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Live-Simulation

Sonne, Mond & Erde

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Das Himmelsuhrwerk

Drehen, Kreisen, Kippen

Tag und Nacht, Sommer und Winter, Neumond und Vollmond – alles das entsteht aus drei Bewegungen. In der Simulation oben kannst du jede davon beobachten.

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    Die Erde dreht sich

    Einmal in 24 Stunden dreht sich die Erde um sich selbst. Die Seite, die gerade zur Sonne zeigt, hat Tag, die andere Nacht. Gemessen an den Sternen dauert eine Drehung sogar nur 23 Stunden und 56 Minuten.

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    Die Erde kreist um die Sonne

    Für eine Runde um die Sonne braucht die Erde rund 365,24 Tage. Dabei ist sie im Schnitt 29,78 Kilometer pro Sekunde schnell – über 107.000 km/h. Die Sonne scheint nur deshalb über den Himmel zu wandern, weil sich die Erde dreht.

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    Die Achse ist schräg

    Die Achse der Erde ist um 23,44 Grad gegen ihre Bahn geneigt und zeigt dabei das ganze Jahr über in dieselbe Richtung im All – zurzeit fast genau zum Polarstern. Mal neigt sich deshalb die Nordhalbkugel zur Sonne, mal die Südhalbkugel. Das ergibt die Jahreszeiten.

Tageslänge

Warum die Tage bei uns im Winter kürzer sind

Bei einer Drehung der Erde wandert Deutschland einmal im Kreis. In der Ansicht „Tag & Nacht“ ist dieser Kreis eingezeichnet: gelb, wo gerade Tag ist, blau, wo Nacht ist. Im Winter neigt sich die Nordhalbkugel von der Sonne weg – dann liegt der kleinere Teil des Kreises im Licht.

Tageslänge über das Jahr

Linien zeigen für mehrere Orte, wie viele Stunden die Sonne an jedem Tag des Jahres über dem Horizont steht.
    Berechnet für jeden Tag des Jahres: Zeit vom Sonnenaufgang bis zum Sonnenuntergang (oberer Sonnenrand, mit Lichtbrechung). Der helle Strich ist das Datum der Simulation.

    Deutschland

    Fast doppelt so lang

    Im Sommer steht die Sonne in Deutschland mehr als doppelt so lange über dem Horizont wie im Winter.

    Äquator

    Immer etwa 12 Stunden

    Am Äquator ist jeder Tag ungefähr gleich lang – das ganze Jahr über.

    Polarkreis

    Wochen ohne Sonne

    Nördlich des Polarkreises geht die Sonne im Winter tagelang gar nicht auf – und im Sommer gar nicht unter.

    Südhalbkugel

    Weihnachten im Sommer

    Auf der Südhalbkugel ist alles umgekehrt: Wenn bei uns die längste Nacht ist, ist dort der längste Tag.

    Sonnenstand

    Flaches Licht wärmt weniger

    Im Winter sind die Tage nicht nur kürzer – die Sonne steht auch tiefer. Ihr Licht trifft dann schräg auf und verteilt sich wie der Strahl einer schräg gehaltenen Taschenlampe auf eine größere Fläche.

    Ein Bündel Sonnenstrahlen trifft unter dem Mittagswinkel auf den Boden. Je flacher, desto breiter der beleuchtete Streifen.

    Reine Geometrie zur Mittagszeit am gewählten Ort: Die Energie pro Quadratmeter ist proportional zum Sinus der Sonnenhöhe. Die Lufthülle ist hier nicht berücksichtigt.

    Zwei Gründe

    Kürzer und flacher

    Dass es im Winter kälter ist, hat also zwei Gründe, die beide von der schrägen Erdachse kommen: Die Sonne steht kürzer am Himmel, und ihr Licht trifft flacher auf.

    Mythos

    Im Winter näher an der Sonne

    Viele glauben, im Winter sei die Erde weiter von der Sonne entfernt. Es ist umgekehrt: Ihre Bahn ist fast ein Kreis, und am nächsten an der Sonne ist sie Anfang Januar – mit rund 147,1 Millionen Kilometern. Am weitesten weg ist sie Anfang Juli mit rund 152,1 Millionen Kilometern.

    Gerade jetzt: –

    Zeitumstellung

    Die Uhr springt – die Sonne nicht

    Zweimal im Jahr werden in Deutschland die Uhren umgestellt. Am Himmel ändert sich dadurch nichts: Die Sonne geht am Tag nach der Umstellung fast zur selben Zeit auf wie am Tag davor. Nur die Uhr zeigt eine Stunde mehr oder weniger an.

