Frohe September-Tagundnachtgleiche! Oder, wie wir nördlich des Äquators sagen: Frohe Herbst-Tagundnachtgleiche!
Am Samstag, den 23. September, um 6:50 Uhr UTC (2:50 Uhr EDT oder 23:50 Uhr Freitag PDT) steht die Sonne direkt über dem Erdäquator, so definieren Astronomen die Tagundnachtgleiche.
(Jahreszeiten, Monate und Namen können in diesem Thema etwas verwirrend sein, da die Erde eine geneigte Kugel ist und die Jahreszeiten auf der Südhalbkugel das Gegenteil von denen auf der Nordhalbkugel sind. Für die Dauer dieses Artikels werde ich meine eigene Voreingenommenheit zeigen, indem ich verwende die nördlichen Namen und Daten. Wenn Sie unterhalb des Äquators leben, zunächst herzlichen Glückwunsch; der südliche Himmel ist weitaus besser als der nördliche. Es gibt noch viel mehr interessante Dinge zu sehen. Aber kehren Sie auch einfach die Jahreszeiten um und fügen Sie den Daten sechs Monate hinzu Du liest sie und alles wird gut.)
In gewisser Weise definieren wir, was die Tagundnachtgleiche ist ist nicht ist einfacher, als zu beschreiben, was es ist Ist.
Beispielsweise ist es nicht so, dass Tag und Nacht gleich lang sind. Das ist ein weit verbreitetes Missverständnis und verständlich. Das Problem liegt bereits im Namen: „Tagundnachtgleiche“ bedeutet „gleiche Nacht“ und bedeutet, dass Tag und Nacht jeweils 12 Stunden lang sind. Aber es stellt sich heraus, dass sie es nur sind meistens aufgrund einiger schädlicher physikalischer Tatsachen gleich.
Der erste davon ist die Tatsache, dass wir die Länge des Tages auf seltsame Weise messen. Der Tag beginnt, wenn der oberste Teil der Sonne über den Horizont steigt, endet aber erst, wenn der oberste Teil der Sonne unter den Horizont sinkt. Wenn wir den Tag messen würden, der beginnt und endet, wenn der Mittelpunkt der Sonne den Horizont durchbricht, wäre alles in Ordnung; Tag und Nacht würden gleichermaßen analysiert. Stattdessen beginnt der Tag etwas früher und endet etwas später, sodass er länger als die Nacht ist. Der Unterschied besteht in der Zeit, die die Sonne benötigt, um ihren eigenen Durchmesser am Erdhimmel zu durchlaufen, was etwa zwei Minuten beträgt. Selbst zur Tagundnachtgleiche ist der Tag also geringfügig länger als die Nacht.
Aber es gibt noch mehr! Die Luft der Erde fungiert als Linse, die das Sonnenlicht auf die gleiche Weise beugt, wie ein Löffel gebogen aussieht, wenn er in einem halbvollen Glas steht. Dieser optische Effekt wird Brechung genannt und ist am größten, wenn die Sonne am Horizont steht (und ihr Licht daher die größte Menge Luft durchdringt). Dieses Sonnenlicht krümmt sich so, dass wir es immer noch sehen selbst wenn die Sonne selbst bereits physisch unter dem Horizont untergegangen ist. Im Grunde ist es eine Fata Morgana. Wenn die Erde keine Luft hätte, wäre das kein Problem (obwohl es andere unangenehme Konsequenzen gäbe). Aber es bedeutet, dass man die Sonne auch dann aufgehen sieht, wenn sie sich technisch gesehen noch unter dem Horizont befindet, und wenn man sie vollständig untergehen sieht, befindet sie sich tatsächlich schon seit einiger Zeit unter dem Horizont. Dies verlängert die Dauer des Tages um mehrere Minuten, wodurch der Tag zur scheinbar gleichen Tagundnachtgleiche einen noch größeren Vorteil gegenüber der Nacht hat.
Dort Sind Tage, an denen nach Berücksichtigung dieser Faktoren Tag und Nacht tatsächlich gleich lang sind. Einer dieser Tage liegt einige Tage vor der Tagundnachtgleiche im März, der andere einige Tage nach der Tagundnachtgleiche im September. Diese beiden Jahreszeiten werden treffend, wenn auch etwas verwirrend, als Equilux oder „gleiches Licht“ bezeichnet.
Wussten Sie übrigens, dass ein vollständiger Zyklus von einem Tag und einer Nacht Nychthemeron genannt wird? Abgesehen davon macht das nur Spaß, weil ich solche seltsamen Wörter liebe.
Okay, das ist es also nicht, was die Tagundnachtgleiche ist. Was ist es dann?
Wenn Sie jemals in einem Klassenzimmer einen Erdball gesehen haben, ist Ihnen aufgefallen, dass er umgekippt ist, sodass der Nordpol nicht gerade nach oben zeigt, sondern in einem Winkel geneigt ist: 23,5 Grad, um genau zu sein. Dies stellt die axiale Neigung der Erde gegenüber der Ebene ihrer nahezu kreisförmigen Umlaufbahn um die Sonne dar, die Astronomen als Schrägstellung bezeichnen. (Eine weitere lustige Tatsache: Mars und Saturn sind ebenfalls um etwa den gleichen Betrag geneigt.)
