Wie die Mondphasen entstehen und warum sie Meeresgezeiten antreiben
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Kurz gesagt
Die Mondphasen ändern sich, weil Sonnenlicht verschiedene Teile seiner Oberfläche trifft, während er die Erde umkreist, nicht wegen des Schattens der Erde; ein vollständiger Zyklus von Phasen, genannt synodischer Monat, dauert durchschnittlich 29,5 Tage. Der gleiche Mond zieht auch an den Ozeanen der Erde mit ungleichmäßiger Gravitationskraft, was etwa alle 24 Stunden und 50 Minuten zwei Hochwasser und zwei Niedrigwasser erzeugt, wobei die Sonne diesen Zug zweimal im Monat verstärkt oder schwächt.
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Was lässt den Mond seine Form zu verändern scheinen
Der Mond produziert kein eigenes Licht. Er reflektiert Sonnenlicht, und während er die Erde umkreist, ändert sich der Winkel zwischen der Sonne, dem Mond und der Erde ständig. Diese sich verschiebende Geometrie bedeutet, dass jede Nacht ein anderer Teil der sonnenbeschienenen Hälfte des Mondes zur Erde zeigt, laut dem Jet Propulsion Laboratory der NASA. Die sichtbare Veränderung wird nicht durch den Schatten der Erde verursacht; das geschieht nur während einer Mondfinsternis.
Ein vollständiger Zyklus von Phasen, vom Neumond zurück zum Neumond, wird synodischer Monat genannt. Die Astronomical Applications Department der U.S. Naval Observatory definiert den Monat präzise durch die Winkelentfernung zwischen dem Mond und der Sonne entlang der Ekliptik: Neumond bei 0 Grad, erstes Viertel bei 90 Grad, Vollmond bei 180 Grad und letztes Viertel bei 270 Grad. Die durchschnittliche Dauer dieses Zyklus beträgt 29,5 Tage.
Die acht Phasen in Reihenfolge
Neumond — der Mond sitzt zwischen Erde und Sonne; die der Erde zugewandte Seite ist nicht beleuchtet
Zunehmende Sichel — ein dünner Lichtstreifen wächst am rechten Rand (für Beobachter auf der Nordhalbkugel)
Erstes Viertel — die rechte Hälfte der Mondscheibe ist beleuchtet
Zunehmend Gibbös — mehr als die Hälfte ist beleuchtet, aber noch nicht voll
Vollmond — die Erde liegt ungefähr zwischen Sonne und Mond, daher ist die gesamte sichtbare Oberfläche beleuchtet
Abnehmend Gibbös — der beleuchtete Anteil beginnt zu schrumpfen
Letztes (drittes) Viertel — die linke Hälfte ist beleuchtet
Abnehmende Sichel — eine dünne Mondsichel bleibt erhalten, bevor der Zyklus zum Neumond zurückkehrt
Wie der Mond an den Ozeanen der Erde zieht
Gezeiten werden nicht dadurch verursacht, dass der Mond Wasser in einem einfachen Zug nach oben zieht. NASA's Science Division erklärt, dass die Mondgravitation auf der der Erde nächsten Seite leicht stärker und auf der fernen Seite schwächer ist. Dieser Unterschied im Zug — genannt Gezeitenkraft — streckt das Wasser der Erde (und zu einem winzigen Grad seinen festen Körper) in eine längliche Form, was eine Wasserwölbung auf der dem Mond zugewandten Seite und eine zweite Wölbung auf der gegenüberliegenden Seite erzeugt.
Während die Erde unter diesen beiden Wölbungen rotiert, durchlaufen die meisten Küsten etwa zweimal pro Tag ein Hochwasser und dann ein Niedrigwasser. Der National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) der NOAA gibt an, dass dies ungefähr alle 24 Stunden und 50 Minuten zwei Hochwasser und zwei Niedrigwasser erzeugt — etwas länger als ein 24-Stunden-Tag, weil sich der Mond selbst auch in seiner Umlaufbahn bewegt.