    Sonnenauf- und -untergang nach der Uhr

    Für jeden Tag des Jahres: Uhrzeit von Sonnenaufgang und Sonnenuntergang am gewählten Ort.
    • Sonne über dem Horizont
    • Dämmerung
    • Nacht
    • Sonne am höchsten
    • Zeitumstellung

    Frühester Aufgang

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    Spätester Aufgang

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    Frühester Untergang

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    Spätester Untergang

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    Berechnet für jeden Tag des Jahres am Ort, der oben in der Simulation gewählt ist: Sonnenauf- und -untergang (gelb) und bürgerliche Dämmerung, solange die Sonne höchstens 6° unter dem Horizont steht (blau). Ein Klick ins Diagramm stellt die Simulation auf diesen Tag.

    Nächste Umstellung

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    Normalzeit

    „Winterzeit“ ist die normale Zeit

    Offiziell heißt die Zeit im Winter Mitteleuropäische Zeit (MEZ). Sie ist die gesetzliche Zeit in Deutschland und der Weltzeit UTC eine Stunde voraus. Die Sommerzeit (MESZ) ist UTC zwei Stunden voraus. Seit 1980 wird in Deutschland jedes Jahr umgestellt, heute vom letzten Sonntag im März bis zum letzten Sonntag im Oktober.

    Weltweit

    Nicht überall wird umgestellt

    In Quito und Kapstadt wird die Uhr nicht umgestellt. Auf der Südhalbkugel ist es umgekehrt: Dort beginnt die Sommerzeit, wenn bei uns Herbst ist.

    Offene Frage

    Bleibt es bei der Umstellung?

    Die EU-Kommission hat 2018 vorgeschlagen, die Zeitumstellung zu beenden, das Europäische Parlament stimmte 2019 zu. Die Mitgliedstaaten haben sich im Rat bisher nicht auf einen gemeinsamen Standpunkt geeinigt, deshalb wird weiter umgestellt (Stand: Oktober 2026). Welche Zeit dauerhaft gelten sollte, sehen Menschen unterschiedlich. Mit den Knöpfen am Diagramm kannst du beide Möglichkeiten anschauen.

    Mond

    Licht und Schatten auf dem Mond

    Der Mond leuchtet nicht selbst – er wird von der Sonne angestrahlt. Je nachdem, wo er auf seiner Bahn um die Erde steht, sehen wir mehr oder weniger von seiner hellen Seite.

    Mondphasen · 29,53 Tage

    Von Neumond zu Neumond

    Von einem Neumond zum nächsten vergehen im Schnitt 29,53 Tage. Für eine Runde um die Erde, gemessen an den Sternen, braucht der Mond nur 27,32 Tage – weil die Erde in dieser Zeit ein Stück um die Sonne weiterzieht, dauert es bis zur gleichen Mondphase etwas länger.

    Immer dieselbe Seite

    Ein Gesicht, das zu uns schaut

    Der Mond dreht sich in 27,32 Tagen einmal um sich selbst – genauso lange, wie er für eine Runde um die Erde braucht. Darum sehen wir von der Erde aus immer dieselbe Seite. Weil seine Bahn leicht oval ist, sehen wir mal etwas mehr von seinem östlichen, mal von seinem westlichen Rand – und wegen der geneigten Bahn mal etwas mehr vom Nord-, mal vom Südrand.

    Finsternisse · 5,1°

    Warum nicht jeden Monat?

    Die Bahn des Mondes ist um gut 5 Grad gegen die Bahn der Erde geneigt. Meist zieht der Mond deshalb knapp über oder unter der Linie Sonne–Erde vorbei. Nur wenn alle drei genau in einer Reihe stehen, gibt es eine Finsternis – vier- bis siebenmal im Jahr.

    3,8 cm pro Jahr

    Der Mond entfernt sich

    Im Mittel ist der Mond 384.400 Kilometer von der Erde entfernt. Und es werden langsam mehr: Jedes Jahr wächst der Abstand um rund 3,8 Zentimeter.

    Ebbe & Flut

    Zwei Wasserberge wandern um die Erde

    Der Mond zieht an der ganzen Erde: an der Seite, die ihm zugewandt ist, etwas stärker als in der Erdmitte, an der abgewandten Seite etwas schwächer. Dadurch wird das Wasser der Ozeane ein wenig in die Länge gezogen. Ein Flutberg zeigt zum Mond, ein zweiter in die Gegenrichtung. Die Erde dreht sich unter beiden hindurch – darum kommt an vielen Küsten zweimal am Tag die Flut.

