skumring

Mod-tusmørke med mod-tusmørkebue ( Venus-bælte ) over den blågrå jordskyggebue .
Tusmørke over den nautiske horisont med en voksende måne; jorden skygger himlen næsten hele vejen rundt.

Som skumring kaldes den glatte overgang af lysforhold i begyndelsen og slutningen af ​​den lyse dag i bytte for natten på grund af solens position i lysspredningen og den skabte atmosfære . Det opfattede lys som skumring eller tusmørke henvist til.

Betingelser

Man skelner mellem

Per definition er solopgang det øjeblik, hvor toppen af solens disk krydser den geocentriske eller sande horisont . Dette betyder, at daggry slutter med udseendet af solskivens øverste kant over denne horisont. Omvendt begynder skumringen med forsvinden af ​​den øverste kant af solskiven under denne horisont. Det tidsrum, hvor solskiven vises eller synker, hører derfor til dagen og ikke til tusmørke, selvom solens lysstyrke stadig stiger eller allerede falder i denne periode.

I løbet af tusmørket kan faser differentieres og derefter defineres, hvor dybt solen er under horisonten . Til dette positionen af solen er under horisonten givet som dybden vinkel midten af solen disken. I henhold til dybden af ​​tusmørket skelnes der normalt mellem tre faser af tusmørke, hvis ende afsluttes med en bestemt vinkel, dvs. om aftenen

Tusmørke faser
  • civil tusmørke - læsning udendørs allerede / stadig mulig (dybdevinkel op til 6 grader)
  • Nautisk tusmørke - horisont ( chiming line ) allerede eller næppe genkendelig og nogle stjerner næppe / allerede synlige og baseret på hvilke der er mulighed for nautisk navigation (dybdevinkel op til 12 grader)
  • astronomisk tusmørke - op til det maksimale mørke af dyb nat eller fra dens ende (dybdevinkel op til 18 grader)

Som et resultat af talrige jordiske belysningskilder kan mange steder ingen helt sort nattehimmel opleves efter afslutningen af ​​astronomisk tusmørke; denne lysning er også kendt som lysforurening .

varighed

Varigheden af ​​de tre tusmørkefaser afhænger af hældningen af solens tilsyneladende vej, når den stiger eller går ned. Dette afhænger af den geografiske breddegrad for placeringen og årstiden.

Tusmørke er den korteste, når solen går ned lodret. Dette sker kun mellem solstigningskredsløbene , for eksempel på equinox nær jordens ækvator . At beskrive en fuld cirkel på 360 ° på en dag på 24 timer resulterer i en hastighed på 6 ° på 24 minutter. Da begyndelsen / slutningen af ​​tusmørket, som er tættere på natten, afhænger af solens centrum, i begyndelsen / slutningen af ​​dagen tættere på det faktum, at hele solskiven er under horisonten, er tiderne lidt kortere end 24, 48 og 72 minutter: Den korteste tusmørketid er civil 20 minutter, nautisk 45 minutter og astronomisk 70 minutter efter solnedgang.

Ved den 50. parallel (nær Frankfurt am Main) varer de tre tusmørkefaser sammen mindst 2 timer om morgenen og om aftenen. Det astronomiske ende er ikke nået i de korte nætter omkring sommersolhverv : aften bliver til morgen tusmørke ( midnat tusmørke eller ” hvide nætter ”).

I regioner fra polarcirklen (omkring 67 ° breddegrad) går solen ikke ned på denne dato ( midnatssol ) og seks måneder senere stiger den ikke ( polar nat ).

De længst mulige tusmørketider opnås således ved, at solen kun når det tilsvarende niveau under horisonten efter solnedgang, men ikke falder under den.

Solnedgang på Nordpolen varer 32 timer. Dette efterfølges af 12 dage med civil tusmørke (fra 24.9.-8.10.), 16 dage med nautisk tusmørke (8.10.-24.10.), 19 dage med astronomisk tusmørke (24.10.-12.11.). Og i perioden på 80 dage, fra 12. november til 28. januar, er polarnatten virkelig nat i den forstand, at solen er mere end 18 ° under horisonten.

På denne side af breddegrad 84,5 ° nord / syd går solens centrum højere end 18 ° under horisonten hver dag. Så der er et lyst øjeblik af astronomisk tusmørke selv på den mørkeste nat i året bortset fra den mørke nat. Den længste astronomiske tusmørke her varer næsten 13 timer.

