Select your language

Suggested languages for you:
Login Anmelden
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|

Die All-in-one Lernapp:

  • Karteikarten
  • NotizenNotes
  • ErklärungenExplanations
  • Lernpläne
  • Übungen
App nutzen

Sonnenstand

Save Speichern
Print Drucken
Edit Bearbeiten
Melde dich an und nutze alle Funktionen. Jetzt anmelden
Sonnenstand

Hast Du Dich schon mal gefragt, warum die Sonne im Winter eigentlich viel tiefer steht als im Sommer? Das liegt an der Neigung der Erde und ihrer aktuellen Position in der Erdumlaufbahn. Denn dadurch verändert sich der Sonnenstand innerhalb eines Jahres.

Sonnenstand – Definition

Der Sonnenstand beschreibt die Position der Sonne am Himmel, die von einem bestimmten Punkt auf der Erde aus beobachtet werden kann.

Er unterscheidet sich also je nach Ort, an dem sich der oder die Beobachtende gerade befindet.

Auch je nach Tages- und Jahreszeit verändert sich der Stand der Sonne deutlich.

Sonnenstand im Horizontsystem

Angegeben wird der Sonnenstand durch Koordinaten im Horizontsystem, der Höhe h und dem Azimut A – das ist in der Astronomie der Winkel zwischen der vertikalen Ebene, auf der sich ein Himmelskörper befindet, und der vertikalen Ebene des Nordpols.

Beide werden in Grad angegeben und beziehen sich auf die sogenannte Horizontebene – ein gedachter Horizont an einem Ort, den man sehen würde, wenn keinerlei Hindernisse wie Berge, Häuser oder Bäume im Weg wären.

Die Höhe h ist im Horizontsystem abhängig vom Ort des oder der Beobachtenden und wird von der Horizontebene aus gemessen. Der Punkt genau über der beobachtenden Person wäre damit die Höhe h=90° – man nennt diese Höhe von 90° auch Zenit.

Mehr zum Zenitstand der Sonne findest Du im Kapitel zum Jahresverlauf.

Der Azimut A wiederum ist anhängig von den Himmelsrichtungen und wird meist von Norden N=0° aus gemessen. Osten entspricht damit also einem Azimut von A=90°, im Süden ist A=180° und im Westen liegt der Azimut bei A=270°.

Um den Sonnenstand im Horizontsystem genau nachvollziehen zu können, werden zusätzlich die Koordinaten des Beobachtungspunktes und die Beobachtungszeit benötigt. Ansonsten lassen sich die Koordinaten der Sonne nicht genau zuordnen oder auswerten.

Ein anderes Koordinatensystem, mit dem der Sonnenstand angegeben werden kann, ist das Äquatorsystem, das jedoch nicht so häufig verwendet wird.

Sonnenstand – Verlauf

Durch die Erdrotation – also die Drehung der Erde um sich selbst – verändert sich der Stand der Sonne innerhalb eines Tages. Durch die Neigung der Erde und die Umlaufbahn der Erde um die Sonne verändert sich der Sonnenstand zudem innerhalb eines Jahres.

Die Sonne steht also nicht immer am selben Punkt am Himmel, sondern verläuft je nach Tages- und Jahreszeit unterschiedlich.

Mehr zur Schrägstellung der Erde und ihren Auswirkungen findest Du in der passenden Erklärung dazu.

Sonnenstand – Tagesverlauf

Im Tagesverlauf der Sonne unterscheidet man vor allem zwischen einem tiefen und hohen Sonnenstand. Morgens und abends steht die Sonne tief, also nicht weit über dem Horizont. Mittags steht die Sonne hoch, also sehr weit über dem Horizont. Den höchsten Stand der Sonne an einem Tag bezeichnet man auch als echten Mittag.

Sonnenstand – Himmelsrichtung

Vielleicht hast Du schon einmal von diesem Merksatz hier gehört:

Im Osten geht die Sonne auf, im Süden nimmt sie ihren Lauf, im Westen wird sie untergeh’n, im Norden ist sie nie zu seh’n.

Dieser Satz beschreibt den Tagesverlauf der Sonne auf der Nordhalbkugel. Sonnenaufgang ist immer im Osten, Sonnenuntergang im Westen. Das ist auch auf der Südhalbkugel der Erde so.

