Supervollmond

Supervollmond ist ein in jüngeren Jahren populär gewordener Ausdruck für den besonders hellen Vollmond in Erdnähe. In Erdnähe ist der scheinbare Monddurchmesser um ca. 14 % größer als in Erdferne.

Der Begriff (englisch super moon) wurde 2011 von dem Astrologen Richard Nolle geprägt,<ref>Weblink Pikhard, waa.at, 2015, Abschnitt Supervollmond.</ref> und wird in der wissenschaftlichen Astronomie nicht verwendet, findet sich aber inzwischen in der Presse und auch in der Astronomiedidaktik für interessierte Laien.<ref>So etwa: Totale Mondfinsternis für Frühaufsteher. Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik, News, 25. September 2015; Supermoon Lunar Eclipse September 27-28, 2015. NASA Scientific Visualization Studio, svs.gsfc.nasa.gov; u.a.m.</ref>

Interessant ist die Frage im Kontext der Mondfinsternisse, insbesondere aber der Sonnenfinsternisse, denn die Größe der Mondscheibe entscheidet, ob eine Sonnenfinsternis total oder ringförmig ist: Hierbei werden aber vorrangig die besonders kleinen erdfernen Neumonde betrachtet.<ref name="NASA moonorbit" /> In der Finsternistheorie wurden schon seit der Antike die diesbezüglichen Perioden der Mondbahn eingehend erforscht. Das Ringförmigkeitskriterium ist bis heute eines der leistungsfähigsten Prüfwerkzeuge an die Präzision einer Mondtheorie, und liefert auch für das eher rein ästhetische Anblicksproblem eines besonders großen Vollmondes umfangreiche Ergebnisse.

Es gibt Zusammenhänge von nächtlicher Helligkeit und der Aktivität von Tieren, die aber von sonstigen Beobachtbarkeitsbedingungen des Mondes, insbesondere dem Wetter, weitgehend überlagert werden. Alle weiteren Einflüsse eines „Super“-Vollmondes werden von der Wissenschaft in den Bereich der Esoterik verwiesen.<ref>Außerdem verbreiten sich unter diesen Schlagwort im Internet auch zahlreiche Fotos, teils Teleobjektivaufnahmen, aber auch viele Fotomontagen (Fakes); vergl dazu Matt Novak: 86 Viral Images From 2014 That Were Totally Fake. Auf gizmodo.com.au, 2. Januar 2015, Bilder 20, 43, 44, 61.</ref>

Astronomische Grundlagen

Der Mond umkreist die Erde in etwa einem Monat. Immer, wenn er sonnenfern steht, also außerhalb der Erdbahn, wendet er der Erde seine voll beleuchtete Seite zu, im Mittel alle 29½ Tage (synodische Umlaufzeit, auf die Sonne bezogen)<ref>Schwankungsbreite 29,27 bis 29,83 d, Mittelwert 29,53 d.</ref> ist Vollmond.

Der Mond hat eine elliptische Umlaufbahn um die Erde (Keplerbahn). Daher gibt es einen erdfernen Punkt und einen erdnahen Punkt auf der Bahn, Apogäum und Perigäum genannt. Fällt der Vollmond in die Nähe des erdnahen Punktes, spricht man von „Supervollmond“. Die Schwankungsbreite der Erde-Mond-Entfernung beträgt im Mittel im Zuge eines Umlaufs 357.000 bis 407.000 km, schwankt aber im Perigäum durch andere Bahnstörungen um gut 14.000 km. Dabei beeinflussen sich die Körper im Sonne-Erd-Mond-System, bei Vollmond ist die Gravition in Richtung Erde maximal, und die Erddistanz des Mondes wird kleiner als in anderen Phasen, im Perigäum minimal.<ref name="Hi92">H.-U. Keller (Hrsg.): Das Himmelsjahr 1992. Kosmos-Verlag, Stuttgart 1991, ISBN 3-440-06238-4. S. 82–87.</ref>

Der Größenunterschied des Mondes in Erdnähe zu jenem in Erdferne schwankt zwischen 35 Bogenminuten und 30 Bogenminuten (0,5 Grad), das sind etwa 14 %, und entspricht etwa dem Größenunterschied einer 2-Euro-Münze zu einer 1-Euro-Münze. Bezogen auf die scheinbare Helligkeit des Mondes, die von der Fläche abhängt, und mit dem Quadrat des Durchmessers ansteigt, beträgt der Unterschied etwa 30 % zu einen Apogäumsvollmond, und 15 % zum Vollmond auf mittlerer Distanz.<ref name="PE">Photometrisches Entfernungsgesetz.</ref>