På denne side af 78,5 ° (fx Longyearbyen ) går solens centrum højere end 12 ° under horisonten hver dag, selv i årets mørkeste nat er der (ud over nat og astronomisk tusmørke) et lyst øjeblik af nautisk tusmørke. Derudover ændres morgen astronomisk tusmørke mindst en gang til aften astronomisk tusmørke, som derefter varer næsten 9 timer i alt.

På denne side af 72,5 ° går solens centrum højere end 6 ° under horisonten hver dag, selv i årets mørkeste nat er der et lyst øjeblik af civil tusmørke. Ud over dette, på mindst en dag, skifter morgenmørke tusmørke direkte til aftenmørke tusmørke, som derefter varer i alt 3 timer.

Ingen solopgang

På denne side af 67,41 ° stiger solskivens øverste punkt over horisonten hver dag. På polssiden af ​​67,41 ° derimod, på den mørkeste dag i året, skifter morgenmorgen civilt tusmørke til aftenmørke, som derefter varer ca. 5 timer.

Ingen solnedgang

På polssiden af ​​65,74 ° (fx Tromsø ) er der ingen tusmørke eller nat på den lyseste dag på året, fordi den øverste kant af solskiven forbliver over horisonten. På ækvatorial side af 65,74 ° er der en komplet solnedgang og en tusmørke hver dag, den øverste kant af solen går under horisonten hver dag. Den længste varighed af civil tusmørke er 5,5 timer.

På polssiden af ​​60,6 ° (fx Lillehammer ) er der ingen nat, ingen astronomisk tusmørke og ingen nautisk tusmørke i den lyseste tid af året, aftenen skifter den civile tusmørke til morgenen, som derefter varer i alt 5 timer, solen synker ikke under 6 ° under horisonten på den lyseste dag i året.

På polssiden af ​​54,6 ° (f.eks. I Flensborg og Sild ) er der ingen nat og ingen astronomisk tusmørke i den lyseste tid på året, aftenens nautiske tusmørke skifter til morgenen, solen synker på den lyseste dag på året ikke under 12 ° under horisonten.

På polssiden af ​​48,6 ° (f.eks. I Stuttgart eller længere nordpå) er der ingen nat på den lyseste tid af året, den aften astronomiske tusmørke bliver til morgenen, som derefter varer næsten 5 timer; solen synker ikke under 18 ° under horisonten i den lyseste nat.

Fra ækvator op til 48,6 ° (f.eks. I München eller længere sydpå) er der alle tusmørkefaser hver dag, og natten nås hver dag.

Definition og årsag

Som et resultat af dets atmosfære er grænsen mellem lyset og skyggesiden sløret på Jorden (taget i en højde på omkring 390 km fra ISS )

I fysiske termer betyder tusmørke det tidsrum, hvor spredt resterende lys fra solen, som er under horisonten, er synligt fra et sted. Den varer så længe som dag-nat-grænsen, som er blevet udvidet mod skumringszonen om natten, strækker sig over denne placering. Der er tusmørkezoner på alle planeter med en atmosfære. På den anden side har jordens måne eller atmosfæriske planeter som Merkur ikke tusmørke; den lyse dag efterfølges pludselig af den mørke nat.

Den spredning af sollys i høje lag af jordens atmosfære er årsagen til overgangsfasen med tusmørke. Denne spredning forekommer både i selve luften og i eventuelle partikler ( aerosoler ), der måtte være til stede . Da daggry og skumring er de samme i deres sag og kun adskiller sig i deres forløb, betragtes kun skumring her indtil videre.

Over en observatør, som solen lige er gået ned for, belyses de højere luftlag af solen i længere tid. Disse lag af luft spreder en del af det gennemtrængende sollys i retning af observatøren, som de derfor synes at være mere eller mindre strålende. Det meste af det spredte lys afbøjes kun let fra dets oprindelige retning, og observatøren ser derfor den lyseste (overvejende rødlige) glød, når man ser i den retning, hvor solen er lige under horisonten. Lys, der når observatøren fra andre himmelretninger, er blevet spredt i større vinkler, hvilket sker med mindre intensitet og mere blåt indhold. Himmelregioner længere væk fra solen ser derfor ud til at blive mørkere.

Civil, nautisk, astronomisk tusmørke

Den solnedgang varer omkring 2 minutter nær ækvator, i Centraleuropa omkring 3-4 minutter fra den første kontakt af solskiven med horisonten til sin fuldstændige forsvinden, ved polerne solnedgangen varer 32 timer.

