Wie lange dauert ein Sonnenuntergang?

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Wolfgang aus OWL

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Hallo,

ich habe Ostern festgestellt, dass ein Sonnenuntergang auf Grund der Refraktion (grob gesprochen bis zum Verschwinden des letzten Sonnenstrahls) fast doppelt so lange dauern kann wie er eigentlich rechnerisch betrachtet dauern würde.

Ich habe mal versucht, dieses Beobachtungen in meinem Blog zu beschreiben und würde mich über Kommentare oder wissenschaftliche Ergänzungen sehr freuen. Ist es richtig, wenn ich sage, die Dauer eines Sonnenuntergangs hängt vom Wetter ab? Und kann man das vielleicht doch irgendwie mathematisch in den Griff bekommen - oder ist dies aussichtslos? Hat jemand schon mal ähnliches beobachtet?

Hier der Link zu meinem Blogartikel:
astroblog-lippspringe.blogspot.com

Wie lange dauert ein Sonnenuntergang?

In den Osterferien 2019 war ich wieder einmal bei herrlichstem Wetter auf der schönen Nordseeinsel Amrum zu Gast. Natürlich stand auch die ...
astroblog-lippspringe.blogspot.com astroblog-lippspringe.blogspot.com


Vielen Dank schon mal für Eure Kommentare.

Wolfgang
 
Zuletzt bearbeitet:
Hallo Wolfgang,

interessante Beobachtung. Nur zwei Denkschnellschüsse die mir dazu einfallen:

1. In Messung 2 hat für meine Begriffe die Sonne weder im ersten noch im zweiten Bild den Horizont berührt.

2. Habt ihr auf Amrum nicht sowas wie Ebbe und Flut? Ersteres würde den Horizont ja etwas absenken, der SU wäre später (wieviel müsste man ausrechnen). Es ist zu Beachten dass die Horizontlinie für eine auf Meeresniveau stehende Person weniger als 5 km entfernt ist, wie Knorkator mal beweisen konnten. Daher können lokale Effekte wie die Gezeiten eine Rolle spielen.

VG Klaus
 
Hallo,
vielen Dank für Eure Hinweise!

Auf die Schwierigkeit, den Beginn des Sonnenuntergangs festzustellen, hatte ich in meinen Fotos ja auch hingewiesen. Es wäre natürlich in der Tat besser, den "Beginn" erst auf den Zeitpunkt festzulegen, wenn der untere Sonnenrand tatsächlich den Horizont berührt. Das Dilemma bei der praktischen Beobachtung ist jedoch, dass hier die atmossphärische Refraktion schon voll zuschlagen kann. Man sieht das in meinen letzten Fotos vom 19.4. ja deutlich, das die Sonne so verzerrt wird, das der untere Rand über dem Horizont zu schweben scheint, die Sonne also praktisch gestaucht wird. Nur setzt sich das ja auf den weiteren Fotos fort, die "unterste Linie" scheint ja die ganze Zeit etwas über dem optischen Horizont zu bleiben.

Kennt sich vielleicht noch jemand etwas näher mit dem "Wetter" aus? Ich hatte ja einfach mal geschrieben, je höher der Luftdruck, desto stärker die Refraktion. Kann man das genauer begründen, oder vielleicht sogar die Auswirkung formelmäßig berechnen?

Der Jungnamensand, dort wo die Robben zu liegen scheinen, ist laut Wikipedia von der Insel 2,4 km entfernt. Von meinem Standort aus befanden sich die Robben jedoch schon in ungefähr 6 km Entfernung. (Das ist im übrigen kein Widerspruch zu Knorkators Berechnung, in diesem "Grenzbereich" der Winkelberechnung nach Pythagoras bedeuten nur wenige Zentimeter Höhenänderung, also wenn der Mensch statt 1,70m vielleicht 2,00m groß ist, schon deutlich Veränderungen der Entfernung von mehreren hundert Metern aus!)

Ich "fürchte", ich werde noch mal an die Küste fahren müssen und eine viel längere "Meßreihe" durchführen müssen, um eine richtige Antwort auf meine Frage zu bekommen. :)

Wolfgang
 
Man muss auch bedenken dass man Erhebungen natürlich noch viel entfernter sehen kann.

