Es ist Sommer. Was bedeutet Mittag für dich? | Erde

Wann ist es für dich Mittag? Diese Frage ist nicht so einfach zu beantworten, wie Sie vielleicht denken! Was verstehen Sie unter Mittag? Definieren Sie es durch Ihre Uhr oder Armbanduhr? Oder an dem Knurren in Ihrem Magen, das Ihnen sagt, dass es Zeit für das Mittagessen ist?

In der nördlichen Hemisphäre wird der erste Tag des Sommers üblicherweise mit der Juni-Sonnenwende eingeläutet, die im Jahr 2020 auf den 20. Juni fiel. Aber – egal, welcher Tag es ist – wann Mittag ist, hängt zum Teil von Ihrem Standort und zum Teil von Ihrer Definition von Mittag ab. Am Tag der Juni-Sonnenwende ist der Schatten zur Mittagszeit nur ein wenig kürzer als am Tag zuvor. Das liegt daran, dass die nördliche Hemisphäre der Erde zur Juni-Sonnenwende für das Jahr am meisten zur Sonne geneigt ist und die Sonne am höchsten am Himmel der nördlichen Hemisphäre aufgeht, was die kürzesten Mittagsschatten des Jahres zur Folge hat.

Man beachte, dass ich Mittag und nicht einfach Mittag gesagt habe. Normalerweise meinen die meisten von uns, wenn sie Mittag sagen, 12 Uhr mittags auf der Uhr. Aber das ist nicht unbedingt das, was Astronomen mit Mittag meinen.

Um die Zeit der Juni-Sonnenwende sind die Schatten am kürzesten, wenn die Sonne am Himmel nach Süden steht. Wir sagen, dass die Sonne den Meridian überquert. Der Meridiandurchgang der Sonne findet jedoch selten genau zur Mittagszeit statt, wie es die Uhr vorgibt. Der Zeitpunkt, an dem die Sonne den Meridian überquert, wurde früher als High Noon bezeichnet, weil die Sonne dann am höchsten am Himmel steht. Heute bezeichnen wir Astronomen diesen Zeitpunkt manchmal als Transitzeit oder lokalen Sonnenmittag.

Ich habe meinen Schülern ein Projekt aufgetragen, in dem sie die Höhe der Sonne am lokalen Sonnenmittag mit der an einem anderen Ort in New Mexico vergleichen sollen. Damit wird eine Beobachtung simuliert, die Eratosthenes vor mehr als 2.000 Jahren gemacht hat und durch die er die erste genaue Messung der Größe der Erde erhielt.

Man kann ein einfaches Gerät namens Gnomon (ausgesprochen NO-mun) oder Schattenstab konstruieren, um mit einfacher Trigonometrie zu berechnen, wie hoch die Sonne steht. Messen Sie einfach die Höhe des Gnomons (H) und die Länge des Schattens (L) am örtlichen Sonnenmittag. Die Winkelhöhe der Sonne ist dann der Arkustangens von H/L. Um genau zu sein, muss der Gnomon sehr gerade stehen, der Boden eben sein und die Messungen müssen präzise sein. Hier in Denver ist sie etwa 73,75 Grad hoch. Wie hoch ist es an Ihrem Wohnort?

Aber bevor Sie die Messung vornehmen können, müssen Sie wissen, wann an Ihrem Wohnort der Sonnenmittelpunkt liegt. Vor der Erfindung des Telegrafen im 19. Jahrhundert definierte jeder Ort den Mittag durch den Zeitpunkt, an dem die Sonne den Meridian überquerte. Aufgrund der geografischen Lage hat die Sonne in Grand Junction (etwa 180 Meilen westlich) den Meridian noch nicht erreicht und wird es auch erst in etwa 14 Minuten tun, wenn die Sonne den Meridian in Denver überquert. Es dauert etwa 14 Minuten, bis sich die Erde weit genug gedreht hat, um die Sonne zum Meridian in Grand Junction zu bringen, nachdem sie den Meridian in Denver passiert hat.

In einer Zeit, als die schnellste Form der Kommunikation eine Postkutsche oder der Pony-Express war, spielte dieser Zeitunterschied keine Rolle. Doch als mit dem Telegrafen eine nahezu augenblickliche Kommunikation möglich wurde, erkannte man allmählich, dass eine Standardisierung der Zeit notwendig war. So wurde 1884 das Konzept der Zeitzonen entwickelt, aber in den USA erst 1918 offiziell eingeführt.

Aber selbst wenn man die Zeitzonen berücksichtigt, schwankt die tatsächliche Durchgangszeit im Laufe des Jahres aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne. Mal muss sich der Planet von einem Transit zum nächsten etwas mehr, mal etwas weniger drehen. Das liegt daran, dass sich die scheinbare Bewegung der Sonne über den Himmel durch die Änderung der Erdgeschwindigkeit (aufgrund des unterschiedlichen Abstands zur Sonne im Laufe des Jahres) ändert. Auch die Neigung der Erde wirkt sich auf die scheinbare Bewegung der Sonne am Himmel aus. Das bedeutet, dass die reale Sonne (die den Meridian zur lokalen Mittagszeit überquert) bis zu 16 Minuten schneller oder langsamer ist als die konstante, aber fiktive mittlere Sonne, die die Mittagszeit für die verschiedenen Zeitzonen bestimmt.

Und dann gibt es natürlich noch die Komplikation der „Sommerzeit“, die in Wirklichkeit nichts spart, sondern nur die Uhren um eine Stunde verschiebt.

Nun können Sie alle Berechnungen anstellen, um die Transitzeit oder den lokalen Sonnenmittag selbst herauszufinden, aber Sie müssen sich nicht die Mühe machen. Gehen Sie einfach auf die Website des U.S. Naval Observatory und lassen Sie es für sich berechnen.

Hier sind einige Beispiele für typische Transitzeiten oder lokale Sonnenmittage für den 21. Juni, wie sie von der Website des Naval Observatory berechnet wurden:

* Beachten Sie, dass in Phoenix Standardzeit und nicht Sommerzeit gilt. Beachten Sie auch, dass der genaue Zeitpunkt der Sommersonnenwende nichts mit dem Zeitpunkt des lokalen Sonnenmittags zu tun hat.

Ach, und übrigens, wenn Sie draußen in der Sonne sind – und den Lauf der Sonne und den Zeitpunkt des Mittags für Sie betrachten – vergessen Sie Ihre Sonnencreme nicht.

Unterm Strich: Was ist die Definition von Mittag? Eine Untersuchung darüber, wie Astronomen über die Mittagszeit denken.