Nur beim Höchststand der Sonne, also beim echten Mittag, gibt es einen Unterschied zwischen der Nord- und der Südhalbkugel. Denn während auf der Nordhalbkugel die Sonne mittags im Süden steht, steht sie auf der Südhalbkugel mittags im Norden.

Das liegt daran, dass die Sonne immer etwa über dem Äquator steht und so von der Südhalbkugel aus gesehen nördlich steht, von der Nordhalbkugel aus gesehen aber südlich.

Mehr zu den Besonderheiten von Nord- und Südhalbkugel findest Du in den beiden Erklärungen dazu.

Sonnenstand – Jahresverlauf

Innerhalb eines Jahres kann man besonders eine Veränderung klar beobachten. Der Einfallswinkel der Sonne verändert sich merkbar.

Der Einfallswinkel der Sonne beschreibt den Winkel, mit dem das Sonnenlicht auf die Erdoberfläche trifft.

Im Horizontsystem entspricht der Einfallswinkel der Höhe h.

Dieser verändert sich maßgeblich durch die Neigung der Erde um etwa 23,5°. Da die Erde zur Sonne geneigt ist, ist eine Halbkugel näher an der Sonne als die andere. Dort ist der Einfallswinkel der Sonne dann steiler, während auf der abgeneigten Halbkugel der Einfallswinkel sehr flach ist.

Wandert die Erde nun im Laufe des Jahres in ihrer Umlaufbahn um die Sonne, ist auf der genau gegenüberliegenden Seite die andere Halbkugel der Sonne zugeneigt.

Genau zwischen diesen zwei Positionen ist keine der beiden Hemisphären der Sonne zugeneigt und der Einfallswinkel ist auf Nord- und Südhalbkugel gleich.

Sonnenstand – Zenit

Ist der Einfallswinkel auf beiden Halbkugeln gleich, steht die Sonne in diesem Moment senkrecht auf dem Äquator der Erde – die gedachte Linie, die Nord- und Südhalbkugel voneinander abgrenzt. Diesen senkrechten Sonnenstand im Winkel von 90° nennt man auch Zenit.

Weitere Informationen zum Äquator kannst Du in der gleichnamigen Erklärung lesen.

Ebenfalls durch die Neigung der Erde und ihre Bewegung in der Umlaufbahn um die Sonne wandert dieser Zenit innerhalb eines Jahres auf der Erde zwischen den Breitengraden 23,5°S und 23,5°N. Man nennt diese Breitengrade auch Wendekreise.

Am 21. Dezember – der Wintersonnenwende – steht die Sonne am südlichen Wendekreis im Zenit, der Einfallswinkel ist also auf der Südhalbkugel steiler. Bei der Sommersonnenwende am 21. Juni steht sie wiederum am nördlichen Wendekreis im Zenit, was einen steilen Einfallswinkel auf der Nordhalbkugel bedingt.

Am Äquator steht die Sonne zweimal jährlich im Zenit – am 21. März und 23. September. Dann ist der Einfallswinkel der Sonne auf beiden Halbkugeln gleich.

Sonnenstand – Jahreszeiten

Die Veränderung des Einfallswinkels der Sonne bedingt zudem die thermischen Jahreszeiten.

Genaueres zu den Jahreszeiten findest Du in der passenden Erklärung dazu.

Durch einen flachen Einfallswinkel wird es auf der Erdoberfläche kühler, da sich dann die Strahlung der Sonne auf eine größere Fläche verteilt. Es entsteht weniger Wärmestrahlung als bei gleicher Sonnenstrahlung, die auf eine kleinere Fläche trifft.

Bei einem steileren Einfallswinkel trifft die Sonnenstrahlung auf eine kleinere Fläche, wodurch es dort also wärmer wird.

Trifft die Sonnenstrahlung also im flachen Winkel auf die Erde, ist es kühler – auf der Erde herrscht dann Winter.

Ist der Einfallswinkel steiler, wird es warm – dann ist Sommer auf der Erde.

Da sich der Einfallswinkel der Sonne auf den beiden Halbkugeln meist unterscheidet, sind die Jahreszeiten der beiden Hemisphären genau „verkehrt herum“.

