Sonne & Tageslicht
Analemma: Warum die Sonne eine Acht an den Himmel zeichnet
Kurz erklärt
Das Analemma ist die Figur, die entsteht, wenn du die Position der Sonne ein Jahr lang jeden Tag zur selben Uhrzeit festhältst: eine schlanke Acht. Die Achsneigung lässt die Sonne auf und ab wandern, die elliptische Erdbahn und die Zeitgleichung schieben sie seitlich. Die Acht für deinen Standort zeichnet dir Apphemeride in der Karte „Analemma“.
Wie die Acht entsteht
Stell dir vor, du fotografierst die Sonne ein Jahr lang an jedem Tag um 12:00 Uhr MEZ vom selben Punkt aus. Wäre die Erdbahn ein Kreis und die Erdachse aufrecht, stünde die Sonne jedes Mal an derselben Stelle. Tatsächlich wandert sie in zwei Richtungen:
- Auf und ab durch die Deklination. Um den 21. Juni steht die Sonne 23,4° nördlich des Himmelsäquators, um den 21. Dezember 23,4° südlich. Zwischen dem höchsten und tiefsten Punkt der Acht liegen also knapp 47°.
- Hin und her durch die Zeitgleichung. Mal erreicht die Sonne den Süden vor 12 Uhr mittlerer Ortszeit, mal danach. Weil die Zeitgleichung nur etwa eine Viertelstunde in jede Richtung ausmacht, bleibt die Acht schlank: nur wenige Grad breit, aber knapp 47° hoch.
Beide Bewegungen zusammen ergeben die Achterschleife. Mathematisch ist das Analemma nichts anderes als die Zeitgleichung, aufgetragen gegen die Deklination der Sonne.
Was die Form verrät
Das Analemma ist kein symmetrisches Gebilde, und genau das macht es aufschlussreich.
Zwei unterschiedlich große Schleifen. Die Schleife im Winterhalbjahr ist größer als die im Sommer. Der Grund ist die elliptische Erdbahn: Um den 3. Januar ist die Erde der Sonne am nächsten und läuft am schnellsten, dadurch verstärken sich die beiden Effekte der Zeitgleichung im Winter, während sie sich im Sommer teilweise aufheben.
Ungleiche Abstände der Tagespunkte. Um die Sonnenwenden drängen sich die Tagespositionen oben und unten in der Acht dicht zusammen, weil sich die Deklination kaum ändert. Um die Tagundnachtgleichen liegen sie weit auseinander – hier ändert sich die Deklination um rund 0,4° pro Tag, die Sonne „rast“ von Tag zu Tag durch den Kreuzungsbereich.
Der Kreuzungspunkt. Die Linien schneiden sich nicht an den Tagundnachtgleichen, sondern um Mitte April und Ende August, an zwei Tagen mit gleicher Zeitgleichung und gleicher Deklination.
Auf anderen Planeten sähe das Analemma völlig anders aus. Seine Form hängt allein von Achsneigung, Bahnexzentrizität und der Lage des sonnennächsten Bahnpunkts ab. Das Analemma der Erde ist damit eine Art Fingerabdruck ihrer Bahn.
Auch dein Standort verändert das Bild. Auf der Südhalbkugel steht die Acht auf dem Kopf und liegt mittags im Norden. In Äquatornähe reicht sie mittags vom Nord- bis zum Südhimmel und schneidet den Zenit. Auf alten Erdgloben ist das Analemma oft in den Pazifik gezeichnet: Dort dient es als Nachschlagetafel, an der du für jedes Datum die Deklination der Sonne und die Zeitgleichung ablesen kannst – also genau die beiden Größen, die die Form bestimmen.
Das Analemma an Sonnenuhren und in der Geschichte
Lange bevor jemand es fotografieren konnte, war das Analemma bekannt. Auf vielen Sonnenuhren ist an der Mittagslinie eine schmale Acht eingezeichnet: Fällt der Schattenpunkt des Zeigers auf die Acht, ist es genau 12 Uhr mittlere Ortszeit. Die zum Datum passende Hälfte der Acht wählst du anhand der Jahreszeit. Solche Mittagslinien finden sich auch in Kirchen, wo ein Lichtfleck durch eine kleine Öffnung über den Boden wandert.
