Sonnenverlauf

Der Sonnenverlauf bezeichnet die scheinbare Bewegung der Sonne am Himmel im Tages- und Jahresverlauf. Er entsteht durch die Rotation der Erde um ihre Achse und durch ihre elliptische Umlaufbahn um die Sonne. Der Verlauf bestimmt, wann die Sonne aufgeht, wie hoch sie am Himmel steht und wann sie wieder untergeht.

Am Tagesverlauf lässt sich der Weg der Sonne am jeweiligen Ort durch den Breitengrad (Lage) und die Sonnenlage (Deklination) beschreiben. Die Sonne folgt im Osten aufsteigend einen Bogen über den Himmel nach Süden (auf der Nordhalbkugel) und geht schließlich im Westen unter. Die mittägliche Sonnenhöhe hmax hängt vom Breitengrad φ und der Sonnen-Deklination δ ab: hmax = 90° − φ + δ. Damit variiert auch der Early- und Late-Morning- bzw. Afternoon-Verlauf über das Jahr.

Im Jahresverlauf ändert sich die Deklination δ der Sonne zwischen ca. −23,44° und +23,44°, was zu den Sonnenwenden und Äquinoktien führt. Näher am Äquator bleibt die Tageslänge relativ konstant, während in mittleren und höheren Breiten die Tage im Sommer länger und im Winter kürzer werden. In Tropen kann die Sonne zeitweise im Zenit stehen; in Polarregionen treten Polartag und Polarnacht auf.

Weitere Phänomene sind der Analemma-Weg der Sonne am Himmel und die Zeitgleichung, die die Abweichung zwischen solarer und civiler Zeit beschreibt. Anwendungen des Sonnenverlaufs finden sich in der Planung von Solaranlagen, Architektur, Urbanismus sowie in der Berechnung von Beleuchtung und Schattenwürfen. Sonnebasierte Modelle unterstützen zudem die Mond- und Wetterbeobachtung durch präzise Bestimmung der Sonnenposition.