Sonne und Erde: ein Tag, ein Jahr

Entdecke den Sonnenlauf für Esslingen am Neckar. Der gelbe Punkt auf der Erde kennzeichnet unseren Standort.

12 Uhr bedeutet Sonnenhöchststand – nicht 12 Uhr auf der Armbanduhr. Mitternacht liegt bei 0 Uhr.

1. Tag und Nacht auf der Erde

Blick auf den Äquator: Der Nordpol ist hier oben. Die Erdachse wird in dieser Ansicht aufrecht gezeigt. Die helle Hälfte ist der Sonne zugewandt; hinter der Kugel liegende Teile sind unsichtbar.

2. Erde auf ihrer Bahn um die Sonne

Schrägansicht, stark vereinfacht: Größen, Abstände und Bahnform sind nicht maßstäblich. Die Achsenpfeile bleiben parallel. Ihre Länge und der sichtbare Winkel sind zeichnerisch gewählt.

3. Sonnenhöhe über Esslingen

Die Linie zeigt die Höhe des Sonnenmittelpunkts über dem Horizont. Unterhalb der Horizontlinie steht die Sonne hinter der Erde. Der gelbe Punkt zeigt die ausgewählte Zeit.

Sonnenhöhe jetzt
Geometrische Tageslänge
Sonnenaufgang / -untergang

Forscheraufträge

  1. Wähle den 21. Juni. Spiele einen Tag ab. Wann ist Esslingen auf der hellen Seite?
  2. Vergleiche Juni und Dezember jeweils um 12 Uhr Sonnenzeit. Wann steht die Sonne höher?
  3. Spiele ein Jahr ab. Vergleiche Sonnenhöhe und Tageslänge: Was verändert sich gemeinsam?
  4. Erkläre: Warum ist nicht die Entfernung zur Sonne die Hauptursache unserer Jahreszeiten?
Erklärungen und Lösungshinweise

Tag und Nacht: Die Erde dreht sich nach Osten. Ein Sonnentag dauert im Mittel 24 Stunden. Deshalb scheint die Sonne am Himmel von Osten nach Westen zu wandern.

Jahreszeiten: Die Erdachse ist etwa 23,44° gegen die Senkrechte zur Bahnebene geneigt. Ihre Richtung bleibt während eines Jahres nahezu gleich. Im Sommer ist die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt: In Esslingen steht die Sonne höher und scheint länger. Im Winter ist es umgekehrt. Auf der Südhalbkugel sind die Jahreszeiten vertauscht.

Vergleich: Zur Sommersonnenwende erreicht die Sonne in Esslingen mittags etwa 65°, zur Wintersonnenwende etwa 18°. Die geometrische Tageslänge beträgt ungefähr 16 beziehungsweise 8 Stunden.

Entfernung: Die echte Erdbahn ist leicht elliptisch. Anfang Januar ist die Erde der Sonne näher als Anfang Juli – trotzdem ist bei uns im Januar Winter. Achsneigung, Sonnenhöhe und Tageslänge sind für die Jahreszeiten entscheidend.

Wissenschaftliche Grenzen des Modells

Standort: 48,74° N, 9,30° O. Gerechnet wird für das Nicht-Schaltjahr 2025. Die Sonnenposition ist eine Näherung, keine astronomische Präzisionsephemeride. Die vier Datumstasten sind Vergleichstage, nicht berechnete Zeitpunkte der astronomischen Jahreszeitenanfänge.

Die Sonnenzeit vermeidet Verwechslungen durch Zeitzone, Sommerzeit und Zeitgleichung. Der Längengrad wird deshalb nicht in eine bürgerliche Uhrzeit umgerechnet. Die Tageslänge gilt für den Sonnenmittelpunkt an einem ebenen geometrischen Horizont. Tatsächlich sichtbare Auf- und Untergänge werden zusätzlich von Lichtbrechung, Sonnenscheibengröße, Gelände und Beobachtungshöhe beeinflusst. Dämmerung ist nicht dargestellt.

Die Erdkugel verwendet paralleles Sonnenlicht. Das Umlaufbild ist ein Orientierungsschema; die Beleuchtung wird nur in der Erdkugelansicht berechnet. Die Erdrotation und der Jahresumlauf haben im Modell unterschiedliche, stark beschleunigte Abspielgeschwindigkeiten.

Die Auf- und Untergangswerte werden mit einer für den jeweiligen Tag festgehaltenen Sonnendeklination berechnet. Nahe den Tagundnachtgleichen ist der geometrische Tag ungefähr zwölf Stunden lang; der tatsächlich sichtbare Tag ist wegen Lichtbrechung und Sonnenscheibengröße etwas länger.

Quellen: Standort Esslingen · NOAA-basierte Sonnenberechnung