten?

15 Grad entsprechen 1 Stunde = 60 Minuten
3 Grad entsprechen 60 Minuten*3/15 = 60 Minuten / 5 = 12 Minuten

Aha!

Und warum ist der Tag dort länger?

Hm, aber es sind bloß fünf Minuten für den Sonnenaufgang, aber gleich 17 Minuten für den Sonnenuntergang!

Das ist richtig, es kommt noch eine zweite Verschiebung hinzu. Texel liegt weiter nördlich als Unna. Zum Frühlings- und zum Herbstanfang ergäbe der unterschiedliche Breitengrad keine Verschiebung des Sonnenstandes. Im Sommer sind allerdings die Tage im Norden länger und im Süden kürzer. Im Extremfall scheint die Sonne am 21. Juni, dem Sommeranfang, am nördlichen Polarkreis 24 Stunden lang. Der liegt auf 66° 34′ nördlicher Breite. Am südlichen Wendekreis, der liegt 90 Grad weiter südlich, also bei 23° 26′ südlicher Breite scheint sie ungefähr 12 Stunden. Am südlichen Polarkreis, also bei 66° 34′ Süd ist es 24 Stunden lang dunkel. Am Sommerbeginn sollte die Tageslänge also pro nördlicherem Breitengrad um rund 11 Minuten länger dauern.

Noch mal in Ruhe vorrechnen, bitte:

2*66,55° entsprechen 24 Stunden Unterschied in der Tageslänge
24*60 Minuten/133,1°=10,8 Minuten

Da Unna also auf 51° 30′ nördlicher Breite liegt, Texel aber auf rund 53°, damit 1,5 Grad nördlicher, ist dort der Tag Ende Juni um etwa 16 Minuten länger. Bis zum Herbstanfang gleicht sich der Unterschied der Tageslänge aus. Am 1.  August beträgt er aber noch 12 Minuten. Durch die Kombination aus zeitlicher Verschiebung (Ost-West) und längerer Tageshelligkeit (Nord-Süd) kommt es, dass es auf Texel 17 Minuten länger hell bleibt, als in Unna.

Sonnenuntergang auf Schiermonnikoog
Lange Schatten – Bald ist Sonnenuntergang auf Schiermonnikoog

Amsterdam oder Berlin?

Größer war für mich schon der Unterschied, zwischen meinen Studienorten Berlin und Amsterdam. Am Koninginnendag 1995, den in Amsterdam verbrachte, ging dort die Sonne um 6:11 Uhr auf und um 21:04 Uhr unter, in Berlin rund 30 Minuten früher. Die Tageslänge ist in etwas gleich, da beide Städte auf gleicher Breite liegen.

Kleines Land große Unterschiede

Doch schon innerhalb der Niederlanden gibt es beträchtliche Unterschiede.

Von der deutsch-niederländischen Grenze, der Referenzpunkt sei Dinxperlo/Bocholt, bis zum westlichsten Punkt in Cadzand-Bad braucht der Sonnenstand etwa 15 Minuten. Die Tageslänge unterscheidet sich im Sommer von Maastricht im Süden zu Schiermonnikoog im Norden um über 30 Minuten, im Winter nur um 28 Minuten.

Sonnenaufgang und -untergang 21.6. (nach MESZ); 21.12. (nach MEZ):

Dinxperlo: 5:14 Uhr – 21:57 Uhr;  8:38 Uhr – 16:25 Uhr
Cadzand-Bad: 5:29 Uhr – 22:06 Uhr; 8:49 Uhr – 16:40 Uhr

Tageslänge 21.6.; 21.12.

Schiermonnikoog: 17 Stunden 2 Minuten, 7 Stunden 28 Minuten
Maastricht: 16 Stunden 31 Minuten, 7 Stunden 56 Minuten

Da Cadzand-Bad allerdings sehr weit südlich liegt, geht dort am 21.6. die Sonne eine Minute eher unter, als auf Schiermonnikoog.

Abendstimmung in Amersfoort
Abendstimmung in Amersfoort

Und wie sieht es in Deutschland aus?

In Deutschland sind diese Unterschiede durch die größeren Abständen natürlich deutlicher.

Sonnenaufgang und -untergang 21.6.; 21.12.:

Bocholt: 5:14 Uhr – 21:57 Uhr; 8:38 Uhr – 16:25 Uhr
Görlitz: 4:45 Uhr – 21:19 Uhr; 8:02 Uhr – 15:55 Uhr

Tageslänge 21.6.; 21.12.

Flensburg: 17 Stunden 19 Minuten, 7 Stunden 13 Minuten
Konstanz: 16 Stunden 0 Minuten, 8 Stunden 25 Minuten

Wenn also Ende Dezember nachmittags in Görlitz alle Lichter angehen, ist es an der Küste von Zeeland noch rund 40 Minuten hell. Das ist doch ein großer Unterschied, obwohl die Niederlande doch gefühlt um die Ecke liegen.