Die Verbindungslinie von erdnahem und erdfernem Punkt, die Apsidenlinie, liegt etwa sternfest im Raum. Wenn ein Monat vergeht, hat sich aber auch die Erde auf ihrer Bahn um die Sonne weiterbewegt, und beim nächsten Vollmond liegen schon rund 30° zwischen der Linie Sonne–Erde–Mond und der Apsidenline. Daher braucht es etwa einen vollen Umlauf der Erde um die Sonne, bis die beiden Linien wieder zusammenfallen, also ein Jahr. Weil der Mond aber die Erde in 29½ Tagen umkreist, ist schon nach 355 Tagen wieder Vollmond (der zwölfte seit dem letzten Perigäumsvollmond). Nach 365 Tagen stünde der Mond also zwar wieder im Perigäum, aber es wäre nicht mehr Vollmond, sondern zehn Tage danach.<ref name="lunkal">Diese 355 Tage sind die Basis aller Lunarkalender. Die Berücksichtigung der zehntägigen Differenz zum Sonnenjahr zeichnet Lunisolarkalender aus.</ref> Tatsächlich dreht sich die Apsidenlinie auch, und zwar rund 41 Grad pro Jahr; die anomalistische Umlaufzeit – im Bezug zur Keplerellipse − des Mondes beträgt etwa 27½ Tage.<ref> Mittelwert 27,55 d; die Apsidenlinie des Mondes hat eine Umlaufzeit von 8,85 Jahren anomalistisch.</ref> Das heißt, der dreizehnte Vollmond nach einem Perigäumsvollmond steht etwa 10 Tage vor dem Perigäum, und der vierzehnte Vollmond trifft wieder darauf: 15 anomalistische Monate (Perigäum zu Perigäum) sind 413,3 Tage, 14 synodische Monate (Vollmond zu Vollmond) 413,4 Tage, im Schnitt fallen Vollmond und Erdnähe alle 13,6 Monate zusammen. Dabei kommt der Vollmondtermin typischerweise an drei bis vier aufeinanderfolgenden Monaten dem Perigäum recht nahe.<ref name='"sinus'>"Weil alle Messkurven sinusoide Form haben, gibt es rund um das absolute Maximum immer ein vergleichsweise breites Intervall mit kaum nennenswerter Abweichung. Vergl. dazu die Tabellen Weblink Espenak, astropixels.com.</ref>

Besonders eindrucksvoll ist der Vollmond im Winter. Das hat zwei Gründe. Zum einen bewegt sich auch die Erde auf einer Ellipse, ihr sonnennaher Punkt (das Perihel) fällt auf den 2./3. Januar.<ref>Durch die Interkalation des Kalenders mit Schalttagen geht die Tagzählung den astronomischen Ereignissen voraus, bis sie nach 4 Jahren wieder weitgehend korreliert sind.</ref> Diese Entfernung schwankt zwischen 148 Mio. und 152 Mio. km (3 % Schwankung), auch der Mond erhält also im Winter etwa 7 % mehr Licht als im Sommer.<ref name="PE" /> Da sich der Perigäumsvollmond jedes Jahr nur etwas weniger als zwei Monate weiterverschiebt, fällt er alle rund 9 Jahre in den Winter (2007–11, 2017–20, 2026–29, 2033–38).<ref name='"sinus' />

Der andere Grund ist ein atmosphärischer Aspekt: Durch die Schiefe der Ekliptik (23,4°) steht die Sonne in mittleren Breiten im Sommer hoch, im Winter tief – bei 45° Breite mittags zwischen 21°, das ist recht knapp über dem Horizont, und 68°, das wirkt schon weitgehend „über dem Kopf stehend“. Für die Nachtseite des Himmels ist es umgekehrt, das heißt, der Vollmond steht im Sommer tief, im Winter hoch. Im Hochstand ist der Weg durch die Atmosphäre viel kürzer, daher kommt fast die dreifache Lichtmenge beim Beobachter an.<ref>Für die Sonne beträgt die Bestrahlungsstärke etwa 700 Watt/Quadratmeter im Sommer zu 247 Watt/Quadratmeter im Winter.</ref> Beim Mond kommt noch dessen Inklination, also die Neigung seiner Bahnebene gegen die Ekliptik, die Bahnebene der Erde, hinzu. Die beträgt etwa 5°, der Mond steht auf 45° Breite zwischen 16° und 74°. Dieser höchste Punkt über der Ekliptik, die Mondwende, wandert ebenfalls langfristig mit einer Periode von 18,6 Jahren (Nutationsperiode, Präzession der Knotenlinie, diese ist rückläufig; die diesbezügliche Periode des Mondes heißt drakonitischer Monat).<ref>Mittelwert 27,2 d.</ref> Weil zwei Perioden des Zusammenfallens von Perihel und Perigäum grob einem Knotenumlauf entsprechen, stehen alle etwa 18 bis 19 Jahre die Winter-Perigäumsvollmonde besonders hoch, und sind damit besonders hell (2007–08, 2026, 2043–45).<ref name="moondec">Fred Espenak: Monthly Lunar Standstills: 2001 to 2100., astropixels.com – Berechnungsgrundlagen und tabellierte Werte.</ref>

