Mondphase

Als Mondphasen bezeichnet man die wechselnden Lichtgestalten des Mondes. Sie entstehen durch die perspektivische Lageänderung seiner Tag-Nacht-Grenze relativ zur Erde während seines Erdumlaufes. Gebräuchlich ist die Einteilung in vier Viertel von je ungefähr einer Woche Länge. Ein gesamter Mondphasenzyklus von einem Neumond zum folgenden Neumond wird auch Lunation genannt und dauert im Mittel etwa 29,53 Tage.

  • Man unterscheidet landläufig Neumond, zunehmenden Mond, Vollmond und abnehmenden Mond.
  • Neumond (Leerphase), Vollmond (Vollphase) und die beiden Halbmonde bezeichnet man als Hauptphasen.
  • Bei Halbmond, der Halbphase (Dichotomie), ist die Hälfte (50 %) der sonnenbeschienenen Mondoberfläche sichtbar. Astronomen beziehen sich auf Teilungen des vollen Zyklus des Mondes, wenn sie die zunehmende Halbphase Erstes Viertel, die abnehmende dementsprechend Letztes Viertel nennen.
  • Der zunehmende Mond ist während des ersten Zyklusviertels am Abendhimmel bzw. in der ersten Nachthälfte zu sehen, der abnehmende während des letzten Viertels in der zweiten Nachthälfte bzw. am Morgenhimmel.
  • Vor der Halbphase des ersten und nach der Halbphase des letzten Viertels erscheint der Erdtrabant als Mondsichel. Wenn sie am Abendhimmel erstmals nach Neumond als ganz schmale Sichel sichtbar wird, spricht man vom Neulicht, bei ihrer letzten Sichtbarkeit am Morgenhimmel vor Neumond vom Altlicht.
Animation der Mondphasen – daneben sind auch Erdnähe und Erdferne als Größenschwankung und Libration als „Torkeln“ zu erkennen

. . . Mondphase . . .

Ein Umlauf des Mondes um die Erde, nach dessen Vollendung der Mond wieder die gleiche Stellung zur Sonne einnimmt, dauert durchschnittlich etwa 29,53 Tage (29 Tage, 12 Stunden und 43 Minuten). Diese Zeitspanne wird synodischer Monat genannt und entspricht annähernd der Länge eines kalendarischen Monats. Tatsächlich sind sowohl die Bezeichnung Monat als auch die Länge der kalendarischen Monate von der synodischen Umlaufzeit des Mondes abgeleitet. Die Länge einer einzelnen Periode – einer Lunation – ist allerdings verhältnismäßig großen Schwankungen von über ±6 Stunden unterworfen (zum Mittelwert siehe auch synodische Periode).

Während der Bewegung des Mondes um die Erde ändert sich der Winkel, der im gedachten Dreieck Erde-Mond-Sonne von den Verbindungslinien Erde-Mond und Erde-Sonne aufgespannt wird, die sogenannte Elongation des Mondes.[1] Für einen Beobachter auf der Erde verändert sich damit die Perspektive, mit der er den Mond sieht. Dies zeigt sich an der veränderten Lage der Tag-Nacht-Grenze auf der erdzugewandten Seite und damit als Änderung der Lichtgestalt des Mondes am Himmel über der Erde. Beim Durchlaufen des Mondphasenzyklus ab Neumond nimmt die Phase, als der Anteil der von der Sonne beleuchteten und gleichzeitig von der Erde aus sichtbaren Mondoberfläche, zunächst zu und anschließend wieder ab.

Gegenstück der Elongation ist der Phasenwinkel des Mondes, der im gedachten Dreieck Erde-Mond-Sonne von den Verbindungslinien Mond-Sonne und Mond-Erde aufgespannt wird. So erscheint beispielsweise bei zunehmendem Halbmond genau eine Hälfte beleuchtet, da der Phasenwinkel genau 90° beträgt. Zu dieser Phase ist auch die Elongation mit etwa 89,85° nahezu ein rechter Winkel. Der dritte Winkel im gedachten Dreieck ist jener, unter dem der Abstand Erde-Mond einem Beobachter auf der Sonne erschiene – maximal, bei Halbmond, etwa 0,15°. Weil die Distanz der Sonne zur Erde wie auch zum Mond fast vierhundertmal größer ist als die Distanz zwischen Erde und Mond, sähe er aus dieser Perspektive beide nun in einem Winkelabstand von etwa 9′ Bogenminuten, ihre sonnenzugewandte Seite voll beschienen.[2]

Das Erde-Mond-System mit Blick auf die Nordhalbkugeln …
Der Mond wird fast ununterbrochen von der Sonne beschienen. Da er nicht selbst leuchtet, ist somit stets nur seine von der Sonne beschienene Hälfte hell. Abhängig von der Position des Mondes auf seiner Umlaufbahn um die Erde, sieht ein irdischer Beobachter unterschiedlich viel von dieser beleuchteten Hälfte. Die so im Laufe einer Lunation zustandekommenden scheinbaren Beleuchtungsphasen des Mondes nennt man im Einzelnen:

  1. Neumond (Elongation = 0°; Phasenwinkel = 180°),
  2. erstes Viertel bzw. zunehmende Sichel (östliche Elongation 90°),
  3. zunehmender Halbmond (astronomisch: Erstes Viertel; östliche Elongation ≈ 90°; Phasenwinkel = 90°),
  4. zweites Viertel (östliche Elongation > 90°; Phasenwinkel
  5. Vollmond (Elongation = 180°; Phasenwinkel = 0°),
  6. drittes Viertel (westliche Elongation > 90°; Phasenwinkel
  7. abnehmender Halbmond (astronomisch: Letztes Viertel; westliche Elongation ≈ 90°; Phasenwinkel = 90°),
  8. letztes Viertel bzw. abnehmende Sichel (westliche Elongation 90°).
… und der Mond von der Nordhalbkugel der Erde aus gesehen
So erscheint der Mond im Laufe einer Lunation einem Beobachter auf der Erde. Die in der Astronomie übliche Zählung beginnt mit dem Neumond (1). Die Sichelform des Mondes im ersten (2) und letzten Viertel (8) ergibt sich aus dem Umstand, dass der Mond annähernd kugelförmig ist und deshalb die Tag-Nacht-Grenze um so stärker gekrümmt erscheint, je näher sie dem Rand des Umrisses der erdzugewandten Seite des Mondes kommt. Die Ausrichtung der Mondsicheln in der Abbildung gilt für die höheren Breiten der Nordhalbkugel der Erde. Auf der Südhalbkugel sind die Verhältnisse umgekehrt, während in Äquatornähe die Mondsichel liegend oder hängend erscheint.

Ein kompletter Zyklus von Neumond zu Neumond kommt nur während eines synodischen Monats zustande. Während eines einfachen vollen Erdumlaufs (siderischer Monat, durchschnittliche Dauer 27,32 Tage) erreicht der Mond wegen der Bewegung der Erde auf ihrer Sonnenumlaufbahn nicht die gleiche Stellung zur Sonne wie zu Beginn des Umlaufs.

Legende

A: Erde
B: Erdmond
C: Umlaufrichtung des Mondes
D: Mondbahn um die Erde
E: Sonnenstrahlen
Anmerkung: Die Größenverhältnisse der Objekte auf den Grafiken und deren Abstände zueinander entsprechen nicht den natürlichen Verhältnissen.

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