Polartag und Polarnacht

Am 10. Mai 2026 ging die Sonne über Utqiaġvik in Alaska auf und erst 84 Tage später wieder unter.

Wenn die Berechnung keine Lösung hat

In der Sonnenaufgangsgleichung cos H = −tan φ tan δ muss ein Kosinus zwischen −1 und 1 liegen. Nahe den Polen wird die rechte Seite im Sommer kleiner als −1, im Winter größer als 1. Kein Stundenwinkel passt dazu: Die Sonne überquert den Horizont nie. Im Sommer kreist sie deshalb 24 Stunden am Himmel, die Mitternachtssonne oder der Polartag. Im Winter bleibt sie den ganzen Tag unter dem Horizont: die Polarnacht.

Die Grenze ist leicht zu finden. Zur Sonnenwende im Juni steht die Sonne bei 23.44° N im Zenit. Die Tag-Nacht-Grenze reicht daher 23.44° über den Nordpol hinaus, auf der anderen Seite bis 90° − 23.44° = 66.56° N. Nördlich davon bleibt es den ganzen Tag hell. Diese Linie ist der nördliche Polarkreis. Der südliche Polarkreis bei 66.56° S spielt sechs Monate später dieselbe Rolle. Zur Sonnenwende im Dezember kehren sich die Rollen um: Nördlich des nördlichen Polarkreises geht die Sonne gar nicht auf.

Länger als erwartet

Genau am nördlichen Polarkreis bliebe eine rein geometrisch betrachtete Sonne nur an einem Tag 24 Stunden sichtbar. Tatsächlich sieht man mehr. Die Luft bricht das Sonnenlicht, und der obere Sonnenrand erscheint vor dem Mittelpunkt. Deshalb ergibt sich im Modell nach der 90.833°-Regel der NOAA bei 66.56° N etwa ein Monat ohne Sonnenuntergang. Die Mitternachtssonne ist sogar etwas südlich des Polarkreises sichtbar. Umgekehrt verkürzt die Brechung die Polarnacht. Daher ist die dunkle Jahreszeit am selben Breitengrad immer etwas kürzer als die helle.

Utqiaġvik, früher Barrow, ist die nördlichste Stadt der USA und liegt bei etwa 71.3° N. 2026 berichtete FOX Weather, dass die Sonne dort am 10. Mai aufging und erst am 2. August wieder untergehen würde: nach 84 Tagen. Im Modell ergeben sich an diesem Breitengrad 83 Tage, angesichts örtlicher Horizont- und Wetterverhältnisse hinreichend ähnlich. Im Winter herrscht dort etwa zwei Monate Polarnacht, von Mitte November bis Ende Januar. Am Nordpol selbst steht die Sonne ungefähr ein halbes Jahr über und die andere Hälfte unter dem Horizont.

Kalt trotz ständigem Tageslicht

Vierundzwanzig Stunden Sonnenlicht klingen nach Hitzewelle, doch Polarsommer bleiben kühl. Die Sonne kreist niedrig am Himmel. Am nördlichen Polarkreis steht sie zur Sonnenwende im Juni mittags nur 90° − |66.56° − 23.44°| = 46.88° hoch; am Nordpol steigt sie nie über 23.44°. Niedrig einfallendes Licht verteilt sich weit. Schnee und Eis reflektieren viel davon, und ein Teil der Energie schmilzt Eis, statt zu erwärmen. Dennoch sind die langen Tage wichtig: Pflanzen in der Arktis wachsen im kurzen Sommer schnell.