Warum Gezeiten manchmal größer sind: Springfluten und Nippfluten
Die Sonne zieht auch an den Ozeanen der Erde, aber da sie etwa 390-mal weiter entfernt ist als der Mond, bemerkt die NASA, dass ihre Gezeitenkraft etwas weniger als die Hälfte des Mondes ist. Ob dieses Sonnenziehen zum Ziehen des Mondes addiert oder davon subtrahiert, hängt von der Ausrichtung der drei Körper ab, die sich in etwa einem zweiwöchentlichen Rhythmus wiederholt, der mit den Mondphasen verbunden ist.
Springfluten versus Nippfluten
Merkmal
Springflut
Nippflut
Wenn es auftritt
Vollmond oder Neumond
Erstes oder letztes Viertel
Sonne-Mond-Erde Ausrichtung
In einer Linie (Syzygie)
In etwa rechtwinkliger Anordnung
Effekt auf Gravitationszug
Solar- und Mondzug kombinieren sich
Sonnenziehen hebt Mondziehen teilweise auf
Resultierende Gezeitenbereich
Höhere Hochwasser, niedrigere Niedrigwasser
Kleinerer Unterschied zwischen Hoch und Niedrig
Häufigkeit
Etwa alle zwei Wochen
Etwa alle zwei Wochen, versetzt von Springfluten
NOAA und NASA beschreiben beide Springfluten als während der Vollmond- oder Neumondphase auftretend, wenn Erde, Sonne und Mond sich ausrichten und die Gravitationseffekte der beiden Körper kombinieren. Nippfluten folgen etwa eine Woche später, um die erste oder letzte Viertelphase, wenn die Sonne sich bei Beobachtung von der Erde aus in etwa rechtwinkliger Anordnung zum Mond befindet und das Ziehen des Mondes teilweise aufhebt, wodurch eine kleinere Lücke zwischen Hoch- und Niedrigwasser entsteht.
Die Mondgravitation zieht an der Erde, sie verschiebt die Erdmasse und verzerrt ihre Form nur sehr leicht zu der eines Fußballs — am Äquator verlängert und an den Polen verkürzt.
— NASA Science (science.nasa.gov)
Fragen
Wie lange dauert ein vollständiger Zyklus von Mondphasen?
Ein vollständiger Zyklus vom Neumond zum Neumond, genannt synodischer Monat, dauert durchschnittlich 29,5 Tage, laut U.S. Naval Observatory.
Warum gibt es zwei Hochwasser pro Tag statt einen?
Das ungleichmäßige Gravitationsziehen des Mondes erzeugt eine Wasserwölbung auf der der Erde zugewandten Seite und eine zweite Wölbung auf der gegenüberliegenden Seite; während die Erde durch beide Wölbungen rotiert, erhalten die meisten Küsten etwa alle 24 Stunden und 50 Minuten zwei Hochwasser und zwei Niedrigwasser, laut NOAA NESDIS.
Beeinflusst die Sonne die Gezeiten oder nur der Mond?
Beide beeinflussen Gezeiten. Die NASA erklärt, dass die Gezeitenerzeugungskraft der Sonne wegen ihrer viel größeren Entfernung etwas weniger als die Hälfte des Mondes ist, aber sie verstärkt die Gezeiten immer noch während Vollmond und Neumond (Springfluten) und schwächt sie während Viertelmond ab (Nippfluten).
Was ist der Unterschied zwischen einer Springflut und einer Nippflut?
Springfluten bringen die höchsten Hochwasser und niedrigsten Niedrigwasser und treten bei Voll- oder Neumond auf, wenn sich Sonne, Erde und Mond ausrichten. Nippfluten sind gemäßigter und treten etwa eine Woche später auf, in der Nähe des ersten oder letzten Viertelmondes, wenn das Ziehen der Sonne das des Mondes teilweise aufhebt.
Verursacht der Mondschatten auf der Erde seine Phasen?
Nein. Mondphasen werden durch sich ändernde Sonnenlichtwinkel auf der Mondoberfläche verursacht, wenn er die Erde umkreist, nicht durch den Schatten der Erde; der Schatten der Erde beeinflusst den Mond nur während einer Mondfinsternis, ein separates und viel selteneres Ereignis.
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