Es gibt noch zahlreiche weitere Schwankungen in der Mondbahn, die aber allesamt nur marginale Anteile haben (Schwankung der scheinbaren Mondbreite im Promillbereich).<ref name="NASA moonorbit">Vergl. dazu die Analysen Eclipses and the Moon's Orbit. Fred Espenak, NASA's GSFC.</ref> So hätte der Vollmond 6. Dezember 2052 mit 356.429 km als minimale Perigäumsdistanz des 21. Jahrhunderts eine Helligkeit von 116,3 % des mittleren Vollmonds, und 130,1 % zum Apogäumsvollmond, Werte über 115 % respektive 129 % kommen derzeit jedes Jahr vor.<ref>Weblink Espenak, astropixels.com, Abschnitt Ultimate Full Moon Perigees (Super Moons).</ref> Erst im Bereich der langperiodischen Oszillationen der Bewegungen im Sonnensystem, in der Größenordnung von tausenden bis zehntausenden Jahren, ergeben sich deutlichere Maxima, so variiert der Inexzyklus, ein Verhältnis von synodischer und drakonitischer Periode, über 23.400 Jahre, oder die Schiefe der Ekliptik innerhalb von 40.000 Jahren zwischen etwa 21° und gut 24°.<ref name="NASA Periodicity">Vergl. dazu Periodicity of Lunar Eclipses. Fred Espenak, NASA's GSFC.</ref>

Zur Beobachtbarkeit und relativen Helligkeit des Ereignisses

Der Helligkeitsunterschied von 30 % zwischen Erdnähe und Erdferne ist deutlich. Der Unterschied im scheinbaren Durchmesser zwischen einem Vollmond und dem darauf Folgenden beträgt aber maximal 1,3 %, das heißt, das besondere des „Super“-Vollmonds fällt nur einem geübten Beobachter im Laufe des Jahresganges auf. Das Hauptproblem der Vollmondbeobachtung ist das Wetter, sodass viele Vollmonde nicht sichtbar sind, es braucht einen vieljährigen Beobachtungszeitraum an einer gleichbleibenden Referenz, nur die Unterschiede zwischen Sommer- und Wintervollmonden, viel mehr aber zwischen erdnahen und erdfernen Vollmonden zu den jeweiligen Jahreszeiten zu erkennen.

Die astronomischen Abschätzungen beziehen sich nur auf ideale Sichtbedingungen. Selbst geringfügige Trübungen der Atmosphäre haben auf die Beleuchtungsstärke durch den Mond einen viel stärkeren Effekt als die astrophysikalischen. Auch aus diesem Grund sind Wintervollmonde heller, kalte Luft ist tendenziell viel klarer als warme. Außerdem steht der Wintervollmond nahe an der Wintersonnenwende auch besonders lange, nämlich in mittleren Breiten um die 16 Stunden, am Himmel, was Wintervollmondnächte noch eindrucksvoller macht. Ein hochstehender Vollmond beleuchtet bei klarem Himmel die Erde sogar auf Meereshöhe einige Stunden so hell, dass mit dem dunkel-adaptierten menschlichen Auge Farben gesehen werden, also eine Wiese grünlich erscheint. Die Beleuchtungsstärke beträgt dann bis 0,27 Lux,<ref>Das entspricht einer handelsüblichen Kerze im Abstand von 2 m.</ref> das 250-fache einer sternklaren Neumondnacht (0,001 lx). Noch weitaus stärker ist aber der Einfluss von Schnee: Mit seiner hohen Albedo reflektiert er 80–90 % des einfallenden Lichts, Wintervollmonde in Schneedeckennächten, besonders in tief verschneiten Landschaften, wo auch Bäume Reflektionsflächen bilden, können so hell sein, dass Zeitunglesen problemlos möglich ist – völlig unabhängig von der Erdnähe des Mondes.

Genauso hat aber auch Lichtverschmutzung einen enormen negativen Einfluss, schon eine einfache Straßenlampe oder die Zimmerbeleuchtung durch ein Fenster hat auf hundert Meter eine höhere Beleuchtungsstärke als der Mond,<ref>Straßenbeleuchtung ist auf 10 lx ausgelegt, Wohnzimmerlicht auf 50 lx.</ref> und kann alle seine Helligkeitsschwankungen überdecken. Dasselbe betrifft Städte bis in mehreren Dutzend Kilometern Entfernung.<ref>So empfiehlt das Konzept der UNESCO-Starlight Reserves für die Kernzone von Lichtschutzgebieten das Vollmond-Kriterium von < 0,27 lux Störlicht. Schutzgebiete für astronomische Observatorien haben typischerweise Durchmesser bis 100 Kilometer oder mehr.</ref>

Viel auffälliger als der Größenunterschied des Mondes in Erdnähe und Erdferne ist auch der Effekt, dass der Mond in Horizontnähe viel größer wirkt als hoch am Himmel, eine rein optische Täuschung, Mondtäuschung genannt.

Siehe auch

• Mondbahn (zur astrometrischen und scheinbaren Bahn des Mondes)
• Himmelsmechanik (theoretische Grundlagen)
• Astronomische Phänomenologie (Anblicksprobleme)

Weblinks

• Alexander Pikhard: Supervollmond? Gibt es nicht! Wiener Arbeitsgemeinschaft für Astronomie, waa.at, 2015 – ausführliche Erklärung der Phänomenologie.
• Fred Espenak: Full Moon at Perigee (Super Moon): 2001 to 2100., astropixels.com – Berechnungsgrundlagen und tabellierte Werte.

Einzelnachweise und Anmerkungen

<references />