Das ist der Grund für unsere Jahreszeiten! Die Erdachse bleibt im Raum fixiert und zeigt in die gleiche Richtung, auch wenn sie die Sonne umkreist. Etwa am 21. Juni jedes Jahres erreicht der Nordpol der Erde seine größte Neigung zur Sonne. Wenn das passiert, verläuft die Sonne das ganze Jahr über am höchsten über dem Horizont, was zu den längsten Tagen des Jahres führt und der Sonne maximale Zeit gibt, den Boden zu erwärmen. Viele Menschen betrachten dies als den Beginn des Sommers, und dieses Phänomen ist der Grund, warum wir diese Jahreszeit (zumindest auf der Nordhalbkugel) mit Wärme und Sonnenschein assoziieren.
Sechs Monate (eine halbe Umlaufbahn) später ist der Nordpol am weitesten von der Sonne entfernt und es treten die gegenteiligen Effekte auf. Der Weg unseres Sterns über den Himmel ist niedrig, die Tage sind kürzer und die Sonnenwärme ist minimal. Deshalb haben wir Winter.
Die Tagundnachtgleiche liegt ungefähr in der Mitte zwischen diesen beiden Zeitpunkten, wenn die Erdachse 90 Grad von der Sonne weg zeigt. Zu diesem Zeitpunkt würde eine Linie zwischen dem Erdmittelpunkt und der Sonne direkt durch den Erdäquator verlaufen. Im Sommer verlief diese Linie nördlich des Äquators und im Winter südlich.
Eine andere Möglichkeit, dies zu veranschaulichen: Von der Erde aus sehen wir, wie die Sonne aufgeht, einem Bogen über den Himmel folgt und dann untergeht. Zur Sommersonnenwende ist dieser Bogen am höchsten und an seinem Scheitelpunkt steht die Sonne so weit nördlich wie möglich. Während der nächsten sechs Monate senkt sich der Bogen und die Spitze bewegt sich tiefer in Richtung Südhorizont.
Wenn Sie die Bewegung des Bogengipfels nach Norden von Dezember bis Juni messen, bewegt er sich zu den Tagundnachtgleichen am schnellsten und am langsamsten, sobald er diesen nördlichen Gipfel erreicht. An diesem Tag scheint seine Bewegung anzuhalten und sich dann umzukehren, und er bewegt sich wieder südwärts. Aus diesem Grund wird dieser Tag Sonnenwende genannt, was „die Sonne steht still“ bedeutet.
Diese Bewegung wirkt sich auch darauf aus, wo die Sonne auf- und untergeht. Wenn Sie einen Schnappschuss der Sonne machen würden, während sie zur Sonnenwende im Dezember aufgeht, würden Sie sehen, dass dieser Punkt am Horizont südlich von genau östlich liegt. Jeden Tag verschiebt sich dieser Punkt ein Stück weiter nach Norden. Zur März-Tagundnachtgleiche geht die Sonne genau im Osten auf, und schließlich, zur Juni-Sonnenwende, geht sie so weit nördlich des Ostens auf, wie es das ganze Jahr über der Fall sein wird.
Auch die Geschwindigkeit dieser Bewegung ändert sich im Laufe des Jahres! Unmittelbar nach der Sonnenwende im Dezember verläuft der nördliche Fortschritt des Sonnenhorizonts so langsam, dass er kaum wahrnehmbar ist. Zur Tagundnachtgleiche verschiebt sich dieser Punkt schnell und die Sonne geht jeden Morgen an einer sichtbar anderen Stelle auf. Dann beginnt es wieder langsamer zu werden, und zur Juni-Sonnenwende wird seine Bewegung wieder nahezu unmerklich.
Dies beeinflusst die Geschwindigkeit, mit der der Tagesverlauf im Laufe der Jahreszeiten abnimmt und abnimmt. Jeden Tag nach der Sonnenwende im Dezember nimmt die Länge des Tageslichts zu, allerdings zunächst nur geringfügig. Dieser Betrag erhöht sich jeden Tag bis zur Tagundnachtgleiche, wenn die Tageszeit mehrere Minuten länger sein kann als die des Vortages. Dann kehrt sich der Trend um, wenn die Erde die andere Hälfte ihrer Umlaufbahn durchläuft. Die Zunahme der Tageszeit verlangsamt sich, bis sie zur Juni-Sonnenwende ihr Maximum erreicht.
Dieser subtile, aber kraftvolle Effekt ist meiner Meinung nach einer der Gründe dafür, dass Sommer und Winter scheinbar lange anhalten; Die Dauer des Tageslichts ändert sich um die Sonnenwenden herum kaum. Aber im Frühling und Herbst ändert sich das viel schneller, was diesen Jahreszeiten ein vergänglicheres Gefühl verleiht, das nicht nur in Ihrem Kopf verankert ist, sondern in den tiefsten Grundlagen unserer Welt verwurzelt ist.
Ich spüre, wie der Herbst kommt. Die Tage werden kürzer, die Nächte kühler und einige Blätter haben bereits einen goldenen Schimmer. Der Winter macht mir nichts aus – dann ist der Orion sichtbar und in den langen, dunklen Nächten gibt es astronomische Freuden im Überfluss –, aber ich weiß auch, dass ständig mehrere und subtile Zyklen am Werk sind. Die Erde dreht sich immer noch um die Sonne; die himmlische Uhr tickt weiter; und schon bald werden sich die Dinge wieder ändern.