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    Gezeiten von
    Blick von oben auf den Nordpol, die Sonne scheint von rechts. Der blaue Ring zeigt den Wasserstand am Äquator nach einem einfachen Modell: als wäre die ganze Erde von Wasser bedeckt. Die Flutberge sind rund drei Millionen Mal überhöht. Der Mond ist im richtigen Größenverhältnis zur Erde gezeichnet, aber viel zu nah – in Wirklichkeit ist er rund 30 Erddurchmesser entfernt.

    Wasserstand im Modell · an der Stelle von Helgoland

    Zwei Tage

    Wasserstand im Modell für zwei Tage.

    30 Tage

    Wasserstand im Modell für 30 Tage.
    Halbtägiger Anteil der Gezeiten von Mond und Sonne an der Stelle von Helgoland – ohne Küsten, Wind und Meerestiefe. Der Takt passt zur Nordsee, Uhrzeiten und Höhen nicht: Vorhersagen für echte Häfen veröffentlicht das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) in seinen Gezeitentafeln. Ein Klick in eine Kurve stellt die Zeit ein.

    12 h 25 min

    Jeden Tag etwas später

    Zwischen zwei Hochwassern vergehen im Mittel 12 Stunden und 25 Minuten. Denn während sich die Erde dreht, zieht auch der Mond auf seiner Bahn weiter: Bis er wieder an derselben Stelle am Himmel steht, vergehen 24 Stunden und 50 Minuten. Darum kommt die Flut jeden Tag rund 50 Minuten später.

    Springtide · Nipptide

    Die Sonne zieht mit

    Auch die Sonne erzeugt zwei Flutberge, etwa halb so hoch wie die des Mondes. Bei Neu- und Vollmond stehen Sonne, Mond und Erde in einer Linie, die Flutberge addieren sich: Springtide. Bei Halbmond ziehen beide über Kreuz: Nipptide. An der deutschen Nordseeküste gelten der Tag von Voll- oder Neumond und die drei Tage danach als Springzeit.

    Drei Drehpunkte

    Echte Meere sind keine Wasserkugel

    Kontinente stehen den Flutbergen im Weg. In der Nordsee läuft die Flut deshalb als lange Welle um drei Punkte herum, an denen das Wasser kaum steigt und fällt – sogenannte amphidromische Punkte. So kommt das Hochwasser in Borkum etwa zwei Stunden früher als in Cuxhaven.

    Mond in Erdnähe

    Näher heißt stärker

    Die Bahn des Mondes ist leicht oval. Kommt er der Erde besonders nahe, sind die Gezeitenkräfte größer als sonst. Sie wachsen mit der dritten Potenz der Nähe: Ist der Mond 10 Prozent näher, sind sie rund 37 Prozent stärker.

    Wo das Meer am höchsten steigt

    Unterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser im Vergleich: Ostsee 10 bis 30 Zentimeter, Modell ohne Küsten knapp 0,8 Meter, deutsche Nordseeküste 1 bis über 4 Meter, The Wash in England 6,8 Meter, Bay of Fundy in Kanada bis 16 Meter. Daneben ein Mensch mit 1,8 Metern. 4 m8 m12 m16 m 10–30 cm ≈ 0,8 m 1 bis über 4 m 6,8 m bis 16 m 1,8 m OstseeDeutschland Ohne KüstenModell oben Nordseedeutsche Küste The WashEngland Bay of FundyKanada Menschzum Vergleich
    Unterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser (Tidenhub), maßstabsgetreu. Ostsee: typisch 10 bis 30 Zentimeter. Deutsche Nordseeküste: etwa 1 bis über 4 Meter. The Wash in Ostengland: 6,8 Meter, der größte Wert an der Nordsee. Minas Basin in der Bay of Fundy: bis 16 Meter. „Ohne Küsten“ ist der berechnete Wert des Modells oben bei Springtide.

    Warum so verschieden? Küsten, Buchten und Meerestiefe formen die Flutwelle. In der Bay of Fundy schaukelt sie sich durch Resonanz auf – ähnlich wie Wasser in einer Badewanne, die man im richtigen Takt anstößt. Die Ostsee dagegen ist fast ganz von Land umschlossen, dort spielen Wind und Luftdruck oft eine größere Rolle als die Gezeiten.

    Leben im Takt der Gezeiten

    Wattenmeer · Nordsee

    Ein Meeresboden, der zweimal am Tag auftaucht

    Bei Ebbe fällt im Wattenmeer weiter Meeresboden trocken, bei Flut ist er wieder überspült. Jeden Herbst und jedes Frühjahr rasten hier etwa 10 Millionen Zugvögel. Seit 2009 gehört das Wattenmeer zum UNESCO-Weltnaturerbe – 2011 kam der Hamburger Teil dazu, 2014 der dänische.