I astronomi skelnes der mellem tre faser for den efterfølgende tusmørke. Under forudsætning af solnedgang kører aftenskumringen som følger:

Tusmørkefaserne efter solnedgang løber hurtigere med en stejlere sti til solen
  • Den civile tusmørke , også den civile tusmørke varer i Tyskland i den nordlige ende af 36-58 minutter i den sydlige ende 30 til 40 minutter til solstilstande længst til dag og nat-kampen som kortest. Når himmelens lysstyrke langsomt aftager, bliver de lyse planeter først synlige, især Venus og Jupiter . Mod slutningen af ​​borgerlig tusmørke kan et godt øje allerede se de lyseste stjerner op til 1. størrelsesorden . Civil tusmørke begynder med solnedgang og slutter ifølge den astronomiske definition, når midten af ​​solskiven er 6  grader under den sande horisont. I luftfarten henvises der til slutningen af ​​civil tusmørke med forkortelsen ECET , begyndelsen på civil daggry med BCMT .
  • Den nautiske tusmørke eller mellemstore tusmørke varer længere end den civile tusmørke. (I den nordlige ende af Tyskland 42 minutter til næsten 5 timer, i den sydlige ende 35 til 56 minutter.) I løbet af denne tusmørkefase kan stjerner op til 3. størrelsesorden og dermed også konstellationstogene genkendes, mens de er til søs skorstenen er en linje mellem havet og himlen er stadig tydeligt synlig. Dette giver betingelserne for en nautisk positionsbestemmelse med sekstanten , hvor højden på visse stjerner over horisonten måles. Ifølge den astronomiske definition slutter nautisk tusmørke, når solens centrum er 12 grader under den sande horisont.
  • Den astronomiske tusmørke varer længere end den nautiske tusmørke (i den sydlige ende af Tyskland 37 minutter til 4,5 timer, i den nordlige ende ikke-eksisterende op til 5 timer om natten). Den inkluderer den efterfølgende tusmørkefase, indtil den ikke bliver mørkere mere og slutter, når solens centrum er 18 grader under den sande horisont. Først da begynder den aktuelle nat i astronomisk forstand - det vil sige, at himmelbaggrunden ville være blevet helt mørk uden resterende lys fra kunstige lyskilder.

Det tidspunkt, hvor den respektive tusmørkefase begynder, afhænger af længdegraden og dermed af den sande soltid . Jorden har brug for omkring 24 timer for en rotation på 360 ° omkring sin egen akse, svarende til omkring 4 minutter pr. Længdegrad og omkring 15 ° på en time. For eksempel sætter tusmørke sig omkring 30 minutter tidligere i Berlin end i Köln , som er ca. 7 ° mere vest.

I slutningen af ​​natten, når solopgangen nærmer sig, løber tusmørkefaserne igennem i omvendt rækkefølge indtil solopgang.

Definitionerne af tusmørkefaserne henviser til den såkaldte geometriske højde på solen under horisonten. Den brydning og andre påvirkninger på den observerede position af solen er derfor ikke tages i betragtning. For den individuelle beregning af tidspunkter, hvor solen når bestemte højder, se solens position .

varighed

Varigheden af ​​tusmørket afhænger oprindeligt af observationsstedets bredde . Ved ækvator , de tilsyneladende sti af solen står stejlt i horisonten og tusmørke varer kun for en kort tid. Mod polerne skærer solens sti horisonten i en fladere vinkel, og tusmørket varer længere. Når afstanden fra ækvator øges, kan tusmørkefaserne forlænge så meget, at en aften bliver til en morgen. I de nordlige zoner i Europa, Asien, Nordamerika og den sydlige spids af Sydamerika på bestemte tidspunkter af året sker det, at en tusmørkefase varer uden afbrydelse, og en lavere fase ikke længere nås.

Tusmørkezoner i Europa den 21. juni

På en given breddegrad afhænger vinklen, hvor solen går ned, også af årstiden, så skumringen varer lidt i løbet af et år. De længste tusmørketider nås ved de to solhverv . De korteste tusmørketider forekommer nær jævndøgn.

Afhængigt af årstid og geografisk bredde er varigheden af ​​tusmørkefaserne forskellig. Som en grov vejledning for breddegrader under polarcirklen varer civil tusmørke eller civil tusmørke cirka en halv time, nautisk tusmørke eller gennemsnitlig tusmørke mere end en og astronomisk tusmørke omkring en og en halv til tre timer - hvis tusmørkefaserne passeres.

