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Für alle, denen die Himmelsmechanik ein Rätsel ist,
hier ein Erklärungsversuch.
Die Erde bewegt sich auf einer fast kreisrunden Bahn um die Sonne. Diese Bahnebene wird als Ekliptikebene bezeichnet. Ungefähr auf dieser Ebene umkreisen auch die anderen Planeten die Sonne und ebenfalls der Mond die Erde. (Mit ca. 5°Bahnabweichung). Auch sind alle Sternbilder, die gleichnamig mit den Sternzeichen sind, auf dieser Ebene zu finden.
Die Erdachse ist auf dieser Bahnebene um ca. 23,5 ° geneigt, oder 90 – 23,5° = 66,5°.
Für das einfachere Verständnis kann man die Sonne als Himmelskörper betrachten, der die Erde umkreist, so sieht man es ja auch in der Realität.
Weil sich die Erde in 2x12 Stunden einmal um sich selbst dreht, nimmt man sich für die einfachere Himmelsbetrachtung 2 Zeitpunkte heraus. 12 Uhr Mittag und 12 Uhr Mitternacht.
Wir betrachten einmal den Sommerbeginn. Den Mond kann man sich wegdenken.
Frankfurt liegt ungefähr am 50. nördlichen Breitengrad. Wie sieht dort ein Betrachter die Sonne und den Mond?
Die rote Linie bzw. die Ellipse stellt unseren Horizont dar. Man darf die Bahnebene der Sonne, die Ekliptik, ohne weiteres vom Erdmittelpunkt zum Betrachter verschieben, die Sonnenentfernung ist riesig im Verhältnis zum Erddurchmesser. Die Bilder sind ja nicht maßstabgerecht. Wenn man jetzt dieses Bild dreht, dass die Horizontebene mit der Realität übereinstimmt, also waagrecht ist, dann sieht das Bild so aus.
Der Beobachter sieht die Sonne in einem Winkel von 63,5° Höhe.
Zum Winteranfang steht die Erdachse von der Sonne weg, man muss also von dieser Höhe 2 x 23,5° Erdachsneigung abziehen. Die Sonne hat dann einen höchsten Stand von 63,5° - 47° = 16,5°.
Genau so tief steht der angenommene Vollmond zum Sommerbeginn um Mitternacht.
Dazu schwenken wir unsere Horizontebene auf die Nachtseite der Erde.
Jetzt drehen wir unseren Horizont wieder in die Waagrechte und sehen so den tiefstehenden Vollmond.
Zum Frühlings- und Herbstbeginn steht die Erdachse quer zur Achse Erde-Sonne und hat somit keinen Einfluss auf die Sonnen und Mondhöhe. Nur die Geographische Breite spielt eine Rolle. In unserm Fall, bei 50° nördlicher Breite ergibt das einen Höchststand von 90 – 50 = 40°.