Tageslänge im Jahresverlauf: Sonnenwende, Tagundnachtgleiche und der lange Weg dazwischen

Im Juni sind die Tage in Deutschland fast siebzehn Stunden lang, im Dezember kaum acht. Dazwischen liegt ein Auf und Ab, das von der geneigten Erdachse und der Bahn der Erde um die Sonne gesteuert wird. Dieser Text zeigt, was an den vier markanten Punkten des Jahres geschieht, warum der früheste Sonnenuntergang nicht auf den kürzesten Tag fällt und wie sich die Tageslänge über die Wochen verschiebt.

Die geneigte Achse macht das Jahr

Die Erde umkreist die Sonne in einem Jahr, und ihre Achse steht dabei nicht senkrecht zur Bahnebene, sondern ist um rund 23,4 Grad geneigt. Diese Neigung bleibt im Raum konstant, während die Erde um die Sonne wandert. Mal zeigt die Nordhalbkugel zur Sonne hin, mal von ihr weg. Wenn der Norden zur Sonne geneigt ist, steht die Sonne hier hoch am Himmel, die Tage sind lang, es ist Sommer. Ein halbes Jahr später, auf der gegenüberliegenden Seite der Bahn, ist der Norden von der Sonne weggeneigt, die Sonne bleibt flach, die Tage sind kurz, es ist Winter.

Wichtig ist, dass nicht die Entfernung zur Sonne die Jahreszeiten macht. Tatsächlich ist die Erde im Januar der Sonne etwas näher als im Juli. Der Effekt der Achsneigung überwiegt das bei Weitem. Es geht um den Winkel, unter dem das Sonnenlicht auf den Boden trifft, und um die Zahl der Stunden, die die Sonne über dem Horizont steht. Beides bestimmt, wie viel Energie ankommt und wie lange der Tag dauert.

Die Sommersonnenwende: der längste Tag

Um den 21. Juni erreicht die Nordhalbkugel ihre stärkste Neigung zur Sonne. Die Sonne steht mittags am höchsten, ihr Tagbogen ist am längsten, und der Tag dauert in Deutschland je nach Breite zwischen sechzehn und siebzehneinhalb Stunden. In Kiel ganz im Norden ist der Tag spürbar länger als in Freiburg im Süden, weil der höhere Breitengrad den Sommereffekt verstärkt. Nach der Sommersonnenwende werden die Tage wieder kürzer, zunächst kaum merklich, dann immer schneller.

Der Begriff Sonnenwende beschreibt genau diesen Wendepunkt. Über mehrere Tage hinweg ändert sich die Mittagshöhe der Sonne kaum, sie scheint stillzustehen, daher das lateinische solstitium, das Stillstehen der Sonne. Erst danach kehrt die Bewegung um. Astronomisch markiert die Sommersonnenwende den Beginn des Sommers, auch wenn die wärmsten Wochen erst im Juli und August folgen, weil sich Land und Meer erst aufheizen müssen.

Die Wintersonnenwende: der kürzeste Tag

Sechs Monate später, um den 21. Dezember, ist die Nordhalbkugel am stärksten von der Sonne weggeneigt. Die Sonne bleibt flach, der Tagbogen ist kurz, in Deutschland dauert der Tag nur etwa siebeneinhalb bis achteinhalb Stunden. Danach werden die Tage wieder länger. Für viele ist die Wintersonnenwende ein psychologischer Wendepunkt, der dunkelste Tag ist überstanden, das Licht kehrt zurück. Zahlreiche alte Feste rund um die Wintersonnenwende feiern genau diese Rückkehr.

Auch hier scheint die Sonne mehrere Tage stillzustehen, bevor sie wieder höher steigt. Die analoge Lage zum Sommer zeigt sich in der Symmetrie: Was der Norden im Dezember an Dunkelheit erlebt, durchlebt die Südhalbkugel als Hochsommer. Australien feiert Weihnachten am Strand, weil dort gerade die längsten Tage des Jahres herrschen.

Die Tagundnachtgleichen: alles im Gleichgewicht

Zwischen den Sonnenwenden liegen die beiden Tagundnachtgleichen, um den 20. März und um den 22. September. An diesen Tagen steht die Sonne genau über dem Äquator, ihre Achse zeigt weder zur Sonne hin noch von ihr weg. Tag und Nacht sind dann fast gleich lang, überall auf der Erde rund zwölf Stunden. Das Frühlings-Äquinoktium im März markiert astronomisch den Frühlingsbeginn, das Herbst-Äquinoktium im September den Herbstbeginn.

Das Wort fast ist hier wichtig. Wegen der Refraktion und der Definition über den oberen Sonnenrand ist der Tag an der Tagundnachtgleiche tatsächlich ein paar Minuten länger als die Nacht. Der exakte Gleichstand von Tag und Nacht fällt deshalb nicht genau auf das Äquinoktium, sondern einige Tage davor im Frühjahr und danach im Herbst. Dieser Tag heißt Äquilux und liegt je nach Breitengrad unterschiedlich.

Ereignis	Datum (etwa)	Sonne über	Tageslänge in Deutschland
Frühlings-Tagundnachtgleiche	20. März	Äquator	rund 12 Stunden, steigend
Sommersonnenwende	21. Juni	nördlicher Wendekreis	16 bis 17,5 Stunden, Maximum
Herbst-Tagundnachtgleiche	22. September	Äquator	rund 12 Stunden, fallend
Wintersonnenwende	21. Dezember	südlicher Wendekreis	7,5 bis 8,5 Stunden, Minimum

Warum der früheste Sonnenuntergang vor dem kürzesten Tag liegt

Ein Detail verblüfft jedes Jahr aufs Neue. Der früheste Sonnenuntergang fällt nicht auf die Wintersonnenwende, sondern liegt rund zwei Wochen davor, etwa Mitte Dezember. Der späteste Sonnenaufgang folgt erst rund zwei Wochen nach der Sonnenwende, Anfang Januar. Der kürzeste Tag, also die geringste Differenz zwischen Auf- und Untergang, liegt korrekt auf der Sonnenwende, aber Auf- und Untergang verschieben sich nicht symmetrisch um diesen Punkt.

