Was genau als Sonnenaufgang zählt

Fragen Sie zehn Menschen, wann heute Morgen die Sonne aufgegangen ist, und Sie bekommen verschiedene Antworten. Einer sah den ersten Lichtfunken über einem Hügelkamm, eine andere hat in der Wetter-App nachgesehen, ein Dritter erinnert sich, dass der Himmel schon lange vorher blass wurde. Alle beschreiben etwas Reales, aber nur einer dieser Momente ist der Sonnenaufgang, auf den sich Astronomen, Almanache und Navigationstafeln einigen.
Der obere Rand, nicht die Mitte
Die übliche Definition des Sonnenaufgangs ist der Augenblick, in dem der obere Rand der Sonnenscheibe an einem idealen, ebenen Horizont erscheint. Nicht die Mitte der Scheibe und nicht der Moment, in dem die ganze Sonne zu sehen ist. Die Scheibe ist etwa ein halbes Grad breit; würde man auf ihre Mitte warten, verschöbe sich der Sonnenaufgang in mittleren Breiten um ein bis zwei Minuten, nahe den Polen, wo die Sonne flach aufsteigt, um deutlich mehr.
Die Atmosphäre hebt die Sonne an
Die zweite Zutat ist die Refraktion. Luft bricht das Licht, und am stärksten, wenn es knapp über dem Horizont durch die dickste Schicht der Atmosphäre streicht. In Horizontnähe beträgt der Effekt etwa 34 Bogenminuten, etwas mehr als die Breite der Sonne selbst. Anders gesagt: Wenn Sie den unteren Sonnenrand auf einem klaren Meereshorizont aufsitzen sehen, steht die wirkliche Sonne bereits vollständig darunter.
Zählt man beide Korrekturen zusammen, eine halbe Scheibe (etwa 16 Bogenminuten) und die Standardrefraktion (etwa 34), ergibt sich der Wert, den die US-Wetter- und Ozeanbehörde NOAA und die meisten veröffentlichten Tafeln verwenden: Die Sonne geht auf, wenn ihre geometrische Mitte 0,833° unter dem Horizont steht. Für den Sonnenuntergang gilt dieselbe Regel umgekehrt.
Warum zwei Quellen um eine Minute abweichen
Wenn Sie die Wetter-App Ihres Handys mit einem Almanach vergleichen, sehen Sie manchmal eine Minute Unterschied. Dafür gibt es ein paar ehrliche Gründe:
- Rundung. Manche Quellen schneiden die Sekunden ab, andere runden.
- Ort. Der Sonnenaufgang einer Stadt wird meist für ihre Mitte berechnet. Am Ostrand einer großen Stadt kann die Sonne spürbar früher aufgehen als am Westrand.
- Die Refraktion schwankt. Die 34 Bogenminuten sind ein Mittelwert. Sehr kalte Luft über dem Meer kann das Licht stärker brechen, warme Luft über der Wüste schwächer.
- Höhe. Der Standard-Sonnenaufgang setzt voraus, dass Sie auf Meereshöhe vor einem ebenen Horizont stehen. Von einem Berggipfel aus liegt der Horizont tiefer, und Sie sehen die Sonne früher.
Nichts davon ändert, was der Moment ist. Es ändert nur, wie genau ein bestimmter Mensch an einem bestimmten Ort ihn sieht.
Wolken verschieben den Sonnenaufgang nicht
Auch ein bewölkter Morgen hat einen Sonnenaufgang. Das astronomische Ereignis findet im berechneten Augenblick statt, ob jemand die Scheibe sieht oder nicht. Das ist wichtiger, als es scheint: Ein Kalender, eine Gezeitentafel oder eine Widmung, die an einen Sonnenaufgang gebunden ist, braucht einen Moment, der im Voraus feststeht und nicht vom Wetter abhängt.