VG Klaus
 
Hi Wolfgang,

der Refraktionskoeffizient hängt nicht allein vom Wetter ab. Er ist vielmehr auf komplizierte Weise von der örtlichen Temperaturschichtung abhängig. Normalerweise geht man daher bei der Berechnung der Refraktion von Standardwerten aus. Mit den Ungenauigkeiten muss man dann eben notgedrungen leben. Die Standardgleichungen gibt's hier:
en.wikipedia.org

Atmospheric refraction - Wikipedia

en.wikipedia.org en.wikipedia.org
Dort ist zumindest eine Abhängigkeit von Luftdruck und Temperatur angegeben.

Schau dir mal die Grafik im folgender Wikipedia-Artikel an:

Terrestrische Refraktion – Wikipedia

de.wikipedia.org de.wikipedia.org

Dort ist ein Extremfall dargestellt. Je niedriger der Beobachungsstandpunkt ist, desto chaotischer wird die Lichtbrechung. Berechenbar ist das nicht mehr.

Knorkator hat bei seiner Berechnung übrigens die Refraktion vergessen. Aufgrund der Krümmung der Lichtstrahlen escheint die Erde um ca. 15% größer als sie tatsächlich ist.

Gruß
Wolfgang
 
Moin zusammen!

"Knorkator" sollte mal lieber nicht so viel Rotwein beim Dozieren saufen... - Wie die "Sendung mit der Maus" - unglaublich.
Was hier gefragt ist, ist im Grunde auch ein geodätisches Problem, siehe dazu auch den Wiki-Artikel zur Sichtweite – Wikipedia auf der Erde.

Das Beispiel mit Ebbe und Flut finde ich putzig. Mir ist auf Amrum nie eine mondbedingte Wasserwand aufgefallen, die plötzlich vom Horizont heranrollt. :D Bei uns an der Ostsee schwappt das Wasser eher windbedingt von einer Seite auf die andere, aber da fällt einem eine veränderte Horizontsichtweite auch nicht auf. Aber Sonnenauf- und -untergänge über dem Wasser sind sehr schön (Venustransit 2012 bspw.).
 
Moin,
ich war über Ostern in Jütland Dänemark und habe den Sonnenuntergang mit dem Handy gefilmt. Ganz „dirty“ ohne jetzt auf die Sekunde zu schauen waren es 4m 20s. Dann sind mir fast die Arme abgefallen ?.

Gruß
Ralf
 
Wieso plötzliche Wasserwand? Ich dachte eher dass die Ebbe den verspäteten Untergang erklären kann.
 
Zitat von LiboriusWichard:
Ich hatte ja einfach mal geschrieben, je höher der Luftdruck, desto stärker die Refraktion. Kann man das genauer begründen, oder vielleicht sogar die Auswirkung formelmäßig berechnen?
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Dieser Korrekturfaktor
106503
aus dem oben verlinkten Wikipedia-Artikel zeigt, dass die Refraktion proportional zum Absolutdruck ist. Die wetterbedingten Schwankungen des Luftdruckes liegen bei etwa +/- 3%. Eine Erhöhung der Temperatur um 20 °C verringert die Refraktion um etwa 7%.

Gruß
Wolfgang
 
Bin gerade zu faul mir das aufzumalen: aber wenn die Brechung auf der Horizontlinie über die paar Minuten des Untergangs konstant ist, hat das dann überhaupt einen Einfluss auf dessen Dauer?

VG Klaus
 
Zuletzt bearbeitet:
> Wieso plötzliche Wasserwand?

Na, auf Ebbe folgt immer irgendwann auch die Flut, nicht?!
Aber egal...

Ich hab mich nochmal beim USNO umgetan, weil ich mir dort in den letzten Jahren immer gern eine Tabelle für SA/MA und SU/MU im gesamten Jahr abhole. Hier weden genau die Definitionen zur Berechnung genannt und auch klargestellt, daß die Werte in natura durchaus deutlich abweichen können. Es kommt also auf die jeweiligen Umstände des Beobachterortes an. (Nach unten scrollen!) --> Rise, Set, and Twilight Definitions

...und hier die Auf-und Untergangstabellen vom USNO: Sun or Moon Rise/Set Table for One Year
(Die sind sehr praktisch auf einem Blatt zum schnellen Nachgucken.)
 
