Simulator für Jahreszeiten und Tageslänge
Gleichungen in dieser Simulation
| N | Tag des Jahres | der 1. Januar ist Tag 1; die Junisonnenwende ist etwa Tag 172, die Dezembersonnenwende etwa Tag 355 | |
|---|---|---|---|
| δ | Deklination der Sonne | der Breitengrad, an dem die Sonne mittags im Zenit steht: +23,44° zur Junisonnenwende, 0 zu den Tagundnachtgleichen, −23,44° im Dezember |
Mit den aktuellen Werten:
| φ | Breitengrad φ (°, Nord positiv) | ||
|---|---|---|---|
| ω₀ | Stundenwinkel des Sonnenuntergangs | wie weit sich die Erde zwischen Mittag und Sonnenuntergang dreht; jenseits der Polarkreise gibt es Mitternachtssonne oder Polarnacht | |
| Tageslänge | Stunden Tageslicht | Sonnenaufgang und -untergang in wahrer Ortszeit sind 12:00 minus und plus die Hälfte davon |
Mit den aktuellen Werten:
| Höhe | Höhe der Sonne am Mittag | je höher sie steht, desto konzentrierter trifft das Sonnenlicht auf den Boden |
|---|
Mit den aktuellen Werten:
| S₀ | Solarkonstante | 1.361 W/m² am oberen Rand der Atmosphäre; die geringe Änderung des Abstands der Erde zur Sonne ist weggelassen | |
|---|---|---|---|
| Q | mittleres Sonnenlicht pro Quadratmeter über den ganzen Tag | am oberen Rand der Atmosphäre; das, nicht der Abstand zur Sonne, macht den Sommer warm |
Mit den aktuellen Werten:
So benutzt du den Jahreszeiten-Simulator
- Die Erde umkreist die Sonne mit einer um 23,4° geneigten Achse, die im Raum immer in dieselbe Richtung zeigt. Spiel das Jahr ab oder stell das Datum ein und sieh, wie sich erst die Nord- und dann die Südhalbkugel zur Sonne neigt. Die Nachtseite ist dunkel; der rote Ring ist dein Breitengrad.
- Stell deinen Breitengrad ein und lies Tageslänge, Sonnenauf- und -untergang, die Höhe der Sonne am Mittag und das mittlere Sonnenlicht des Tages pro Quadratmeter ab. Das Diagramm zeigt die Tageslänge über das ganze Jahr auf diesem Breitengrad: eine flache Linie am Äquator, ein Ausschlag von etwa 8 bis 16 Stunden in London, und monatelange Mitternachtssonne und Polarnacht jenseits der Polarkreise.
- Vergleiche Sommer- und Wintersonnenwende auf demselben Breitengrad: im Sommer steht die Sonne höher, ihr Licht fällt also steiler auf den Boden, und sie bleibt länger am Himmel. Beides zusammen, nicht der Abstand der Erde zur Sonne, macht den Sommer warm. Kreuze Aus der Nähe der Erde ansehen an, um die Neigung genauer zu betrachten.
Häufige Fragen
Was verursacht die Jahreszeiten?
Die Neigung der Erdachse, 23,4° gegen die Senkrechte auf ihre Bahn. Übers Jahr zeigt die Achse im Raum immer in dieselbe Richtung, darum neigt sich ein halbes Jahr lang die Nordhalbkugel zur Sonne, mit höherem Sonnenstand und längeren Tagen, und die andere Hälfte des Jahres die Südhalbkugel. Am nächsten ist die Erde der Sonne übrigens Anfang Januar, im nördlichen Winter.
Wie berechnet man die Tageslänge?
Aus dem Breitengrad φ und der Deklination der Sonne δ: cos ω₀ = −tan φ × tan δ, wobei ω₀ angibt, wie weit sich die Erde zwischen Mittag und Sonnenuntergang dreht. Der Tag dauert 2ω₀ ÷ 15° Stunden. Liegt −tan φ tan δ jenseits von ±1, geht die Sonne nie unter oder nie auf, das passiert innerhalb der Polarkreise. Der echte Sonnenaufgang kommt ein paar Minuten früher, weil die Atmosphäre das Licht bricht und die Sonne eine Scheibe ist, kein Punkt.
Warum stehen Sonnenauf- und -untergang in wahrer Ortszeit?
Weil die Uhrzeit von deiner Zeitzone, deiner Lage darin und der Sommerzeit abhängt. In wahrer Ortszeit ist Mittag, wenn die Sonne am höchsten steht, und Sonnenauf- und -untergang liegen symmetrisch darum. Für die Uhrzeit addierst du den Unterschied zwischen deinem Längengrad und der Mitte deiner Zeitzone, 4 Minuten pro Grad, und die Zeitgleichung, bis zu 16 Minuten.
Was sind Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen?
Die Junisonnenwende, um den 21. Juni, ist der Zeitpunkt, an dem die Sonne über dem nördlichen Wendekreis (23,4° N) im Zenit steht: der längste Tag im Norden und der kürzeste im Süden. Die Dezembersonnenwende ist das Gegenteil. Zu den Tagundnachtgleichen im März und September steht die Sonne über dem Äquator im Zenit, und Tag und Nacht dauern überall etwa 12 Stunden.
Es heißt, WebGL sei abgeschaltet.
Die 3D-Ansicht braucht WebGL, das jeder aktuelle Browser hat. Es kann abgeschaltet sein, wenn die Hardwarebeschleunigung in den Browsereinstellungen deaktiviert ist oder der Grafiktreiber sehr alt ist. Schalte die Hardwarebeschleunigung ein oder probier einen anderen Browser.
Wird etwas hochgeladen?
Nein. Die Simulation zeichnet dein eigener Browser mit WebGL; nichts wird irgendwohin gesendet, und sie läuft auch offline weiter, sobald die Seite geladen ist.