Zeitgleichung

Die Zeitgleichung ist die Differenz zwischen der wahren Sonnenzeit, die eine Sonnenuhr anzeigt, und der mittleren Sonnenzeit einer gleichmäßig laufenden Uhr. Sie schwankt im Lauf des Jahres zwischen etwa minus 14 Minuten Mitte Februar und plus 16 Minuten Anfang November. Ursache sind die elliptische Erdbahn und die Schiefe der Ekliptik.

Wahre und mittlere Sonnenzeit

Die wahre Ortszeit (WOZ) richtet sich nach dem tatsächlichen Stand der Sonne: Steht die wahre Sonne genau im Süden auf dem Meridian, ist wahrer Mittag, also 12 Uhr WOZ. Weil die Sonne aber nicht jeden Tag gleich schnell über den Himmel zu laufen scheint, sind die wahren Sonnentage unterschiedlich lang. Für den Alltag rechnet man deshalb mit einer gedachten mittleren Sonne, die gleichförmig entlang des Himmelsäquators läuft. Sie definiert die mittlere Ortszeit (MOZ) mit einem konstanten Sonnentag von 24 Stunden.

Die Zeitgleichung verbindet beide: Zeitgleichung = WOZ − MOZ. Ist der Wert positiv, geht die Sonnenuhr gegenüber der mittleren Zeit vor; ist er negativ, geht sie nach. Im Englischen heißt die Größe equation of time.

Zwei Ursachen der Zeitgleichung

Die Abweichung entsteht durch zwei Effekte, die sich überlagern:

1. Elliptische Erdbahn: Die Erde bewegt sich nach dem zweiten Keplerschen Gesetz in der Nähe des Perihels Anfang Januar schneller um die Sonne als in der Umgebung des Aphels Anfang Juli. Entsprechend wandert die Sonne scheinbar ungleich schnell entlang der Ekliptik. Dieser Anteil hat eine Periode von einem Jahr und eine Amplitude von rund 7,7 Minuten.
2. Schiefe der Ekliptik: Die Erdachse ist um etwa 23,4° gegen die Bahnebene geneigt, deshalb ist die Ekliptik gegen den Himmelsäquator geneigt. Selbst bei gleichmäßiger Bewegung entlang der Ekliptik ändert sich die Rektaszension der Sonne nicht gleichmäßig: An den Solstitien wächst sie schneller, an den Äquinoktien langsamer. Dieser Anteil wiederholt sich zweimal im Jahr und erreicht rund 9,9 Minuten.

Verlauf über das Jahr

Aus der Summe beider Kurven ergibt sich das typische Diagramm der Zeitgleichung mit vier Extremwerten und vier Nullstellen (Werte für 2026, berechnet mit astronomy-engine, in anderen Jahren um höchstens etwa einen Tag verschoben):

Zeitpunkt	Wert der Zeitgleichung
um den 11. Februar	etwa −14,2 Minuten
um den 15. April	0
um den 14. Mai	etwa +3,7 Minuten
um den 13. Juni	0
um den 25. Juli	etwa −6,5 Minuten
um den 1. September	0
um den 3. November	etwa +16,4 Minuten
um den 25. Dezember	0

Zeitgleichung, Sonnenuhr und MEZ

Eine Sonnenuhr zeigt die wahre Ortszeit. Um daraus die Uhrzeit in MEZ abzulesen, sind zwei Korrekturen nötig: Die Zeitgleichung wird abgezogen, und der Längengrad des Standorts wird berücksichtigt. Die Zonenzeit MEZ gilt für den Meridian 15° Ost; pro Grad Längenunterschied verschiebt sich die Ortszeit um 4 Minuten. In Köln (rund 7° Ost) steht die mittlere Sonne deshalb erst gegen 12:32 Uhr MEZ im Süden, der wahre Mittag mit dem Sonnenhöchststand liegt Anfang November etwa 16 Minuten früher. Während der Sommerzeit kommt eine weitere Stunde hinzu. Viele Sonnenuhren tragen dafür eine Tabelle oder eine Achterschleife (Analemma) auf der Mittagslinie; mechanische Uhren mit Zeitgleichungsanzeige heißen Äquationsuhren.

Analemma

Fotografiert man die Sonne ein Jahr lang immer zur selben mittleren Uhrzeit, ergibt ihre Position am Himmel eine Acht, das Analemma. Die Höhe der Schleife folgt der Deklination der Sonne, die seitliche Abweichung zeigt die Zeitgleichung. Die beiden Schleifen sind ungleich groß, weil der Effekt der elliptischen Bahn die beiden Halbjahre unterschiedlich verstärkt.

Warum der späteste Sonnenaufgang nicht zur Wintersonnenwende kommt

Um die Wintersonnenwende sinkt der Wert der Zeitgleichung schnell, ein wahrer Sonnentag dauert dann rund 30 Sekunden länger als 24 Stunden. Sonnenauf- und -untergang verschieben sich dadurch insgesamt zu späteren Uhrzeiten. In Frankfurt am Main geht die Sonne deshalb schon um den 12. Dezember am frühesten unter, am spätesten auf geht sie aber erst um den Jahreswechsel, obwohl der kürzeste Tag des Jahres der 21. oder 22. Dezember ist.

Häufige Fragen

Wie groß ist die Zeitgleichung maximal?

Etwa +16,4 Minuten Anfang November und etwa −14,2 Minuten Mitte Februar. Die gesamte Schwankung der wahren Sonnenzeit gegenüber der mittleren beträgt damit rund 30 Minuten.

Wie oft ist die Zeitgleichung null?

Viermal im Jahr: um den 15. April, 13. Juni, 1. September und 25. Dezember. An diesen Tagen stimmt eine korrekt aufgestellte Sonnenuhr (nach Längenkorrektur) mit der mittleren Zeit überein.

Hat die Zeitgleichung etwas mit der Sternzeit zu tun?

Nur indirekt. Die Sternzeit bezieht sich auf den Frühlingspunkt und die Erddrehung gegenüber den Sternen, die Zeitgleichung dagegen auf die ungleichmäßige scheinbare Bewegung der Sonne.