Tag und Nacht: So erklärt die Erdrotation

Die Sonne beleuchtet die Erde von einer Seite. Die Erdkugel lässt das Sonnenlicht nicht durch sich hindurch. Deshalb erhält die zur Sonne gerichtete Seite direktes Sonnenlicht: Dort ist Tag. Die abgewandte Seite erhält kein direktes Sonnenlicht: Dort ist Nacht. Trotzdem können dort zum Beispiel der Mond oder Lampen leuchten.

Die Erde dreht sich um sich selbst. Diese Bewegung heißt Erdrotation. Dabei dreht sich ein fester Ort auf der Erdoberfläche mit. Gelangt er auf die beleuchtete Seite, beginnt dort die helle Tageszeit. Gelangt er auf die unbeleuchtete Seite, beginnt die Nacht. Ein Modell ist eine vereinfachte Darstellung der Wirklichkeit. Für unser einfaches Modell dauert eine ganze Drehung ungefähr 24 Stunden.

Die Erdachse ist eine gedachte Linie durch die Mitte der Erde. Um diese Linie dreht sich die Erde. Ihre Endpunkte an der Erdoberfläche heißen Nordpol und Südpol. Die Gebiete nahe diesen Polen heißen Polargebiete. Dort gibt es besondere Zeiten: Beim Polartag geht die Sonne auch nachts nicht unter. Bei der Polarnacht geht sie auch tagsüber nicht auf. Deshalb wechseln Tag und Nacht nicht zu jeder Jahreszeit an jedem Ort täglich.

Vom Boden aus sieht es so aus, als wandere die Sonne im Laufe des Tages über den Himmel. Das nennen wir die scheinbare Sonnenbewegung. „Scheinbar“ bedeutet hier: Wir sehen eine Veränderung, aber sie entsteht durch unsere eigene Bewegung mit der Erde.

Auch wenn du auf einer Bank stillsitzt, drehst du dich zusammen mit der Bank und dem Erdboden weiter. Dadurch ändert sich deine Blickrichtung zur Sonne. So lässt die Erdrotation die Sonne am Himmel wandern erscheinen. Die Sonne muss dafür nicht einmal täglich um die Erde oder um deine Bank kreisen.

In einem einfachen Tagesmodell steht eine leuchtende Lampe für die Sonne und eine Kugel für die Erde. Die Lampe bleibt an ihrem Platz, während sich die Kugel dreht. Das Modell zeigt die Ursache der täglichen scheinbaren Sonnenbewegung. Es bedeutet nicht, dass die Sonne im Weltall völlig unbeweglich ist.

Das Wort „Tag“ kann Verschiedenes bedeuten. Ein ganzer Tag bezeichnet einen Zeitraum von ungefähr 24 Stunden. Mit Tageslänge meinen wir dagegen die Zeit, in der die Sonne über dem Horizont steht. Der Horizont ist die sichtbare Grenze zwischen Himmel und Erde. Gibt es an einem Tag Sonnenaufgang und Sonnenuntergang, reicht die Tageslänge vom Aufgang bis zum Untergang. Beim Polartag bleibt die Sonne den ganzen Tag über dem Horizont. Bei der Polarnacht geht sie nicht auf; trotzdem kann es zeitweise Dämmerung geben. Dämmerung ist die Zeit, in der Sonnenlicht den Himmel etwas erhellt, obwohl die Sonne unter dem Horizont steht.

Die Tageslänge kann im Jahreslauf länger oder kürzer werden, obwohl sich die Dauer einer Erdrotation kaum ändert. Neben ihrer täglichen Drehung bewegt sich die Erde um die Sonne. Für diesen Umlauf braucht sie ungefähr ein Jahr. Ihre Erdachse steht schräg zur gedachten Fläche, in der diese Bahn liegt. Während eines Umlaufs zeigt die Achse fast in dieselbe Richtung. Deshalb ist im Jahreslauf einmal die eine und einmal die andere Erdhälfte stärker zur Sonne geneigt.

Die Nordhalbkugel ist die Hälfte der Erde, in der der Nordpol liegt. Die Südhalbkugel ist die Hälfte mit dem Südpol. Wenn eine Halbkugel zur Sonne geneigt ist, liegen die täglichen Wege vieler Orte dort länger auf der beleuchteten Erdseite. Dort ist Sommer und die helle Tageszeit länger. Ist diese Halbkugel von der Sonne weg geneigt, liegen die Wege kürzer auf der beleuchteten Seite. Dort ist Winter. Auf der anderen Halbkugel ist es jeweils umgekehrt.

Die Erdrotation erklärt also den täglichen Wechsel. Die schräge Erdachse zusammen mit dem jährlichen Umlauf erklärt die jahreszeitlichen Unterschiede der Tageslänge. Die besonderen Zeiten mit Polartag oder Polarnacht gehören ebenfalls zu diesen Folgen der schrägen Erdachse.