Tagundnachtgleiche – wenn Tag und Nacht fast gleich lang sind

Der September markiert einen der großen Wendepunkte im Jahreslauf. Die Sonne verliert auf der Nordhalbkugel zunehmend an Kraft, die Tage werden spürbar kürzer und die Nächte länger. Rund um den 22./23. September erreicht die Erde schließlich jene Stellung auf ihrer Bahn um die Sonne, die wir als Tagundnachtgleiche oder Äquinoktium bezeichnen.

Der Name vermittelt zunächst den Eindruck, Tag und Nacht müssten an diesem Datum überall exakt zwölf Stunden dauern. Ganz so einfach ist es allerdings nicht. Astronomisch betrachtet bezeichnet die Tagundnachtgleiche den Moment, in dem die Sonne den Himmelsäquator überquert. Dabei werden Nord- und Südhalbkugel annähernd gleich stark von der Sonne beleuchtet.

Für die Nordhalbkugel beginnt damit der astronomische Herbst, während auf der Südhalbkugel der Frühling beginnt. Meteorologisch hat der Herbst dagegen bereits am 1. September begonnen.

Auch das Wetter in Deutschland passt derzeit gut in diese Übergangszeit: Nach einer wechselhafteren Phase nimmt der Hochdruckeinfluss wieder zu, und am 22. September sind vielerorts trockene Bedingungen und längere sonnige Abschnitte möglich. Die Höchsttemperaturen bewegen sich dabei verbreitet im Bereich von etwa 17 bis 22 Grad. Der kalendarische Wechsel der Jahreszeit bedeutet also keineswegs, dass unmittelbar nasskaltes Herbstwetter einsetzen muss.

Kernaussagen

Die Tagundnachtgleiche entsteht durch das Zusammenspiel der Umlaufbahn der Erde um die Sonne und der um etwa 23,4 Grad geneigten Erdachse.

Zum Äquinoktium steht die Sonne senkrecht über dem Äquator. Die Tag-Nacht-Grenze verläuft dann nahezu durch beide geografischen Pole.

Nord- und Südhalbkugel erhalten zu diesem Zeitpunkt ungefähr gleich viel Sonnenenergie.

Auf der Nordhalbkugel beginnt der astronomische Herbst, auf der Südhalbkugel der astronomische Frühling.

Trotz der Bezeichnung sind heller Tag und Nacht am Äquinoktium nicht überall exakt zwölf Stunden lang. Dafür sind unter anderem die Größe der Sonnenscheibe und die Lichtbrechung in der Atmosphäre verantwortlich.

Nach der herbstlichen Tagundnachtgleiche werden die Tage auf der Nordhalbkugel weiter kürzer, bis zur Wintersonnenwende im Dezember schließlich die kürzeste Tageslänge erreicht wird.

Meteorologischer Hintergrund

Die Jahreszeiten entstehen nicht dadurch, dass sich der Abstand zwischen Erde und Sonne im Jahresverlauf besonders stark verändert. Entscheidend ist vielmehr die Neigung der Erdachse.

Die Rotationsachse unseres Planeten steht nicht senkrecht auf der Ebene seiner Umlaufbahn um die Sonne, sondern ist um ungefähr 23,4 Grad geneigt.

Während die Erde die Sonne innerhalb eines Jahres umrundet, bleibt die Richtung dieser Achse im Raum annähernd erhalten.

Dadurch ist während eines Teils des Jahres die Nordhalbkugel stärker zur Sonne geneigt. Die Sonne steht dort höher am Himmel, ihre Strahlen treffen steiler auf die Erdoberfläche und die Tage sind länger.

Wir erleben Sommer.

Ein halbes Jahr später ist die Nordhalbkugel von der Sonne weg geneigt. Die Sonne steht niedriger, ihre Strahlen treffen flacher auf die Erdoberfläche und die Tage werden kürzer.

Dann herrscht Winter.

Dazwischen liegen zwei besondere Positionen auf der Erdbahn.

Im März und im September befindet sich die Erde so zur Sonne, dass keine der beiden Halbkugeln deutlich zur Sonne hin oder von ihr weg geneigt ist.

Die Sonne steht dann mittags senkrecht über dem Äquator.

Auf einer gedachten Darstellung der Erde verläuft die Grenze zwischen beleuchteter und unbeleuchteter Seite – der sogenannte Terminator – zu diesem Zeitpunkt nahezu durch Nord- und Südpol.