Steht am 21. Dezember die Sonne am südlichen Wendekreis im Zenit ist auf der Südhalbkugel der Einfallswinkel steiler und es herrscht Sommer. Auf der Nordhalbkugel ist dann durch den flachen Einfallswinkel Winter.

Am 21. Juni ist es genau andersherum – auf der Nordhalbkugel herrscht Sommer, auf der Südhalbkugel Winter.

Sonnenstand – Deutschland

Deutschland liegt auf der Nordhalbkugel der Erde und befindet sich zwischen 47°N und 55°N. Es liegt also außerhalb der Wendekreise, weshalb der Einfallswinkel der Sonne immer unter 90° liegt.

Um den Einfallswinkel in Deutschland durchschnittlich zu beschreiben, richtet man sich meist nach dem 51. Breitengrad, an dem sich etwa die Mitte Deutschlands befindet.

An der Sommersonnenwende am 21. Juni liegt der Einfallswinkel mittags dort bei 62,5°. Am Tag der Wintersonnenwende, dem 21. Dezember, beträgt der Einfallswinkel der Sonne dort mittags 15,5°. Innerhalb eines Jahres bewegt sich der Sonnenstand in Deutschland also immer etwa zwischen diesen beiden Winkeln.2

Sonnenstand - Das Wichtigste

  • Der Sonnenstand beschreibt die Position der Sonne am Himmel, die von einem bestimmten Punkt auf der Erde beobachtet werden kann.
  • Angegeben wird der Sonnenstand durch die Koordinaten im Horizontsystem, der Höhe h und dem Azimut A.
  • Durch die Erdrotation – also die Drehung der Erde um sich selbst – verändert sich der Stand der Sonne innerhalb eines Tages. Durch die Neigung der Erde und die Umlaufbahn der Erde um die Sonne verändert sich der Sonnenstand zudem innerhalb eines Jahres.
  • Den senkrechten Sonnenstand im Winkel von 90° nennt man Zenit.

Nachweise

  1. Leifiphysik.de: Jahreszeiten. (06.09.2022)
  2. baunetzwissen.de: Bestimmung von Tageslichtverhältnissen. (06.09.2022)

Häufig gestellte Fragen zum Thema Sonnenstand

Der höchste Sonnenstand im Jahr ist an der Sommersonnenwende. 

Auf der Nordhalbkugel ist das der 21. Juni, auf der Südhalbkugel der 21. Dezember.

Morgens und abends steht die Sonne in einem flachen Winkel am Himmel. Mittags in einem steilen Winkel.

Über das Jahr hinweg ist der Winkel steiler, wenn die Halbkugel, von der aus man beobachtet, der Sonne zugeneigt ist. Flacher wird der Winkel, wenn diese Halbkugel der Sonne abgeneigt ist.

Die Sonne steht am 21. Dezember bei 23,5°S senkrecht und am 21. Juni bei 23,5°N.

Am 21. März und 23. September steht sie am Äquator senkrecht.

Im Sommer steht die Sonne höher am Himmel, der Einfallswinkel ist also steiler. 

Finales Sonnenstand Quiz

Frage

Definiere kurz den Begriff Sonnenstand.

Antwort anzeigen

Antwort

die Position der Sonne am Himmel, die von einem bestimmten Punkt auf der Erde aus beobachtet werden kann

Frage anzeigen

Frage

Wie wird der Sonnenstand im Horizontsystem angegeben?

Antwort anzeigen

Antwort

durch die Koordinaten Höhe h und Azimut A

Frage anzeigen

Frage

Die Koordinaten im Horizontsystem werden als ___ angegeben.

Antwort anzeigen

Antwort

Die Koordinaten im Horizontsystem werden als Winkel angegeben.

Frage anzeigen

Frage

Welcher Höhe h entspricht der Zenit?

Antwort anzeigen

Antwort

h=90°

Frage anzeigen

Frage

Nenne die drei Gründe für die Veränderung des Sonnenstands im Tages- und Jahresverlauf.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Erdrotation (Grund für Veränderung im Tagesverlauf)
  • Neigung der Erde um 23,5° (Grund für Veränderung im Jahresverlauf)
  • Umlaufbahn der Erde um die Sonne (Grund für Veränderung im Jahresverlauf)

Frage anzeigen

Frage

Den höchsten Stand der Sonne an einem Tag bezeichnet man auch als...?

