Seltener Anblick! Sehen Sie alle 7 Planeten im Nachthimmel diese Woche

In weiten Teilen der Vereinigten Staaten war dies ein ungewöhnlich milder Winter, besonders für diejenigen, die östlich des Mississippi lebten. Nicht wenige Leute haben bemerkt, dass der Frühling dieses Jahr früh gekommen zu sein scheint. Natürlich könnte das im meteorologischen Sinne stimmen, aber 2012 wird es auch im astronomischen Sinne stimmen, denn in diesem Jahr wird der Frühling seine früheste Ankunft seit dem späten 19. Jahrhundert haben: 1896, um genau zu sein.

Die Frühlings-Tagundnachtgleiche - der erste Tag des Frühlings - wird morgen (20. März) um 05:14 Uhr Universalzeit oder 1:14 Uhr EDT ankommen. Noch faszinierender ist, dass für diejenigen in den Berg- und Pazifik-Zeitzonen die Tagundnachtgleiche tatsächlich heute Abend (19. März) ankommt.

Astronomen definieren eine Tagundnachtgleiche als jenen Moment, wenn die Sonne an einem von zwei Schnittpunkten der Ekliptik (der Weg der Sonne über den Himmel) und dem Himmelsäquator (der Äquator der Erde projiziert auf den Himmel) ankommt. Ein solcher Schnittpunkt befindet sich in der westlichen Jungfrau; Die Sonne kommt dort am 22. oder 23. September an und scheint den Äquator von Norden nach Süden zu durchqueren, was den Beginn des Herbstes in der nördlichen Hemisphäre markiert.

Der andere Schnittpunkt in den östlichen Fischen ist, wo die Sonne morgen sein wird. Die Sonne wandert jetzt nördlich des Äquators, daher ist dies der "Frühlingspunkt". Um 5:14 UT am kommenden Dienstag scheint die Sonne direkt über dem Äquator, aus der Sicht eines Punktes im Indischen Ozean, 1.218 km südöstlich von Colombo, Sri Lanka. [Äquinoktien und Sonnenwenden der Erde (Infografik)]

Warum so früh?

Nun, das klingt vielleicht falsch. Schließlich, als einige von uns in einem bestimmten Alter aufwuchsen, war der erste Frühlingstag immer am 21. März und nicht am 20. März, oder? Jetzt kommt der Frühling plötzlich am 20. März, und wie wir gerade bemerkt haben, sogar früher - der 19. März - für einige.

Ist das unerhört? Nicht, wenn man sich die Statistiken anschaut. Wussten Sie eigentlich, dass der 21. März im 20. Jahrhundert eher die Ausnahme als die Regel war? Die Frühlings-Tagundnachtgleiche landete am 21. März nur 36 von 100 Jahren - die meisten dieser Gelegenheiten kamen in der frühen und mittleren Hälfte des 20. Jahrhunderts. Doch von 1981 bis 2102 feiern die Amerikaner den Beginn des Frühlings spätestens am 20. März. Für viele ist der 21. März jedoch in unserer Kultur als der traditionelle erste Frühlingstag verwurzelt, obwohl es mehr als 30 Jahre her ist, seit das letzte passiert ist.

Es gibt einige Gründe, warum saisonale Daten von Jahr zu Jahr variieren können.

  • Ein Jahr ist keine gerade Anzahl von Tagen, und auch die Jahreszeiten nicht. Um zu versuchen, einen Wert zu erreichen, der der genauen Jahreslänge so nahe wie möglich kommt, wurde unser Gregorianischer Kalender so konstruiert, dass er dem tropischen Jahr nahe kommt Sonne. Es eliminiert Schalttage in Jahrhundertjahren, die nicht durch 400 teilbar sind, wie 1700, 1800 und 2100, und Millenniumsjahre, die durch 4000 teilbar sind, wie 8000 und 12000.
  • Ein weiterer Grund ist, dass die elliptische Bahn der Erde ihre Ausrichtung relativ zur Sonne ändert (sie verzerrt sich), was bewirkt, dass die Erdachse ständig in eine andere Richtung zeigt, die Präzession genannt wird. Da die Jahreszeiten als in strengen 90-Grad-Intervallen beginnend definiert sind, beeinflussen diese Positionsänderungen die Zeit, in der die Erde jede 90-Grad-Position in ihrer Umlaufbahn um die Sonne erreicht.
  • Die Anziehungskraft der anderen Planeten beeinflusst auch die Position der Erde in ihrer Umlaufbahn.