Deshalb erhalten beide Erdhalbkugeln annähernd gleich lange helle und dunkle Tagesabschnitte.

Doch warum spricht man nur von „annähernd“?

Dafür gibt es mehrere Gründe.

Sonnenaufgang wird bereits dann definiert, wenn der obere Rand der Sonnenscheibe am Horizont erscheint. Sonnenuntergang findet entsprechend erst statt, wenn dieser obere Rand wieder vollständig unter dem Horizont verschwunden ist.

Die Sonne ist jedoch kein punktförmiges Objekt. Ihre sichtbare Scheibe besitzt einen Durchmesser von ungefähr einem halben Grad am Himmel.

Hinzu kommt die Atmosphäre.

Lichtstrahlen werden beim Durchgang durch unterschiedlich dichte Luftschichten gebrochen. In Horizontnähe ist dieser Effekt besonders ausgeprägt.

Dadurch sehen wir die Sonne noch, obwohl sie geometrisch betrachtet bereits knapp unter dem Horizont steht.

Die tatsächliche Zeit zwischen sichtbarem Sonnenaufgang und sichtbarem Sonnenuntergang ist deshalb am Äquinoktium etwas länger als zwölf Stunden.

Der Tag, an dem Tag und Nacht tatsächlich ungefähr gleich lang sind, kann daher einige Tage vom astronomischen Äquinoktium abweichen. Dieser Zeitpunkt wird gelegentlich als „Equilux“ bezeichnet.

Für unser Wetter besitzt die abnehmende Sonnenhöhe eine enorme Bedeutung.

Nach der Tagundnachtgleiche verkürzt sich die tägliche Einstrahlungsdauer auf der Nordhalbkugel weiter. Gleichzeitig trifft das Sonnenlicht zunehmend flacher auf die Erdoberfläche.

Die gleiche Menge Sonnenenergie verteilt sich dadurch auf eine größere Fläche.

Der Boden erhält insgesamt weniger Energie und kann die darüberliegende Atmosphäre zunehmend weniger stark erwärmen.

Dieser Prozess geschieht allerdings verzögert.

Böden, Seen und insbesondere die Meere haben während des Sommers große Wärmemengen gespeichert. Diese Energie wird erst allmählich wieder abgegeben.

Deshalb beginnt unmittelbar nach der Tagundnachtgleiche keineswegs schlagartig kaltes Herbstwetter.

Auch Ende September und sogar im Oktober können unter geeigneten Hochdruckbedingungen noch ausgesprochen milde oder warme Tage auftreten.

Gleichzeitig werden die länger werdenden Nächte meteorologisch immer wichtiger.

Der Boden besitzt mehr Zeit zum Auskühlen. Dadurch steigt die Wahrscheinlichkeit für Tau, Nebel, Bodenfrost und ausgeprägte nächtliche Temperaturunterschiede.

Die Tagundnachtgleiche ist deshalb nicht nur ein astronomisches Ereignis. Sie markiert auch einen wichtigen Übergang im Energiehaushalt unserer Atmosphäre.

Schon gewusst?

Am Äquator verändern sich Tages- und Nachtlänge im Jahresverlauf wesentlich weniger als bei uns.

Je weiter man dagegen in Richtung der Pole reist, desto größer werden die jahreszeitlichen Unterschiede.

Während Brachwitz im Sommer sehr lange Tage und im Winter deutlich längere Nächte erlebt, kann nördlich des Polarkreises die Sonne im Sommer überhaupt nicht mehr untergehen. Im Winter bleibt sie dort zeitweise vollständig unter dem Horizont.

Noch bemerkenswerter ist die Situation direkt an den Polen.

Dort geht die Sonne im Prinzip nur einmal pro Jahr auf und einmal pro Jahr unter. Rund um die Tagundnachtgleichen beginnt deshalb jeweils ein etwa halbjähriger Wechsel zwischen Polartag und Polarnacht.

Unsere täglich etwas früher einsetzende Dunkelheit im September ist damit Teil eines gewaltigen astronomischen Rhythmus, der vom Äquator bis zu den Polen unterschiedlich sichtbar wird.

Und obwohl die Tage nun weiter kürzer werden, bedeutet die Tagundnachtgleiche keineswegs das Ende schöner und warmer Tage. Gerade stabile Hochdrucklagen können auch nach dem astronomischen Herbstbeginn noch sonniges und angenehm mildes Wetter nach Mitteldeutschland bringen.