Skumringens varighed ved forskellige breddegrader

Sol på himlen ved skumring og solopgang (SR)

Tabellerne viser, hvor mange minutter efter solnedgang den pågældende tusmørkefase slutter, eller hvor mange minutter før solopgang den begynder. De længste tusmørketider nås også ved de to solhverv ved ækvator. De korteste tusmørketider falder sammen med equinoxes .

Svarende til beregningen af ​​azimut af den stigende sol kan varigheden af ​​de tre tusmørkefaser beregnes ved hjælp af sidekosinusloven for sfærisk trigonometri . For at gøre dette ser man på trekanten, der er spændt på himlen af ​​nordpolen , observatørens højdepunkt og solens position. er observatørens geografiske breddegrad og solens nuværende tilbagegang . er solens zenith-afstand set fra observatøren. De tre sider af trekanten er således og . Ved solopgang er zeniths afstanden til solen 90 °. For grænserne for de tre forskellige tusmørkefaser har solen, som er under horisonten, en zenithafstand , der er 6 °, 12 ° eller 18 °.

er vinklen på Nordpolen mellem meridianen observatøren og den øjeblikkelige meridianen solen i en vis tusmørke grænse . (SR = solopgang) er den tilsvarende vinkel ved solopgang, dvs. i en zenithafstand på 90 °. Fra det øjeblik solen er lige under horisonten til solopgang, roterer jorden gennem en vinkel på . Jorden har brug for rotation rundt vinklen

Timer  eller: minutter. 


Vinklerne og beregnes som følger:

Sidekosinusloven er: =
Så det følger for : =
Udskiftning af de tre sider af trekanten følger: =
Ved solopgang er: =

og dermed:


Denne formel bruges til at beregne varigheden af ​​de tre tusmørkefaser som en funktion af breddegrad og deklination .

Eksempler
Observer ved ækvator ( )
Dag dato civil nautiske astronomisk
Vintersolhverv 21. december 26 min. 52 min. 79 min.
equinox 19. - 21. marts og
22. eller 23. september
24 min. 48 min. 72 min.
Sommersolhverv 21. juni 26 min. 52 min. 79 min.
Observatør ved 30 ° nordlig bredde (f.eks. Kairo )
Dag dato civil nautiske astronomisk
Vintersolhverv 21. december 31 min. 61 min. 90 min.
equinox 21. marts og
22. eller 23. september
28 min. 56 min. 84 min.
Sommersolhverv 21. juni 32 min. 65 min. 101 min.
Observatør ved 50 ° nordlig bredde (fx Vancouver , Frankfurt am Main , Kiev )
Dag dato civil nautiske astronomisk
Vinter solhverv 21. december 45 min. 87 min. 126 min.
equinox 21. marts og
22. eller 23. september
37 min. 75 min. 115 min.
Sommersolhverv 21. juni 51 min. 117 min. (ikke nået)

For store geografiske breddegrader og visse årstider kan det ske, at nogle tusmørkefaser ikke nås. Formlen til beregning af tusmørkevarigheden giver ikke en reel værdi for disse breddegrader og tilbagegang.

Polar dag og nat

Blå tusmørke under polarnatten i Longyearbyen , Svalbard (78,21 ° N, 15,61 ° Ø)
  • sommersolhvervsdagen går solen ikke ned i polarområderne , men kan stadig ses som midnatssol . På grund af den atmosfæriske brydning kan dette være tilfældet fra ca. 65,7 ° breddegrad, lidt under polarcirklen . I løbet af denne tid er der slet ingen tusmørke. Over polarcirklen er dette tilfældet ved højere breddegrader over en stadig længere periode. Endelig nær de geografiske poler , solen ikke indstillet under hele sommerhalvåret, mellem forår og efterår jævndøgn . Denne periode er kendt som polær dag .
  • I modsætning hertil er polar nat den periode, hvor solen forbliver under horisonten i områder tæt på polar. I løbet af denne periode forekommer kun tusmørkelys ved højere breddegrader. Tusmørke er som mørkest omkring dagen for vintersolhverv , og det er mørk nat på polen.