Das erste vollständig fotografierte Analemma gelang Dennis di Cicco in den Jahren 1978 und 1979 in den USA – mit Mehrfachbelichtungen auf einem einzigen Film über ein ganzes Jahr.
Das Analemma selbst fotografieren
Ein eigenes Analemma ist ein Jahresprojekt, das Geduld belohnt:
- Fester Standort. Kamera oder Stativ müssen das ganze Jahr exakt gleich ausgerichtet sein. Markiere Position und Richtung dauerhaft, etwa an einem Fenster oder auf einem Balkon.
- Feste Uhrzeit – ohne Sommerzeit. Fotografiere immer zur selben mittleren Uhrzeit, also nach MEZ. Zur Sommerzeit bedeutet das 13 Uhr MESZ statt 12 Uhr. Wer die Umstellung vergisst, erhält zwei gegeneinander versetzte Kurven.
- Sonnenfilter. Für die Sonnenbilder brauchst du einen geeigneten Sonnenfilter vor dem Objektiv. Schau nie ungeschützt durch den Sucher.
- Rhythmus. Etwa alle 7 bis 10 Tage ein Bild reicht. Wolkentage überbrückst du durch Aufnahmen an Nachbartagen.
- Vordergrund. Eine Aufnahme ohne Filter mit Landschaft wird später mit den Sonnenbildern kombiniert.
Die Uhrzeit bestimmt die Lage der Acht: Um den wahren Mittag steht sie aufrecht im Süden, vormittags und nachmittags ist sie gekippt. Je nach geografischer Breite liegt sie höher oder tiefer – in Deutschland reicht sie mittags von gut 10° bis über 60° Höhe.
Ein Tipp für den Start: Beginne um eine Sonnenwende. Dann ändert sich die Position der Sonne von Tag zu Tag kaum, und du kannst Ausrichtung, Bildausschnitt und Belichtung in Ruhe testen, bevor die Sonne um die Tagundnachtgleichen schnell durch die Mitte der Acht wandert.
So beantwortet es Apphemeride
So beantwortet es Apphemeride
Wie das Analemma an deinem Ort aussieht, zeigt Apphemeride ohne ein Jahr Wartezeit: Auf der Objektseite der Sonne zeichnet die Karte „Analemma“ die 365-Tage-Acht für deinen Standort, also die Lage der Sonne zur gleichen Uhrzeit über ein ganzes Jahr. Die Karte „Zeitgleichung“ liefert den aktuellen Wert der seitlichen Verschiebung, die Karte „Jahreszeiten“ markiert Tagundnachtgleichen und Sonnenwenden, die den oberen und unteren Rand der Acht bilden. So siehst du, wo im Jahreslauf du gerade stehst, und kannst dein Fotoprojekt planen. Die Sonne ist in Apphemeride kostenlos. Zeitreise und manueller Standort gehören zur Vollversion. Mehr auf der Seite Objektseiten in Apphemeride.
Häufige Fragen
Was ist ein Analemma einfach erklärt?
Ein Analemma ist die Figur, die die Sonne über ein Jahr an den Himmel zeichnet, wenn du sie jeden Tag zur gleichen Uhrzeit vom selben Ort aus beobachtest. Sie hat die Form einer Acht. Die Höhe ändert sich mit den Jahreszeiten, die seitliche Verschiebung entsteht durch die ungleichmäßige Bewegung der Sonne, die Zeitgleichung.
Warum ist das Analemma eine Acht und kein Strich?
Wäre die Erdbahn kreisförmig und die Achse nicht geneigt, stünde die Sonne immer am gleichen Punkt. Durch die Achsneigung wandert sie auf und ab, ein Strich entstünde. Die Zeitgleichung schiebt sie zusätzlich mal nach Osten, mal nach Westen, und zwar zweimal im Jahr hin und her. Das macht aus dem Strich die Acht.
Muss ich die Sommerzeit für ein Analemma-Foto beachten?
Ja. Das Analemma entsteht nur, wenn du immer zur selben mittleren Zeit fotografierst. Weil die Sommerzeit die Uhr um eine Stunde verschiebt, fotografierst du in Deutschland im Sommer um 13 Uhr MESZ, wenn du im Winter um 12 Uhr MEZ fotografierst. Sonst erhältst du zwei getrennte Kurvenstücke.
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