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Sonnentag
Sonnen-Daten ► Die Grafik zeigt den Verlauf der Aufgangs- und Untergangs-Zeiten am Standort Wien während eines Jahres. ► Die Sprung-Stellen entstehen durch die Sommerzeit. Während des Sommers werden die Stunden anders nummeriert. Die Umstellung kostet zwar viel Geld, soll jedoch angeblich Energie sparen . . ► Die Nacht-Fläche ist in Stufen der jeweiligen Dämmerung unterteilt. ► Diese Grafik wurde mit einem kleinen PHP-Programm hergestellt. Details auf den Seiten → Sonne @ PHP und → Grafik mit PHP.
♦ Algorithmen zur Berechnung von Dämmerung, Sonnen-Aufgang und -Untergang

Tag - Drehung der Erde um die eigene Achse
Beobachtung: An einigen Frühlings- oder Herbsttagen könnte man folgende Beobachtungen machen: ► Die Sonne erscheint täglich ungefähr in der gleichen Richtung 'Osten' über dem Horizont. Ihre Farbe ändert sich rasch von rot über orange, gelb nach weiß, ihre Form von einem breiten Oval zu einem Kreis. ► Sie beschreibt einen Bogen über den südlichen Himmel und spendet Licht und Wärme. Jeder Gegenstand wirft einen Schatten, dessen Richtung genau von der Sonne weg weist. ► Wenn sie am Äquator beobachten, dann zieht die Sonne vom Ost-Horizont senkrecht nach oben, durch den Zenith und dann weiter senkrecht bis zum 'West'-Horizont. ► Bei Beobachtung in mittlerer Breite (z.B. Europa) steigt die Sonnenbahn von Osten schräg nach Süden an und fällt dann ebenso schräg wieder zum West-Horizont.	► Beim Untergang ändert die Sonne Farbe und Form in umgekehrter Reihenfolge. ► Die Zeit zwischen Sonnenaufgang und -Untergang = 'Tag' ist ungefähr gleich lang wie die 'Nacht'. ► Bei Tag ist es nicht nur hell, sondern auch deutlich wärmer, bei Nacht dunkel und kälter. ► Viele Tiere und Pflanzen zeigen Verhaltensmuster, die sich periodisch mit dem Stand der Sonne ändern. ► Bei Nacht sind Sterne sichtbar, und zwar allnächtlich ungefähr an der gleichen Position. ►► Bei Beobachtung über längere Zeiträume verändern sich diese Beobachtungen langsam (→ Astronomie @ Jahr).
Annahmen: Die Beobachtungen lassen sich mit diesen Annahmen gut erklären: ► Die Sonne ist eine glühend heisse Scheibe oder Kugel. Ihre Licht- und Wärmestrahlung fällt aus einiger Entfernung ununterbrochen auf die Erde. ► Die Erde dreht sich einmal pro Tag um ihre eigene Achse. Dabei wird jeder Punkt der Oberfläche täglich einmal zur Sonne und wieder von ihr weggedreht.	► An den beiden Polen müsste sich die Sonne auf einer flachen Kreisbahn genau um den Horizont herum bewegen. ► Die Rotations-Achse muss im rechten Winkel zur 'Sonnenbahn' liegen: am Äquator genau Nord-Süd und parallel zum Erdboden, in mittleren Breiten 'schräg' dazu. ►► Die Ergebnisse längerer Beobachtungen sollten dieses Modell sinnvoll ergänzen, aber nicht umstoßen.
Kugelform der Erde: Aus einer Vielzahl von Indizien und Beweisen ergibt sich zusätzlich, dass die Erde die Form einer Kugel haben muss. ► Beim Besteigen von Masten, Türmen oder Bergen erweitert sich der Horizont, jedoch nicht bis zur Unendlichkeit, wie das auf einer flachen Ebene sein müsste. ► Ferne Berggipfel scheinen mit zunehmendem Abstand immer tiefer zu sinken. Das passt zu einer Kugel, jedoch nicht zu einer flachen Ebene. Man müsste sonst bei klarem Wetter von Wien oder München aus die höchsten Gipfel der Alpen sehen ► Am Meer kann man beobachten, wie von einem näherkommenden Schiff zuerst nur die Mastspitze sichtbar ist, später der Rumpf. Dieses Phänomen ist nur auf der Oberfläche einer Kugel möglich. ► Alle größeren Himmelskörper erscheinen kreisförmig. Das legt die Form von Kugeln sehr nahe. Falls es sich um Scheiben handelt, dann sollte man zumindest einige davon in flachem Winkel sehen, d.h. als Ellipsen. Seit man mit Fernrohren auch rotierende Himmelskörper beobachten kann, ist klar, dass es sich ausnahmslos um Kugeln handelt. Die Wahrscheinlichkeit ist daher groß, dass auch die Erde eine Kugel ist.	