Midnat tusmørke

Hvid nat - midnat solhverv i Helsinki (24 juni 2005)
Tusmørke i Tyskland den 21. juni
Midnatskumring på den sydlige kant af det nordtyske lavland (29. juni; 52,28 ° N, 8,59 ° Ø)
  • På alle breddegrader større end 60.561 ° (60 ° 33 '40 ”) er der nætter om sommeren, hvor civil tusmørke skifter til civil daggry, dvs. ingen nautisk tusmørke nås, fordi solen er mindre hele natten end 6 grader under den sande horisont . Man taler om hvid nat eller om midnatskumring .
  • På alle breddegrader større end 54.561 ° (54 ° 33 '40 ”) er der nætter om sommeren, hvor nautisk tusmørke skifter til nautisk daggry, dvs. ingen astronomisk tusmørke nås, fordi solen er mindre hele natten end 12 grader under den sande horisont. Dette sker kun i det nordlige Tyskland (det nordlige Slesvig-Holsten, den nordlige spids af øen Rügen). Også her taler man om midnatskumring .
Midnatssmørke og nattilskilte skyer (begyndelsen af ​​juli; 53,94 ° N, 10,67 ° Ø )
  • På alle breddegrader større end 48.561 ° (48 ° 33 '40 ”) er der nætter om sommeren, hvor astronomisk tusmørke ikke slutter, fordi solen er mindre end 18 grader under den sande horisont gennem natten. Derfor bliver det ikke mørk nat , men forbliver ved en midnatskumring . Dette sker i næsten hele Tyskland; kun i området syd omkring Strasbourg-Passau-linjen er der ingen midnatskumring, der skal opleves.

Optiske fænomener

I tusmørket udvikles typiske tusmørkefarver og andre optiske fænomener. Dette er optrædener ved daggry og skumring af en atmosfærebærende planet eller måne . På jorden er der en overflod af optiske fænomener og lysende fænomener.

Optiske fænomener i civil tusmørke afhængigt af vejr og observationsforhold kan være:

  • Jordskyggebue : Når himlen er klar over horisonten, synlig projektion af jordens skygge ind i den modsatte tusmørkehimmel.
  • Lilla lys : forårsaget af små støvpartikler i atmosfæren og får dele af himlen til at virke lilla.
  • Mod-tusmørke : farvet refleksion af den stigende eller nedgående sol i det modsatte segment af himlen.
  • Alpenglow : farvet spredt lys fra solnedgangen og solopgang på bjergkæder eller bjergkæder.
  • Perlemorskyer : Syre isskyer i stratosfæren, der som følge af diffraktion af sollys på krystallerne synliggør tilsvarende rene interferensfarver.
  • Blå time : Den dybblå himmel i tusmørket er næsten udelukkende forårsaget af det øvre ozonlag.
  • Grøn flash : Den bølgelængdeafhængige refraktion af sollys skaber en kort synlig grøn stråle.
Lysende nattskyer og farvede vandrette striber over Drentschen Bargerveen (23. juni; 52.65 ° N, 7.17 ° Ø )

Optiske fænomener i nautisk tusmørke kan være:

  • Farvet vandret stribe: En farvet, mest glødende rød stribe over store områder af horisonten, som kan være op til 180 grader.
  • Post-lilla lys: En sjælden svag lilla efterglød på himlen, når solen er mere end 12 grader under horisonten.
  • Lysende nattskyer: En hvidlig skylignende ophobning af iskrystaller over mesosfæren i mesopausen i en højde på 81 til 85 kilometer

Wilhelm von Bezold beskrev i detaljer det typiske tusmørkeforløb i Centraleuropa i det 19. århundrede og de mange forskellige fænomener, der skal observeres .

Se også

litteratur

  • Herbert Smutek: Den tydelige anerkendelse af stjerner i nærheden af ​​zenithen i skumringen . I: Hermann Mucke (red.): Moderne astronomisk fænomenologi. 20. Sternfreunde-seminar, 1992/93. Zeiss Planetarium of the City of Vienna and Austrian Astronomical Association 1992, s. 209–220.

Weblinks

Wiktionary: Twilight  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser
Commons : Twilight  - samling af billeder, videoer og lydfiler

Individuelle beviser

  1. Duden
  2. a b swr.de
  3. timeanddate.de på Nordpolen
  4. timeanddate.de
  5. [1]
  6. [2]
  7. tidsdato.de 48,568 °
  8. a b c Længde på dag og tusmørke (formler) . Herbert.gandraxa.com. Hentet 2. juli 2011.
  9. En omfattende beskrivelse af den kronologiske sekvens af skumring findes i: Karl Mütze, Leonhard Foitzik, Wolfgang Krug, Günter Schreiber (red.): ABC der Optik . VEB FABrockhaus Verlag, Leipzig 1961, nøgleord: tusmørkefænomener.
  10. ^ Wilhelm von Bezold: Observationer om tusmørket i Annalen der Physik und Chemie , bind 123 2 / II (1864), s. 240ff.