Sonnentag

Ein Sonnentag ist die Dauer eines Tages, die durch die tägliche Sonnenbahn festgelegt wird. Diese Tagesdauer bezieht sich auf den aktuellen Sonnenstand am Ort des jeweiligen irdischen Beobachters.

Definition

Der Sonnentag wird in der wahren Sonnenzeit (WOZ) gemessen, das ist die Zeit, die eine einfache Sonnenuhr anzeigt. Er wird am Sonnenstand abgelesen, beginnt um 0 Uhr WOZ im Augenblick des unteren Meridiandurchgangs der Sonne und dauert bis zum nächstfolgenden unteren Meridiandurchgang (24 Uhr WOZ). Dabei ist dann beim oberen Durchgang durch den Meridian 12 Uhr WOZ oder Wahrer Mittag. Die Sonne steht dann – wenn man sich auf der Nordhalbkugel der Erde befindet – exakt in Südrichtung. (Das entspricht nicht genau dem Höchststand der Sonne (Kulminationspunkt), weil ihr Deklinationswinkel nicht konstant ist.)

Der Zeitraum zwischen zwei aufeinander folgenden Meridiandurchgängen ist nicht immer gleich, da sich die Sonne auf ihrer scheinbaren jährlichen Bahn verschieden schnell bewegt, am schnellsten im Januar (Perihel), wie es das zweite Kepler-Gesetz beschreibt. Die Abweichung seit dem Durchlaufen des Perihels (der Periapsiszeit der Erde) summiert sich zur Zeitgleichung.

$\mathrm{L{\ddot a}}\text{nge des Sonnentags} -86400\,\text{Sonnensekunden} = \frac{\operatorname{d}}{\operatorname{d}t} \text{Zeitgleichung}(t)$

Exakt gesehen, ist das die Länge des Instantanen Sonnentags, also der Länge, die der Sonnentag genau zu diesem Zeitpunkt hätte.

Die Dauer des Sonnentages kann somit von 24 Stunden im Jahresverlauf um etwa ±30 Sekunden abweichen.

Mittlerer Sonnentag

Ein Mittlerer Sonnentag wird auch als Bürgerlicher Tag bezeichnet. Er ist die Periodendauer des Laufs einer (fiktiven) Mittleren Sonne, deren tägliche Bahn am Himmel mit gleichförmiger Geschwindigkeit verläuft. Der mittlere Sonnentag stellt in der obigen Korrektur mittels Zeitgleichung den konstanten Wert dar und dauert 24 Stunden oder 24 · 60 · 60 = 86400 Sonnensekunden.

Er bildet die Grundlage für den Tag in der Kalenderrechnung und über die erwähnte Zerlegung auch den ursprünglichen Richtwert für die Sekunde und die darauf beruhenden SI-Einheiten der Zeit. Die SI-Sekunde selbst wird heute aber nicht mehr über den Mittleren Sonnentag definiert.

Er ist (nahezu) identisch mit dem Kalendertag: Gelegentlich wird aufgrund der nicht genau gleichförmigen Erdrotation die Tageslänge durch das Einfügen von Schaltsekunden verändert. Diese Anpassungen synchronisieren die Weltzeit mit der Universalzeit und der Atomzeit. Dadurch sind einzelne Kalendertage länger oder kürzer als der (astronomisch definierte) Bürgerliche Tag und nur im Mittel gleich lang.

Literatur

• Bernd Loibl: Wann ist Mittag?. In: Sterne und Weltraum. Sterne und Weltraum, Spektrum der Wissenschaft, o.O., 8-9/1996. S. 643-645

Siehe auch

• Tag (Begriffsklärung)
• Siderischer Tag
• Sterntag
• Ortszeit

Teile eines Tages

Dämmerung – Morgenröte – Sonnenaufgang • Morgen • Vormittag • Mittag • Nachmittag • Abend • Sonnenuntergang – Abendrot – Dämmerung • Nacht • Mitternacht