► Der Schatten der Erde kann bei jeder Mondfinsternis beobachtet werden. Er ist stets kreisrund, unabhängig davon, welche Seite der Erde dem Mond zugekehrt ist. Das ist nur bei einer Kugel möglich. ► Beim Vergleich der Sonnenbahnen an verschiedenen Orten zeigt sich: Die Bahn bleibt genau gleich, wenn man sich nach Osten oder Westen bewegt. Sie wird kürzer und niedriger, wenn man sich nach Norden bewegt, hingegen länger und höher, wenn man nach Süden reist. Das ist nur auf der Oberfläche einer rotierenden Kugel möglich. Bereits in der Antike wurde diese Tatsache durch Eratosthenes entdeckt, der daraus auch den Erdardius mit guter Genauigkeit berechnete. Diese hervorragende wissenschaftliche Leistung wurde leider in Mitteleuropa durch katholische Ignoranz fast 1500 Jahre lang unterdrückt. Noch Jahrtausende früher war den Ägyptern bekannt, dass es "im fernen Süden zu Mittag keinen Schatten" gibt, sie zogen daraus jedoch keine weitergehenden Schlüsse. Die Technik des 20. Jahrhunderts machte auch die direkte Beobachtung möglich: Bei Erreichen sehr großer Höhen sieht man einen gekrümmten Horizont, genau wie bei einer Kugel erwartet. Seit es die Raumfahrt gibt, kann man die Erde aus einiger Entfernung als rotierende Kugel direkt beobachten. Zahlreiche Satelliten haben Bilder und Filme davon erstellt. Die Mond-Astronauten haben dieses Bild als bisher einzige Menschen selbst gesehen und als sehr bewegend beschrieben.
Die Erde rotiert um ihre eigene Achse, eine gedachte Linie, welche die beiden Pole verbindet. Rotationsdauer = 23.9345 Stunden Tageslänge = 24 Stunden Rotationszeit und Tageslänge unterscheiden sich um 1/365 Tage, da die Erde auf ihrer Bahn täglich um 1/365 ihrer Bahn um die Sonne läuft. In 1 Jahr beobachtet man daher auf der Erde 365.25 'Sonnentage', jedoch 366.25 Umdrehungen.	Die Anzahl der Umdrehungen kann man direkt beobachten, wenn man nicht den täglichen Lauf der Sonne, sondern jenen der Sterne entlang der Ekliptik (scheinbare Bahnlinie von Sonne, Mond und Planeten) verfolgt: Diese Sterne beschreiben täglich genau die gleiche Bahn wie die Sonne. Bei genauer Messung findet man jedoch, dass sich ihre Position täglich um 1/365 oder ca. um 1° von Ost nach West verschiebt - in einem Jahr genau eine zusätzliche Umdrehung.

Dämmerung

Nach Sonnenuntergang wird es nicht sofort völlig finster. Etwas Sonnenlicht wird durch die Atmosphäre gestreut, es herrscht Zwielicht oder Dämmerung.
Bei Sonnenstand 0°..-6° ist 'Bürgerliche Dämmerung' (civil twilight) definiert, bei -6°..-12° Nautische Dämmerung, bei -12°..-18° Astronomische Dämmerung, bei <-18° ist es endlich auch für Astronomen wirklich finster.

Die Dauer der Dämmerung richtet sich nach dem "Untergangs-Winkel" der Sonne: kurz (24 Minuten) bei senkrechtem Untergang (z.B. am Äquator), länger mit zunehmender geografischer Breite, unendlich lang an den Polen.
Die Astronomische Nacht dauert in mittleren Breiten (45°) im Winter 12 Stunden, im Sommer dagegen nur ca. 1 Stunde, d.h. es gibt tatsächlich 'helle' Sommernächste und 'finstere' Winternächte.

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