Der interessierte Laie fragt, warum im Sommer der
Vollmond so niedrig steht, während die Sonne den Höchststand
erreicht.
Dieser Beitrag zeigt anhand einer Animation, warum das so sein
muss.
Verfasser: Otto Praxl
Geometrische Verhältnisse
Bei Vollmond befindet sich die Erde zwischen Sonne und Mond. Bei Tag sehen wir die Sonne und nachts in genau entgegengesetzter Richtung den Vollmond. Die Sonne erreicht im Sommer den Höchststand und der Vollmond den Niedrigststand. Im Winter ist es umgekehrt.
Vereinfachungen in der Betrachtung
Mit "Höhe" h bezeichnen wir den Höhenwinkel zwischen der Waagrechten am Beobachtungsort und dem Objekt, also dem Mond oder der Sonne. Die Waagrechte nennt man Horizontebene, sie steht rechtwinklig zur Linie zum Zenit am Beobachtungsort, die Erde wird hier nicht als Geoid, sondern vereinfachend als Kugel betrachtet .
Vereinfachend gehen wir davon aus, dass Sonne und Mond sich genau in der Ekliptik (Bahnebene der Erde) befinden. Der Mond pendelt zwar um diese Ebene mit einem Ausschlag von etwa 5° (Inklination), dies wollen aber wir hier vernachlässigen. Auch die Parallaxe, also der Winkel <Beobachtungsort - Mond - Erdmittelpunkt>, wird hier vernachlässigt (etwa 57 Bogenminuten), der vom beobachteten Höhenwinkel des Mondes abzuziehen wäre. Wir gehen vereinfachend davon aus, dass die Richtung zum Mond parallel zur Ekliptik verläuft. Hier soll ja nur das Prinzip verdeutlicht werden.
Die Höhen von Sonne und Mond im Laufe des Jahres auf der Nordhalbkugel
Das bewegte Bild (Animation) zeigt den Jahreslauf in 12 Sekunden. Die Linien und Winkel beziehen sich auf Erdachse und Äquatorebene, während die Farbflächen den beleuchteten und unbeleuchteten Teil der Erdoberfläche zeigen. Links im Bild wird die Tagseite der Erde (12 Uhr mittags) und rechts die Nachtseite (0 Uhr = Mitternacht) für einen bestimmten Beobachtungsort auf der Nordhalbkugel (φ ist die geografische Breite) gezeigt.
Im Bild wird die Äquatorebene der Erde wird als feststehend betrachtet, während sich die Ekliptik relativ dazu mit dem Sonnenstand bewegt. Diese Anschauung entspricht auch der Beobachtung der Sonne und des Mondes von der Erde aus. Die Änderung der jeweiligen Höhenwinkel (grün gekennzeichnet) von Sonne und Vollmond auf der Nordhalbkugel ist in der Animation leicht zu verfolgen. Die Höhenänderungen von Sonne und Vollmond verhalten sich entgegengesetzt.
Die Höhenwinkel beider Objekte pendeln zwischen h = (90° - φ - 23,5°) und h = (90° - φ + 23,5°).
Bei φ = 50° pendeln die Winkel im Laufe eines halben Jahres zwischen 16,5° und 63,5°.
Mondstand während der Mondphasen
Der Mondstand (= Höhenwinkel des Mondes) ändert sich auch abhängig von der jeweiligen Mondphase:
Die oben genannten Begriffe und der Lauf von Sonne und Mond sind in dem Buch "Berechnungsgrundlagen für Amateurastronomen" beschrieben.
- Bei Vollmond ändert sich der Höhenwinkel entgegengesetzt zur Änderung des Sonnenstands mit dem Jahreslauf (siehe Animation),
- bei Halbmond (erstes und letztes Viertel) liegt der Mond in der Äquatorebene (Inklination wird hier vernachlässigt) und
- bei Neumond steht der Mond so hoch wie die Sonne.
© 2009 - 2012 Otto Praxl. Alle Rechte vorbehalten (Erstveröffentlichung dieses Beitrags am 01.01.2009 auf der Praxelius-Homepage).
