Sonnenwenden markieren den Wechsel der Jahreszeiten, finden zweimal im Jahr statt und zeichnen sich durch die kürzesten und längsten Tageslichtstunden des Jahres aus – je nach Hemisphäre. Diese Extreme in der Länge von Tag und Nacht machen Sonnenwendetage für viele Beobachter auffälliger als die subtile Gleichheit von Tag und Nacht während der Tagundnachtgleichen.
Sonnenwenden zählen zu unseren frühesten astronomischen Beobachtungen und wurden im Laufe der Geschichte im Rahmen zahlreicher Sommer- und Winterfeste gefeiert.
Sonnenwenden finden zweimal jährlich statt. Im Jahr 2024 sind sie am 20. Juni um 16:50 Uhr EDT (20:50 Uhr UTC) und am 21. Dezember um 4:19 Uhr EST (9:18 Uhr UTC) zu finden. Die Sonnenwende im Juni markiert den Moment, in dem die Sonne in Bezug auf den Äquator der Erde am nördlichsten steht, und die Sonnenwende im Dezember markiert den südlichsten Stand.
Die Sommersonnenwende findet an dem Tag statt, an dem die Sonne am Mittag ihren höchsten Punkt erreicht. In Regionen außerhalb der Tropen ist das Tageslicht am längsten im Jahr. Umgekehrt steht die Sonne während der Wintersonnenwende am tiefsten Punkt des Jahres. In Regionen außerhalb der Tropen ist das Tageslicht am wenigsten hell – und die Nacht am längsten – im Jahr.
Die Sonnenwende im Juni markiert für die Menschen auf der Nordhalbkugel den Beginn des Sommers und für die Menschen auf der Südhalbkugel den Beginn des Winters. Im Dezember ist es aufgrund der Neigung der Erdachse umgekehrt. Das bedeutet zum Beispiel, dass die Nordhalbkugel während der Sonnenwende im Juni mehr direktes Sonnenlicht erhält als die Südhalbkugel.
Die Neigung der Erde reicht aus, damit die nördlichen Polarregionen während der Juni-Sonnenwende 24 Stunden Sonnenlicht haben, während die südlichen Polarregionen 24 Stunden Nacht erleben und tief im Schatten der Erde liegen. Dieselbe Neigung bedeutet, dass die Polarregionen der Erde ein halbes Jahr später im Dezember auch eine Umkehrung von Licht und Schatten erleben, mit 24 Stunden Nacht im Norden und 24 Stunden Tageslicht im Süden.
Je nachdem, wie nah man sich an den Polen befindet, können diese extremen Lichtverhältnisse viele Monate andauern, wobei ihre Dauer umso stärker wird, je näher man den Polen kommt.
Während Sonnenwendetage für Beobachter in mittleren bis hohen Breitengraden sehr auffällig sind, ist dies für Beobachter in den Tropen – Gebieten der Erde zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis – nicht der Fall. Stattdessen erleben die Menschen zwei „Null-Schatten“-Tage pro Jahr. An diesen Tagen, an denen die Sonne am Mittag direkt über uns steht, werfen Objekte im Vergleich zum Rest des Jahres nur einen minimalen Schatten.
Wenn Sie in diesem Moment Ihren eigenen Schatten sehen möchten, müssen Sie springen! Das genaue Datum für Tage ohne Schatten hängt vom Breitengrad ab. Beobachter am nördlichen Wendekreis (23,5° nördlich des Äquators) erleben einen Tag ohne Schatten an der Sonnenwende im Juni, und Beobachter am südlichen Wendekreis (23,5° südlich des Äquators) erleben ihren Tag ohne Schatten an der Sonnenwende im Dezember.
Beobachter am Äquator erleben zwei Tage ohne Schatten, da sie sich genau zwischen diesen beiden Breitengraden befinden; die äquatorialen Tage ohne Schatten fallen auf die Tagundnachtgleichen im März und September.
Durch die sorgfältige Beobachtung der Sonnenwendeschatten lassen sich einige wichtige wissenschaftliche Erkenntnisse gewinnen. Etwa 200 v. Chr. soll Eratosthenes zur Sonnenwende am Mittag in der Nähe der heutigen ägyptischen Stadt Assuan Sonnenlicht beobachtet haben, das senkrecht in den Schacht eines Brunnens fiel.
Inspiriert verglich er Messungen der Sonnenwendeschatten an diesem Ort mit Messungen weiter nördlich in der Stadt Alexandria. Indem er den Unterschied in der Länge dieser Schatten und die Entfernung zwischen den beiden Städten berechnete, berechnete Eratosthenes eine grobe Schätzung des Erdumfangs – und lieferte damit weitere Beweise dafür, dass die Erde eine Kugel ist!
Haben Sie Schwierigkeiten, die Beleuchtung und Geometrie der Sonnenwende zu visualisieren? Sie können eine Suntrack-Modell das hilft, den Weg der Sonne durch den Himmel während der Jahreszeiten zu veranschaulichen. Weitere unterhaltsame Aktivitäten und Ressourcen wie dieses Modell finden Sie auf Wellenlängen- und Energieaktivität der NASA.