Die Tropen und der Subsolarpunkt

In Honolulu bei 21.3° N steht die Mittagssonne zweimal jährlich senkrecht über dem Kopf: um den 26. Mai und den 15. Juli.

Der Punkt direkt unter der Sonne

Zu jedem Zeitpunkt gibt es genau einen Ort auf der Erde, an dem die Sonne senkrecht bei 90° steht. In der Geografie heißt er Subsolarpunkt. Sein Breitengrad ist die Sonnendeklination, angezeigt unter „Sonne im Zenit bei“. Wegen der Erdrotation wandert der Subsolarpunkt einmal täglich westwärts um die Erde. Wegen des Umlaufs mit geneigter Achse verschiebt er sich im Jahresverlauf auch nach Norden und Süden, nie weiter als 23.44° vom Äquator.

Der Kalender des Subsolarpunkts entspricht dem der Jahreszeiten. Zur Tagundnachtgleiche im März überquert er den Äquator nach Norden. Zur Sonnenwende im Juni erreicht er seinen nördlichsten Breitengrad, 23.44° N, den nördlichen Wendekreis, und kehrt um. Zur Tagundnachtgleiche im September überquert er den Äquator erneut nach Süden. Zur Sonnenwende im Dezember erreicht er 23.44° S, den südlichen Wendekreis. Das Wort Solstitium stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „Sonnenstillstand“, weil die Sonne vor ihrer Umkehr dort scheinbar innehält.

Mittagssonnenhöhe an jedem Ort

Kennst du den Breitengrad δ des Subsolarpunkts, lässt sich die Mittagssonnenhöhe an jedem Breitengrad φ einfach berechnen: 90° minus der Breitendifferenz, geschrieben 90° − |φ − δ|. Am Subsolarpunkt ist die Differenz null und die Sonne steht bei 90°. Mit jedem Breitengrad Abstand sinkt die Mittagssonne um ein Grad. Am Äquator steht sie zur Tagundnachtgleiche bei 90°. In Sydney (33.9° S) erreicht sie zur Sonnenwende im Dezember 90° − |−33.9° + 23.44°| ≈ 79.5°, im Juni dagegen nur etwa 32.7°.

Leben in den Tropen

Nur im Gürtel zwischen den beiden Wendekreisen kann die Sonne überhaupt senkrecht über dem Kopf stehen. An jedem Ort im Inneren geschieht das zweimal im Jahr, wenn der Subsolarpunkt auf dem Hinweg nach Norden und auf dem Rückweg vorbeizieht. Honolulu bei 21.3° N liegt nahe dem nördlichen Wendekreis. Deshalb liegen seine beiden Termine, etwa 26. Mai und 15. Juli, nur sieben Wochen auseinander. Nahe dem Äquator liegen sie etwa sechs Monate auseinander, nahe den Tagundnachtgleichen.

Weil die Mittagssonne in den Tropen immer hoch steht, schwankt die tägliche Energiezufuhr im Jahresverlauf viel weniger als in höheren Breiten. Auch die Tageslänge ändert sich kaum. Deshalb unterscheiden sich „Sommer“ und „Winter“ vieler Tropenorte nur wenig in der Temperatur. Stattdessen richten sich ihre Jahreszeiten nach dem Regen. Australiens Bureau of Meteorology unterteilt etwa das Jahr in den nördlichen Tropen in Regenzeit (Oktober bis April) und Trockenzeit (Mai bis September), nicht in vier Temperaturjahreszeiten.

Du kannst die Regel auch umkehren, wie es früher Seefahrer taten. Miss die Mittagssonnenhöhe und schlage die Deklination des Datums in einem Almanach nach. Dann folgt dein Breitengrad: φ = δ ± (90° − Mittagshöhe). Liegt der Subsolarpunkt am Äquator und die Mittagssonne 60° über dem Südhorizont, bist du 30° nördlich des Äquators. Seeleute nutzten dafür jahrhundertelang einen Sextanten, lange vor der Satellitenortung.