Die Refraktion hat auf die Dauer des Sonnenuntergangs keinen Einfluss, sofern sie sich während des Untergangs nicht wesentlich ändert.

Man möchte vielleicht intuitiv meinen, dass eine durch die Refraktion stark zusammengedätschte Sonnenscheibe weniger Zeit zum Untergehen benötigt, aber das ist nicht der Fall. Es kommt nicht auf die sichtbare (im Astrojargon: "scheinbare") Scheibenhöhe zu einem bestimmten Zeitpunkt an. (Die gedätschte Scheibe bewegt sich auch um den Dätschfaktor langsamer.)

Die Dauer des Sonnenuntergangs ist der Abstand zwischen dem Zeitpunkt A, zu dem der Unterrand der Sonne einen bestimmten Höhenwinkel unterschreitet, und dem Zeitpunkt B, zu dem der Oberrand denselben Höhenwinkel unterschreitet.

Nehmen wir als Beispiel an, wir beobachten, wie erst der Unterrand und dann der Oberrand gerade die Kimmlinie überschreiten. Sie befinden sich dann jeweils auf der beobachteten Höhe 0°. Diese beobachtete Höhe ist durch die Refraktion beeinflusst; wenn die Horizont-Refraktion die Höhe um z.B. 0.58° anhebt, dann überschreiten die beiden Ränder zu den beobachteten Zeitpunkten gerade den wahren Höhenwinkel -0.58°. Das tun sie aber in einem zeitlichen Abstand, der praktisch identisch mit dem ist, der aus deiner verlinkten Formel folgt.

Wären an diesem Tag Temperatur und Luftdruck anders gewesen, dann hätte die Horizontrefraktion einen anderen Wert gehabt, und die Ränder hätten die Kimm zu Zeitpunkten überschritten, zu denen ihre wahre Höhe jeweils zum Beispiel -0.49° betrug. Das hätte den Untergangszeitpunkt verändert, aber der Zeitbedarf, bis beide Ränder denselben Höhenwinkel unterschritten haben, ist dadurch nicht beeinflusst. Die Untergangsdauer ist daher unabhängig von der aktuellen Stärke der Refraktion.

In den Fällen, in denen du eine längere Untergangsdauer beobachtet hast, war der Endzeitpunkt nicht das Verschwinden des sichtbaren geometrischen Oberrandes, sondern das Aufhören eines sich länger hinziehenden Nachleuchtens. Vielleicht lagen atmosphärische Bedingungen vor, unter denen Licht den Beobachter auch noch erreichen kann, wenn die Sonnenscheibe selbst schon untergegangen ist. Bei Temperaturinversionen können Atmosphärenschichten quasi wie ein Lichtleiter wirken und das Sonnenlicht auch über einen gekrümmten Weg leiten.

Tschau,
Thomas
 
Hallo Thomas,

dass hätte ich intuitiv auch angenommen. Das bedeutet, dass eine Abweichung der Messung von der Brechungsfreien Theorie in der Größenordnung von äh 100 Prozent oder was das wahr unrealistisch ist. Andere Effekte, wie die von dir genannten Spiegelungen, sind dann schon eher am Werk. Für meine Begriffe hat der Untergang einfach später begonnen als festgehalten.

VG Klaus
 
Besonders am 19. April war die Refraktion in niedriger Höhe derart extrem, dass die Lichtstrahlen knapp über dem Horizont die Sonne überhaupt nicht mehr getroffen haben. Man kann sich das so vorstellen, dass die Lichtstrahlen mindestens die gleiche Krümung hatten wie die Erdoberfläche. So gesehen hat die Sonne die Kimm nie berührt. Das macht eine Messung der Sonnenuntergangsdauer schlicht unmöglich.

Ich habe mal gelesen, dass im 19. Jahrhundert ein Flacherdler Messungen vorgenommen hat, bei denen herauskam, dass die Erdoberfläche keine Krümmung hat. Das funktioniert tatsächlich, wenn man bodennah peilt und die Refraktion groß genug ist. Ich finde das Pamphlet aber nicht mehr. Vielleicht erinnert sich jemand anderes ja noch daran.

Gruß
Wolfgang
 
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