    Delaware Bay · USA

    Eier bei Springtide

    Pfeilschwanzkrebse legen ihre Eier von Mitte Mai bis Mitte Juni am Strand ab – meist bei den Hochwassern um Voll- und Neumond und oft nachts. In der Delaware Bay lebt die größte laichende Gruppe der Welt. Zugvögel wie der Knutt fressen die Eier und verdoppeln dabei in etwa zwei Wochen ihr Gewicht, bevor sie zum Brüten in die Arktis weiterziehen.

    Maßstab

    Wäre die Sonne ein Ball von einem Meter …

    In der Simulation sind Sonne, Erde und Mond viel zu groß und viel zu nah beieinander gezeichnet – sonst sähe man nichts. In Wirklichkeit ist das Sonnensystem vor allem eines: leer.

    Hätte die Sonne einen Durchmesser von einem Meter, wäre die Erde eine 9 Millimeter kleine Kugel in 107 Metern Entfernung – etwa so weit wie ein Fußballfeld lang ist. Der Mond wäre ein 2,5 Millimeter kleines Kügelchen, das 28 Zentimeter neben der Erde kreist.

    Rund um die Welt

    Ein Datum, ganz verschiedene Tage

    So lange steht die Sonne am Datum der Simulation an verschiedenen Orten über dem Horizont. Tippe auf einen Ort, um ihn oben in der Simulation zu sehen.

    Quellen

    Die Positionen von Sonne und Mond berechnet die Simulation mit bewährten Näherungsformeln der Astronomie (Genauigkeit: Sonne besser als ein Hundertstel Grad, Mond rund ein halbes Grad). Die Flutberge im Gezeiten-Labor folgen einem einfachen Gleichgewichtsmodell, berechnet aus Masse und Abstand von Mond und Sonne. Uhrzeiten und Zeitumstellungen kommen aus der Zeitzonen-Datenbank des Browsers. Geprüft im Oktober 2026.

    1. NASA: Earth Fact Sheet (Achsneigung, Abstände, Geschwindigkeit, Drehung).
    2. NASA: Moon Fact Sheet (Abstand, Umlauf, Drehung, Bahnneigung, 3,8 cm pro Jahr, Masse).
    3. NASA: Sun Fact Sheet (Radius und Masse der Sonne).
    4. NASA Space Place: What Causes the Seasons?
    5. NASA Science: Moon Phases (Libration, Neigung der Mondbahn).
    6. NASA Science: The Moon & Eclipses (vier bis sieben Finsternisse im Jahr).
    7. NOAA Global Monitoring Laboratory: Solar Calculation Details (Berechnung von Sonnenauf- und -untergang, 0,833° Lichtbrechung).
    8. PTB: Sommerzeiten in der Bundesrepublik Deutschland ab 1980 (Termine, gesetzliche Zeit MEZ und MESZ).
    9. Europäische Kommission, Vertretung in Deutschland: Zeitumstellung (Vorschlag 2018, Parlament 2019, Rat noch ohne Standpunkt).
    10. BSH: Gezeiten (Tidenhub an der deutschen Nordseeküste, 12 Stunden 25 Minuten, Borkum und Cuxhaven, Springzeit, Gezeitentafeln).
    11. Deutscher Wetterdienst: Gezeiten an Nord- und Ostsee, Windstau- und Sturmflutwarndienst und amphidromische Punkte, Thema des Tages vom 15. März 2026 (Ostsee 10–30 cm, drei amphidromische Punkte, The Wash 6,8 m, Wind und Luftdruck in der Ostsee).
    12. NOAA Ocean Service: The Lunar Day (24 Stunden 50 Minuten) und Variations in the Tides (Spring- und Nipptide, Gezeiten der Sonne etwa halb so groß, Mond in Erdnähe).
    13. NASA Photojournal: Bay of Fundy (bis 16 m im Minas Basin, Resonanz).
    14. Nationalpark Wattenmeer: Vögel (etwa 10 Millionen Zugvögel) und Weltnaturerbe (2009, 2011, 2014).
    15. Delaware River Basin Commission: Horseshoe Crabs; Delaware DNREC: Horseshoe Crabs and Shorebirds (Laichzeit, Knutt).
    16. Bilder: Erde – NASA Visible Earth, Reto Stöckli · gemeinfrei; Wolken, Ozeanglanz, Mond – Solar System Scope · CC BY 4.0; Sternenhimmel – ESO/S. Brunier · CC BY 4.0.