Antwort anzeigen

Antwort

echten Mittag

Frage anzeigen

Frage

Richtig oder falsch: Auf der Nord- und Südhalbkugel steht die Sonne mittags im Süden.

Antwort anzeigen

Antwort

falsch

Frage anzeigen

Frage

Im Jahresverlauf verändert sich der ___ der Sonne merkbar.

Antwort anzeigen

Antwort

Im Jahresverlauf verändert sich der Einfallswinkel der Sonne merkbar.

Frage anzeigen

Frage

Der Einfallswinkel der Sonne ist....?

Antwort anzeigen

Antwort

...der Winkel, mit dem das Sonnenlicht auf die Erdoberfläche trifft.

Frage anzeigen

Frage

Erkläre knapp, warum sich durch die Neigung der Erde der Einfallswinkel im Jahresverlauf verändert.

Antwort anzeigen

Antwort

  • Durch die Neigung der Erde zur Sonne ist eine Halbkugel zur Sonne geneigt und eine abgeneigt.
  • Dadurch unterscheidet sich der Einfallswinkel auf beiden Halbkugeln. 
    • auf der zugeneigten Halbkugel ist er steil, auf der abgeneigten Halbkugel flach
  • Wandert die Erde jetzt um die Sonne neigt sich die vorher abgeneigte Halbkugel der Sonne zu, die vorher zugeneigte Halbkugel ist dann abgeneigt.
  • So verändert sich der Einfallswinkel auf beiden Halbkugeln.

Frage anzeigen

Frage

Der Zenit der Sonne wandert innerhalb eines Jahres zwischen den beiden ___. Diese liegen bei __° Nord und Süd.

Antwort anzeigen

Antwort

Der Zenit der Sonne wandert innerhalb eines Jahres zwischen den beiden Wendekreisen. Diese liegen bei 23,5° Nord und Süd.

Frage anzeigen

Frage

Nenne die vier Daten, an denen die Sonne entweder an einem Wendekreis oder am Äquator im Zenit steht. An welchem Datum steht sie wo im Zenit?

Antwort anzeigen

Antwort

  • 21. März: Äquator
  • 21. Juni: 23,5°N
  • 23. September: Äquator
  • 21. Dezember: 23,5°S 

Frage anzeigen

Frage

Durch einen flachen Einfallswinkel wird es auf der Erde...?

Antwort anzeigen

Antwort

kühler

Frage anzeigen

Frage

Richtig oder falsch: Die Jahreszeiten der beiden Halbkugeln sind genau „verkehrt herum“.

Antwort anzeigen

Antwort

richtig

Frage anzeigen

Frage

Deutschland liegt ___ der Wendekreise.

Antwort anzeigen

Antwort

außerhalb

Frage anzeigen

Frage

Durch seine Lage liegt der Einfallswinkel der Sonne in Deutschland immer unter wie viel Grad?

Antwort anzeigen

Antwort

90°

Frage anzeigen

60%

der Nutzer schaffen das Sonnenstand Quiz nicht! Kannst du es schaffen?

Quiz starten

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Alles was du für deinen Lernerfolg brauchst - in einer App!

Lernplan

Sei rechtzeitig vorbereitet für deine Prüfungen.

Quizzes

Teste dein Wissen mit spielerischen Quizzes.

Karteikarten

Erstelle und finde Karteikarten in Rekordzeit.

Notizen

Erstelle die schönsten Notizen schneller als je zuvor.

Lern-Sets

Hab all deine Lermaterialien an einem Ort.

Dokumente

Lade unzählige Dokumente hoch und habe sie immer dabei.

Lern Statistiken

Kenne deine Schwächen und Stärken.

Wöchentliche

Ziele Setze dir individuelle Ziele und sammle Punkte.

Smart Reminders

Nie wieder prokrastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Trophäen

Sammle Punkte und erreiche neue Levels beim Lernen.

Magic Marker

Lass dir Karteikarten automatisch erstellen.

Smartes Formatieren

Erstelle die schönsten Lernmaterialien mit unseren Vorlagen.

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.