Mitten in Europe

Die Niederlande und Deutschland liegen beide in der Mitteleuropäischen Zeitzone. In dieser Zeitzone ist es eine Stunde später, als in der Greenwich Mean Time, also ausgerichtet auf den 15. östlichen Längengrad, also z.B. Görlitz an Deutschlands östlichstem Ort. Dort steht die Sonne genau um 12 Uhr mittags im Zenit. Im Winter um 13 Uhr. Das ist möglicherweise ein Grund dafür, dass die Menschen im Osten Deutschlands früher aufstehen.

In Cadzand-Bad (3° 21′ Ost) steht die Sonne im Winter erst gegen 12.42 Uhr an ihrem höchsten Punkt. Die genauere Zeit wäre für die Niederlande also die Greenwich Mean Time, da das ganze Land westlich der Länge 7° 30′ liegt. Der östlichste Ort ist Bad Nieuweschans in der Provinz Groningen, er liegt auf 7° 13′ Ost. Die Sonne steht dort im Sommer um 12.27 Uhr am höchsten.

… doch Europa ist größer

Doch liegen beide Länder verglichen mit anderen noch sehr zentral in unserer Zeitzone. Diese erstreckt sich nämlich von Mazedonien im Osten bis an die spanische Westküste.

Vergleichen wir einmal die Tageszeiten am Frühlingsanfang.

Sonnenauf- und -untergang am 20.3. (MEZ):

Novo Selo (Mazedonien): 5:31 Uhr – 17:40 Uhr – Zenit: 11:35 Uhr
Bocholt/Dinxperlo: 6:36 Uhr – 18:46 Uhr – Zenit: 12:40 Uhr
Santiago de Compostela (Spanien):  7:37 Uhr – 19:46 Uhr – Zenit: 13:41 Uhr

Der komplette Tag verschiebt sich von der Ostgrenze unserer Zeitzone bis zur Westgrenze um über zwei Stunden. Im Sommer kommt noch einmal eine Stunde dazu, der galizische Mittag ist dann erst um 14:40 Uhr. Siestazeit! Da verstehe ich die Spanier, die ihren Lebensrhythmus an den späteren Sonnenstand angepasst haben.

Der östlichste Punkt liegt allerdings noch nicht einmal in Mazedonien, sondern an der norwegisch-russischen Grenze. Die Hafenstadt Kirkenes liegt bei 69° 44′ Nord und 30° 3′ Ost. Der Tagesverlauf dort ist hauptsächlich durch die Lage im hohen Norden geprägt. Die Polarnacht dauert vom 27. November bis zum 16. Januar. Und wenn die Sonne am 17. Mai um 0:24 Uhr aufgeht, versinkt sie erst am 26. August um 23:31 Uhr wieder hinter dem Horizont. Daher der Vergleich mit dem 20.3.

Sonnenauf- und -untergang am 20.3. (MEZ):

Kirkenes (Norwegen): 4:58 Uhr – 17:17 Uhr – Zenit: 11:07 Uhr

Doch was bedeutet dort oben schon Tag und Nacht?

… wie Ebbe und Flut

Tageslänge im Vergleich zum Wasserstand bei Ebbe und Flut
Tageslänge im Vergleich zum Wasserstand bei Ebbe und Flut

Die Tageslänge über das Jahr gesehen verläuft wie eine Sinuskurve. Das heißt Ende Dezember, wenn die Tage am kürzesten sind, passiert auch erst einmal nicht viel. Der Unterschied von Tag zu Tag ist gering. Am Frühlingsanfang ist dieser maximal, mehrere Minuten mehr Helligkeit von Tag zu Tag, bis der Zuwachs zum Maximum im Juni wieder schrumpft. Ebenso ist der Verlauf des Wasserstandes bei Ebbe und Flut.

Als ich Kind war, bekam ich die folgende Faustregel erklärt: drei Stunden kommt das Wasser, drei Stunden bleibt es, drei Stunden geht es und drei Stunden ist es fort. Das ist der rund zwölfstündige Zyklus von Ebbe und Flut, zwölf Stunden und 25 Minuten genau genommen. Wenn man das Wasser beobachtet trifft das den Verlauf tatsächlich recht gut. Der Anstieg und Abfall des Pegels ist aber in etwa sinusförmig.

Die Faustregel gilt so ähnlich aber auch für die Tageslänge: Drei Monate hell, drei Monate dunkel und dazwischen regnet es.

Link:

Sonnenaufgangs- und Sonnenuntergangszeiten berechnen (en): Time & Date