Bürgerliche Dämmerung und astronomische Dämmerung

Nach Sonnenuntergang wird es nicht sofort ganz dunkel: Die Sonnenstrahlen werden durch die Lufthülle der Erde gebrochen und erreichen auch dann noch dann den Beobachter, wenn die Sonne schon unter dem Horizont steht.

Folge: Nach dem Sonnenuntergang wird es nur allmählich dunkel, es läuft zuerst die Dämmerung ab.

Der Ablauf der Dämmerung lässt sich durch die folgende Skizze veranschaulichen:

Wenn man vom Weltall auf den Nordpol der Erde blickt, dreht sich die Erde im Gegenuhrzeigersinn. Die Erde dreht sich an einem Tag um 360°, in einer Stunde also um 360° : 24 = 15°. Für eine Drehung um 1° benötigt die Erde 4 Minuten. Infolge der Erddrehung geht die Sonne für einen Beobachter am Horizont unter.

Im folgenden Bild hat sich die Erde (und mit ihr die Horizontebene) um den Winkel Alpha weiter gedreht, die Sonne steht nun unter dem Horizont. Anhand des Winkels Alpha lassen sich die Begriffe "bürgerliche" und "astronomische" Dämmerung erklären:

Wenn die Sonne zwischen 0 und 6 Grad unter dem Horizont steht, spricht man von bürgerlicher Dämmerung. Als Anhaltspunkt für die Helligkeit kann dienen: Während der bürgerlichen Dämmerung kann man im Freien noch Zeitung lesen.

Wenn die Sonne zwischen 6 und 18 Grad unter dem Horizont steht, spricht man von astronomischer Dämmerung. Erst nach Ablauf der astronomischen Dämmerung kann man alle Sterne, die prinzipiell mit bloßem Auge zu sehen sind, auch tatsächlich sehen. Es ist dann also "wirklich dunkel", die Lichtbrechung an der Atmosphäre führt dann zu keiner Aufhellung mehr.
(Übrigens: Mit bloßem Auge kann man prinzipiell etwa 6000 Sterne sehen. Da zu einem gegebenen Zeitpunkt die Hälfte der Sterne oberhalb und die andere Hälfte der Sterne unterhalb des Horizonts steht, kann man also auf die Frage: "Weißt du, wie viel Sternlein stehen..." antworten: Etwa 3000)

Die Dauer der Dämmerung hängt davon ab, an welcher Stelle der Erde man sich befindet.

Am Äquator geht die Sonne senkrecht zum Horizont unter, sie kommt also bei ihrem Weg unter den Horizont schnell voran. Allen Reisenden, die in die Nähe des Äquators kommen, fällt auf, wie kurz die Dämmerung am Äquator dauert.
Beispiel: Um das Ende der bürgerlichen Dämmerung zu erreichen, muss die Sonne 6° unter den Horizont sinken. Die dafür benötigte Zeit ist 6 ^. 4 Minuten = 24 Minuten.

In mittleren geographischen Breiten (wie z.B. Baden-Württemberg) dauert die Dämmerung länger als am Äquator: Die Sonne sinkt schräg unter den Horizont, es dauert z.B. länger, bis das Ende der bürgerlichen Dämmerung erreicht ist.

Natürlich gelten die entsprechenden Überlegungen auch für die Dämmerung vor dem Sonnenaufgang am Morgen.

Mann kann davon ausgehen, dass die astronomische Dämmerung etwa 90 bis 100 Minuten dauert.

Im Folgenden wird eine etwas genauere Betrachtung angestellt, die berücksichtigt, dass sich die Sonne nicht in einer Ebene bewegt, sondern an der Innenseite der Himmelssphäre ("Himmelskugel")

Die folgenden (nicht maßstäbliche) Skizze stellt die Situation für eine Beobachter auf der Nordhalbkugel der Erde dar:

Auf ihrer täglichen Bahn geht die Sonne im Punkt U unter (sie sinkt unter den Horizont), im Punkt A geht sie auf. Der Winkel Alpha ist dann maximal, wenn die Sonne (unterhalb des Horizonts) genau im Norden steht.
Von Frühlingsanfang bis Herbstanfang steht die Sonne oberhalb des Himmelsäquators, am Sommeranfang erreicht sie den maximalen Abstand vom Himmelsäquator. Für einen Beobachter bei einer geografischen Breite von 49° (entspricht etwa der Mitte Baden-Württembergs) hat der Winkel Alpha am Sommeranfang den Wert 17,5° und ist damit kleiner als der oben angegebene Wert von 18°. Das bedeutet: Die astronomische Dämmerung dauert die ganze Nacht, es wird "nicht richtig" dunkel.

Die folgende Skizze gilt für einen Beobachter, der sich am Sommeranfang bei 66,5° nördlicher Breite befindet:

Hier geht die Sonne am Sommeranfang nicht unter, um Mitternacht berührt sie im Norden den Horizont und steigt dann wieder empor: Mitternachtssonne.

Zum Vergleich die entsprechenden Skizzen am Frühlingsanfang, am Herbstanfang und am Winteranfang:

	Frühlings- bzw. Herbstanfang: Die Sonne steht genau am Himmelsäquator. Tag und Nacht sind gleich lang.
	Winteranfang: Die Sonne steht am Wendepunkt unterhalb des Himmelsäquators. Die Tageslänge hat den ihren kürzesten Wert.