Verantwortlich ist die Zeitgleichung, die Differenz zwischen der wahren Sonnenzeit und unserer gleichmäßigen Uhrzeit. Sie verschiebt sich im Dezember und Januar so, dass sich Sonnenaufgang und Sonnenuntergang gegeneinander verschoben um die Sonnenwende verteilen. Das Gleiche passiert spiegelbildlich im Juni: Der früheste Sonnenaufgang liegt vor der Sommersonnenwende, der späteste Sonnenuntergang danach. Wer die Werte im Rechner für aufeinanderfolgende Tage vergleicht, kann diesen Versatz direkt sehen.

Das Tempo der Veränderung

Die Tageslänge ändert sich nicht gleichmäßig. Rund um die Tagundnachtgleichen geht es am schnellsten, in Deutschland gewinnt oder verliert man dann pro Tag bis zu vier Minuten. Das ist der Grund, warum der Frühling sich im März so rasant anfühlt, jeden Tag wird es spürbar länger hell. Um die Sonnenwenden herum stagniert die Tageslänge dagegen fast, hier ändert sich von Tag zu Tag nur wenige Sekunden. Deshalb ziehen sich die dunklen Dezembertage gefühlt endlos, während im März das Licht förmlich zurückzukehren scheint.

Dieser Rhythmus erklärt viele Alltagsbeobachtungen. Im Juni merkt man kaum, dass die Tage schon wieder kürzer werden, weil der Verlust anfangs winzig ist. Erst im August und September wird der Rückgang spürbar, dann mit Macht. Wer den genauen Verlauf für seinen Ort sehen will, kann im Rechner verschiedene Daten durchgehen und die Tageslänge ablesen, der Vergleich zweier Tage zeigt das Tempo der Veränderung unmittelbar.

Warum die wärmste Zeit nach dem längsten Tag kommt

Eine Beobachtung verwirrt jedes Jahr aufs Neue: Der längste Tag ist der 21. Juni, doch die heißesten Wochen kommen erst im Juli und August. Genauso liegt der kälteste Teil des Winters nicht auf der Wintersonnenwende, sondern Wochen danach, im Januar und Februar. Dieses Nachhinken hat einen Namen, die jahreszeitliche Verzögerung. Sie entsteht, weil sich Land und vor allem die riesigen Wassermassen der Ozeane nur langsam erwärmen und ebenso langsam abkühlen. Solange die Sonne mehr Energie liefert, als die Erde abgibt, steigt die Temperatur weiter, auch wenn die Tage schon wieder kürzer werden.

Erst wenn sich Einstrahlung und Abstrahlung die Waage halten, ist der Höhepunkt erreicht, und das ist eben einige Wochen nach der Sonnenwende der Fall. Dieselbe Trägheit kennt jeder vom Strand: Das Meerwasser ist im September oft wärmer als im Juni, obwohl die Sonne im Juni viel höher steht. Die Tageslänge folgt also der Astronomie auf die Minute, die Temperatur folgt ihr mit einer Verzögerung von Wochen. Wer beides verwechselt, wundert sich über kühle Junitage und warme Septembernachmittage.

Tageslänge und das Leben in der Natur

Die Veränderung der Tageslänge ist für die Natur ein zuverlässigeres Signal als die Temperatur, denn sie schwankt nicht von Jahr zu Jahr. Viele Pflanzen messen die Länge der Nacht, um zu entscheiden, wann sie blühen oder ihre Blätter abwerfen. Dieses Phänomen heißt Photoperiodismus. Auch Zugvögel und andere Tiere richten ihren Jahresrhythmus an der Tageslänge aus, der Aufbruch in den Süden im Herbst wird oft durch die kürzer werdenden Tage ausgelöst, nicht durch den ersten Frost. Die Tageslänge ist gewissermaßen der verlässliche Kalender der Natur.

Für den Menschen ist dieser Zusammenhang heute weniger lebenswichtig, aber er bleibt spürbar. Die zunehmende Helligkeit im Frühjahr hebt bei vielen die Stimmung, die kürzer werdenden Tage im Herbst stimmen nachdenklicher. Wer den Verlauf bewusst verfolgt, etwa indem er an den vier Eckpunkten des Jahres die Tageslänge im Rechner abliest, bekommt ein Gefühl für den Rhythmus, dem das Leben auf der Nordhalbkugel seit jeher folgt. Die Zahlen machen sichtbar, was man ohnehin spürt, dass das Jahr atmet, zwischen Licht und Dunkelheit.

Was die Tageslänge für die Planung bedeutet

Die Kenntnis des Jahresverlaufs hilft bei vielen Entscheidungen. Wer eine lange Wanderung plant, weiß, dass im Juni großzügig Tageslicht zur Verfügung steht, im November dagegen knapp kalkuliert werden muss. Gärtner richten Aussaat und Ernte an der zunehmenden oder abnehmenden Tageslänge aus, weil viele Pflanzen auf die Lichtdauer reagieren. Und wer im Winter unter dem Lichtmangel leidet, kann sich an der Wintersonnenwende festhalten, ab der es wieder aufwärtsgeht. Die vier Eckpunkte des Jahres, zwei Sonnenwenden und zwei Tagundnachtgleichen, geben dem Lauf des Lichts seine Struktur, und der Rechner macht jeden einzelnen Tag dazwischen sichtbar.