Die Sonne geht im Osten auf, im Süden nimmt sie ihren Lauf und geht im Westen unter
Den Spruch haben wir schon alle mal gehört. Was damit gemeint ist, ist uns auch allen geläufig. Ein Beobachter auf der Erde meint die Sonne auf einem Kreisbogen am Himmel ziehen zu sehen. Am Tag ist die Sonne sichtbar und Nachts, wenn sie die andere Hälfte des Kreises vollendet, ist sie unsichtbar. Hell ist es also, wenn die Sonne sich über dem Horizont bewegt. Wie hoch nun die Sonne steigt und wie lange sie sichtbar ist hängt vom Standort auf der Erde ab und von der Jahreszeit. Am Äquator steigt sie immer sehr hoch und an den Polen ist die Sonne manchmal tagelang nicht zu sehen.
Den Unterschied im Beobachtungsort zwischen Äquator und Pol beschreiben wir durch die geografische Breite. Am Südpol ist sie -90 Grad, am Äquator 0 Grad und am Nordpol +90 Grad. Die zusätzliche Grösse die die Höhe der Sonne zur Mittagszeit beeinflusst ist die Schieflage der Erdachse zur Umlaufbahn der Erde um die Sonne, die Ekliptik. Sie ändert sich im Laufe des Jahres von etwa -23,5 Grad über 0 Grad bis etwa +23,5 Grad.
Um jetzt ausrechnen zu können wie lange die Sonne auf ihrem Kreisbogen sichtbar ist, muss man also wissen auf welchem Breitengrad man sich befindet und welches Datum gerade ist.