Jahr für Jahr für Jahr...
Die
Jahreszeiten entstehen durch die wechselnde gegenseitige Stellung von Erde
und Sonne. Auf ihrer scheinbaren Bahn in der Ekliptik überquert
die Sonne um den 20/21. März den Himmelsäquator in Richtung nördliche
Hemisphäre, wir sprechen vom Frühlingsbeginn. Wenn sie ihren größten
nördlichen Abstand vom Himmelsäquator erreicht hat – ca. 23.5°,
das ist meist um den 20/21. Juni – beginnt der Sommer. Sie wandert weiter
auf der Ekliptik zum Herbstpunkt um den 22/23. September und überschreitet
ihn in Richtung negativer Deklinationswerte, also auf die Südhemisphäre.
Schließlich erreicht sie am Winterbeginn ihren
(von der Nordhalbkugel betrachteten) Tiefststand, ca. um den 21/22 Dezember.
Das Spiel beginnt von vorne. Da die Erdbahn um die Sonne nicht kreisförmig
sondern elliptisch ist, bewegt sich die Sonne unterschiedlich schnell, gemäß
dem 2. Kepler'schen Gesetz. Daher ist die Dauer der Jahreszeiten auch
verschieden. Die Punkte S und W in
der Skizze werden Solstitien genannt, S ist das Sommersolstitium (Sommersonnenwende)
und W das Wintersolstitium (Wintersonnenwende).
Die Punkte F (gleichzeitig Frühlingspunkt) und H heißen
hingegen Äquinoktien, was Tag-Nacht-Gleiche bedeutet.
Die "Schiefe der Ekliptik" kommt dadurch zustande,
dass der Erdachse nicht senkrecht auf die Ekliptikebene steht (und damit
die Himmeläquator-Ebene nicht mit der Ekliptikebene zusammenfällt),
sondern um etwa 23.5° dazu geneigt ist (Skizze siehe auch Himmelskugel).
Die Dauer der Jahreszeiten im Einzelnen
| Jahreszeiten | Dauer auf der Nordhalbkugel (in etwa) |
Dauer auf der Südhalbkugel (in etwa) |
||||
| Frühling | 92d22h | 186d12h | 89d17h | 178d18h | ||
| Sommer | 93d14h | 89d1h | ||||
| Herbst | 89d17h | 178d18h | 92d22h | 186d12h | ||
| Winter | 89d1h | 93d14h | ||||
| Quelle [9] und [10] | ||||||
Der Zeitraum Frühling-Herbst ist also beinahe 8 Tage länger als
der Zeitraum Herbst-Frühling. In der Skizze ist ebenfalls gekennzeichnet,
dass der Frühlingspunkt nicht im Raum fixiert ist, sondern sich mit
ca . 50.4'' pro Jahr entgegen der Richtung der Sonne, also rückläufig,
auf der Ekliptik weiterbewegt. Dies ist auf die Präzession der
Erdachse zurückzuführen. Und auch die Apsidenlinie –
die Verbindungslinie Perihel/Aphel – dreht sich langsam rechtläufig,
wie bereits bei Koordinatensysteme/Ekliptik beschrieben
wurde. Es ist zwar zeichnerisch wegen der tatsächlichen Längen
der Strecken schlecht darzustellen, aber man sollte sehen, dass die Solstitien
nicht mit dem sonnennächsten/-fernsten Punkten
Perihel/Aphel
zusammenfallen.
Wir fassen mal zusammen:
Von "außen" gesehen ergibt sich diese Sicht wie im Bild rechts. Blau gezeichnet der Himmelsäquator als gedachte Projektion des Erdäquators an die Himmelskugel, die aufgespannte Äquatorebene ist angedeutet. Die wahre Sonne wandert entlang der Ekliptik in Pfeilrichtung, ihre größte Entfernung sei im Punkt A (Aphel), kleinste in P (Perihel), Höchststand im Punkt S, Tiefststand im Punkt W. Dies alles gilt für die Nordhalbkugel der Erde. Die Schiefe der Ekliptik betrug im Jahr 2000 etwa 23°26'21''.448 oder im Dezimalwert 23°.4393. 'Höchststand' bedeutet hier nicht der höchste Stand am Himmel am Beobachtungsort, sondern die größte nördliche Deklination der Sonne. Analog meint ''Tiefststand'' die größte südliche Deklination der Sonne.
Da sich kein Bezugspunkt tatsächlich "in Ruhe" befindet, erhält man für die Länge eines Jahres entsprechend unterschiedliche Werte, je nachdem, worauf man sich bezieht:
| Tropisches Jahr | Das ist der Zeitraum, in der die mittlere Länge
der Sonne in bezug auf den (dynamischen) Frühlingspunkt um 360° zunimmt:
365d 5h 48m 45.261s = 365.242190517d mittlere
Sonnenzeit (im Jahr 2000). Das tropische Jahr bestimmt die Jahreszeiten,
ihm ist der Kalender angepasst. |
| Siderisches Jahr | Der Umlauf von Fixstern zu Fixstern; etwa um 20m länger als das tropische Jahr, da der Frühlingspunkt weiter wandert (Präzession): 365d 6h 9m 10s = 365.256363d |
| Anomalistisches Jahr | Umlauf von Perihel (Sonnennähe) zu Perihel. Die Bahnellipse der Erde ist ja ebenfalls nicht raumfest: 365d 6h 13m 53s = 365.259636d |
| Julianisches Jahr | benannt nach Cäsar (46 v.Chr.), alle 4 Jahre ein Schaltjahr: 365d 6h = 365.25d . Das ist 11m länger als das tropische Jahr, im 16. Jhdt. betrug der Fehler bereits 10 Tage. Papst Gregor XIII verfügte, dass auf den 4. Oktober 1582 sofort der 15. Oktober folgen sollte (Gregorianische Kalenderreform). |
| Gregorianisches Jahr | Die Schaltregel wurde neu modifiziert: Volle
hundert Jahre sind keine Schaltjahre, mit Ausnahme aller durch 400 teilbaren
(z.B. 2000), also: 365d + (1/4)d - (3/400)d = 365d 5h 49m 12s = 365.2425d Das ist noch immer um 0.00031 Tage oder 26s zu lang, aber erst ca. ab dem Jahre 7200 wird der Fehler auf 1 Tag angewachsen sein.[1] |
[1] Anmerkung: Hier verfällt man gerne auf folgenden Fehler:
Die Länge
des gregorianischen Jahres ist 365.2425 Tage, jene des Tropischen Jahres
365.242190517 Tage (J2000). Die Differenz ist 0.000309483 Tage oder 26.74
Sekunden. Daher ist der Kalender im Jahre (1/0.000309483)=3231 um einen Tag
daneben.
Diese Betrachtungsweise ist jedoch nicht korrekt, wie man in [34]
Seite 357 ff. nachlesen kann. Das Tropische Jahr ist genau genommen nicht
konstant, und die Rotation der Erde verlangsamt sich, zwar langsam, aber
stetig. Eine detaillierte Erklärung dieses Umstandes übersteigt
zunächst
einmal den "Einsteiger-Charakter" dieser
Webseiten.