Woher die 0,833° kommen
Der Wert ist älter als jede App. Nautische Almanache verzeichnen seit Langem Sonnenauf- und -untergang für den Moment, in dem die Sonnenmitte 50 Bogenminuten unter einem Horizont auf Meereshöhe steht: 16 für den Radius der Scheibe und 34 für die Refraktion. Fünfzig Bogenminuten sind 0,833°. Seeleute brauchten eine feste Konvention, damit eine Uhrzeit in einer Tafel auf jedem Schiff dasselbe bedeutete, und die Konvention blieb. Moderne Algorithmen, auch der der NOAA, berechnen die Sonnenposition weit genauer als die alten Tafeln, stellen aber noch immer dieselbe Frage: Wann erreicht die Sonnenmitte 0,833° unter dem Horizont?
Wie lange ein Sonnenaufgang dauert
Der Sonnenaufgang ist als Augenblick definiert, aber die Sonne erscheint nicht auf einmal. Die Zeit vom ersten Lichtrand bis zur vollen Scheibe hängt davon ab, wie steil die Sonne steigt:
- Am Äquator, wo die Sonne fast senkrecht aufgeht, ist die ganze Scheibe nach etwa zweieinhalb Minuten über dem Horizont.
- In Paris im Oktober verläuft die Bahn schräg, und es dauert fast vier Minuten.
- In Tromsø im Oktober, auf fast 70° Nord, steigt die Sonne so schräg, dass die Scheibe knapp acht Minuten braucht, um ganz aufzugehen.
Die berechnete Uhrzeit bezeichnet immer den ersten dieser Momente, wenn der obere Rand erscheint.
Die Höhe verändert die Zeit, die Sie sehen
Der Standard-Sonnenaufgang geht von einem Auge auf Meereshöhe und einem ebenen Horizont aus. Steigen Sie höher, sinkt der Horizont unter Augenhöhe. Aus 100 Metern liegt er etwa ein Drittel Grad tiefer, von einem 3.000-Meter-Gipfel etwa 1,6°. Über diesen tieferen Horizont hinwegzusehen bedeutet, die Sonne früher zu erblicken: am Äquator von einem hohen Gipfel etwa acht Minuten früher, in der Breite von Paris im Herbst rund zwölf und im hohen Norden über zwanzig. Berge im Osten wirken umgekehrt und verzögern das erste direkte Licht, in tiefen Tälern manchmal lange.
Deshalb können zwei Menschen, die nur wenige Kilometer auseinander sind, ganz ehrlich verschiedene Aufgangszeiten nennen. Keiner irrt sich; sie stehen vor verschiedenen Horizonten.
Was der Sonnenaufgang nicht ist
Zwei nahe Ereignisse werden oft mit ihm verwechselt. Die Morgendämmerung im astronomischen Sinn beginnt, wenn die Sonne 18° unter dem Horizont steht und der Himmel heller wird. Der Beginn der bürgerlichen Dämmerung bei 6° darunter ist der Zeitpunkt, ab dem das Licht für die meisten Tätigkeiten im Freien reicht. Beide kommen deutlich vor dem Sonnenaufgang: In Paris beginnt die bürgerliche Dämmerung im Oktober etwa eine halbe Stunde früher. Ein Foto von einem hellen, farbigen Himmel entsteht fast immer in dieser halben Stunde, nicht im Augenblick des Sonnenaufgangs selbst.
Wie Resthe die Definition verwendet
Jeder Sonnenauf- und -untergang bei Resthe wird nach genau dieser Regel berechnet: mit dem Sonnenalgorithmus der NOAA, dem oberen Sonnenrand und der Standardrefraktion von 0,833°, für den genauen Punkt, den Sie auf der Karte setzen. Die Uhrzeit wird in die Ortszeit dieses Punktes umgerechnet, mit seinen historischen Zeitzonenregeln. Der berechnete Moment soll auf etwa eine Minute genau sein, und genau er steht auf dem Zertifikat.
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