Die aktuellen saisonalen Längen für 2012 in der nördlichen Hemisphäre sind:

Winter: 88,994 Tage
Frühling: 92.758 Tage
Sommer: 93.651 Tage
Herbst: 89.842

Die warmen Jahreszeiten im Frühling und Sommer sind 7.573 Tage länger als die kälteren Jahreszeiten, Herbst und Winter (gute Nachrichten für die Liebhaber des warmen Wetters). Allerdings wird der Frühling derzeit um etwa eine Minute pro Jahr und im Winter um etwa eine halbe Minute pro Jahr reduziert.

Der Sommer gewinnt die vom Frühling verlorene Minute und der Herbst gewinnt eine halbe Minute vom Winter entfernt. Der Winter ist die kürzeste astronomische Jahreszeit, und da seine jahreszeitliche Dauer weiter abnimmt, wird erwartet, dass er seinen Minimalwert - 88,71 Tage - um das Jahr 3500 erreicht.

Nicht gleich auf der Tagundnachtgleiche

Eine weitere Komplikation, die sich um die Frühlingstagundnachtgleiche dreht, betrifft die Länge des Tages gegenüber der Nacht. Uns wurde beigebracht, dass Tag und Nacht an den ersten Frühlingstagen genau 12 Stunden auf der ganzen Welt sind. Wenn Sie jedoch die Berechnungen des US Naval Observatory oder die Sunrise / Sunset-Tabellen in irgendeinem seriösen Almanach überprüfen, werden Sie feststellen, dass dies nicht der Fall ist. Tatsächlich ist an den Tagen der Tagundnachtgleiche im Frühling und Herbst die Länge des Tageslichts um einige Minuten länger als die Dunkelheit.

Nehmen Sie zum Beispiel den Fall von New York City. Wie die Tabelle unten zeigt, sind Tag und Nacht nicht gleich zur Tagundnachtgleiche, sondern am St. Patrick's Day.

Ein Faktor ist, dass die Momente des Sonnenaufgangs und Sonnenuntergangs als zu betrachten sind, wenn die Spitze der Sonne und nicht ihre Mitte am Horizont ist. Diese Tatsache allein würde die Zeit von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang an diesen Tagen etwas mehr als 12 Stunden auseinander nehmen. Der scheinbare Durchmesser der Sonne beträgt etwa ein halbes Grad.

Der Hauptgrund dafür ist unserer Atmosphäre zuzuschreiben, die wie eine Linse wirkt und das Sonnenlicht über den Rand des Horizonts beugt.

In seinen Berechnungen der Sonnenaufgangs- und Sonnenuntergangszeiten verwendet das U.S. Naval Observatory routinemßig 34 Bogenminuten für den Brechungswinkel und 16 Bogenminuten für den Halbmond der Sonnenscheibe. Mit anderen Worten, der geometrische Mittelpunkt der Sonne liegt tatsächlich bei Sonnenaufgang bei 0,83 Grad unter einem flachen und unversperrten Horizont.

Anders ausgedrückt, wenn Sie die Sonne beobachten, die entweder bei Sonnenaufgang über den Horizont kommt oder bei Sonnenuntergang unter den Horizont fällt, sehen Sie tatsächlich eine Illusion - die Sonne ist nicht wirklich da, sondern tatsächlich unter dem Horizont !

Infolgedessen sehen wir die Sonne für ein paar Minuten, bevor ihre Scheibe tatsächlich aufsteigt und für ein paar Minuten, nachdem sie sich wirklich gesetzt hat. Dank der atmosphärischen Refraktion erhöht sich die Tageslichtdauer an jedem beliebigen Tag um etwa sechs oder sieben Minuten.

Andere Teile der Welt

Für Europa begann der Frühling am 21. März im Jahr 2007. Dies war jedoch das letzte Mal bis 2102.

Für weiter östlich gelegene Orte wie Tokio (neun Stunden vor Greenwich, England) wird der Frühling in zwei von vier Jahren von 2014 bis 2023 (2014, 2015, 2018, 2019 usw.) am 21. März fallen. und dann alle vier Jahre von 2027 bis 2055. Aber dann war das bis 2101.

Joe Rao ist Dozent und Gastdozent im New Yorker Hayden Planetarium. Er schreibt über Astronomie für die New York Times und andere Publikationen, und er ist auch ein Meteorologe vor der Kamera für News 12 Westchester, New York.