Diese Grafik zeigt dir, warum wir den 29. Februar brauchen

Dieses Kalenderblatt gibt’s nicht jedes Jahr. Warum eigentlich?

Der Februar ist der Nonkonformist unter den Monaten. Er tanzt nicht nur bei der Länge aus der Reihe, sondern hat auch noch alle vier Jahre einen zusätzlichen Tag. Was hat es damit auf sich?

Februargeborene müssen sich entscheiden: Sollen sie sich grämen, dass ihr Geburtsmonat kürzer als alle anderen ist – oder sollen sie sich darüber freuen, dass er so speziell ist? Dieses Jahr hat der Februar wieder mal einen Tag mehr, und Schalttags-Kinder können ihre Geburtstagsparty ausnahmsweise am 29. Februar, dem richtigen Datum, feiern. Warum aber tanzt der Februar so aus der Reihe und warum brauchen wir überhaupt einen Schalttag?

1. Warum braucht es den Schalttag?

Unser Kalender ist ein Sonnenkalender. Seine Grundlage ist ein Sonnenjahr (auch «tropisches Jahr» genannt), also die Zeitspanne, in der die Erde die Sonne genau einmal umrundet. Neben dieser Kreisbewegung spielt aber noch eine weitere Rotation unseres Planeten eine Rolle: Die Erde dreht sich auf ihrer Bahn um die Sonne zugleich um sich selber. Diese Kreisbewegung ist die Grundlage für die kalendarische Einheit «Tag».

Dummerweise gehen diese beiden Kreisbewegungen nicht schön auf – mit anderen Worten, ein Sonnenjahr hat nicht exakt 365 ganze Tage. Die Erde benötigt für einen kompletten Umlauf um die Sonne 5 Stunden, 48 Minuten und 46 Sekunden mehr Zeit. Wird diese kleine Differenz nicht bereinigt, akkumuliert sie sich mit der Zeit, was dazu führt, dass sich im Kalender Jahreszeiten und astronomische Ereignisse wie Äquinoktien allmählich verschieben (siehe die 2. Grafik weiter unten).

Schon der antike julianische Kalender kompensierte die erwähnte Differenz, indem er alle vier Jahre einen zusätzlichen Tag – einen Schalttag – einschaltete. Diese Korrektur war allerdings nicht exakt genug: Nun war das Jahr rund 11 Minuten zu lang. Diesen Fehler bereinigte der gregorianische Kalender, den wir heute verwenden. Schaltjahre berechnet er nach folgender Formel:

• Ein Schaltjahr muss ganzzahlig durch 4 teilbar sein.
• Säkularjahre, also Jahre, die ein Jahrhundert abschliessen und ganzzahlig durch 100 teilbar sind (z. B. 1900, 2100), sind keine Schaltjahre.
• Davon ausgenommen sind Säkularjahre, die ganzzahlig durch 400 teilbar sind (z. B. 1600, 2000).

So korrigiert ein Schalttag die Differenz zwischen Sonnenjahr und Kalenderjahr:

Das Kalenderjahr ist mit 365 ganzen Tagen ca. 0,24 Tage kürzer als das Sonnenjahr. Dieser Rückstand akkumuliert sich mit der Zeit und muss durch einen Schalttag kompensiert werden. Die Grafik ist nicht massstabsgetreu, um die Visualisierung zu vereinfachen. Die Grösse der Himmelskörper und der Tages-Sektoren sind daher stark übertrieben.

2. Was würde passieren, wenn wir keinen Schalttag hätten?

Der Kalender würde mit der Zeit die astronomische Realität immer schlechter abbilden. Astronomische Ereignisse wie die Äquinoktien (Tagundnachtgleichen) und damit die Jahreszeiten würden sich allmählich im Kalender verschieben. In nur 400 Jahren fiele die Frühlings-Tagundnachtgleiche auf Ende Juni statt auf Ende März. Der längste Tag wäre Ende September, der kürzeste Ende März.

So würden sich die Jahreszeiten ohne Schalttage im Kalender verschieben:

Infografik: Wenn wir keine Schalttage hätten

3. Warum fällt der Schalttag ausgerechnet auf Ende Februar? Und warum ist dieser Monat kürzer als alle anderen?

Im alten römischen Kalender war der Februarius – der nach dem Reinigungsfest Februa am Ende des Jahres benannt war – ursprünglich der letzte Monat. Zugleich war er mit 28 Tagen der kürzeste – die anderen Monate hatten im Wechsel 29 und 31 Tage. Zusammen ergab dies die 355 Tage des altrömischen Kalenders, der zur Angleichung an das Sonnenjahr Schaltmonate verwendete. Diesen Schaltmonat fügte man jeweils im letzten Monat – also im Februar – ein, und zwar nicht etwa am Ende, sondern am 24. Februar. Die restlichen Tage des Februars folgten nach dem Schaltmonat.

Das würde Obelix zum altrömischen Kalendersystem sagen.

Den Schaltmonat fügte man auch weiterhin im Februar ein, als der Jahresbeginn ab 153 v. Chr. vom 1. März auf den 1. Januar verschoben wurde. An die vorherige Regelung erinnern heute noch die Monatsnamen September (der siebte), Oktober (der achte), November (der neunte) und Dezember (der zehnte). Nach Cäsars Kalenderreform 45 v. Chr. ersetzte der nach ihm benannte julianische Kalender den altrömischen. Der Schaltmonat wurde gestrichen, dafür erhielt der Februar einen Schalttag (der 24. wurde in einem Schaltjahr doppelt gezählt). Die anderen Monate im nunmehr 365 Tage zählenden Jahr hatten im Wechsel 30 und 31 Tage – der Februar blieb auf seinen 28 bzw. 29 Tagen sitzen.

4. Übrigens: Es gibt auch Schaltsekunden

Am 31. Dezember 2016 Schlag Mitternacht (UTC) war es so weit: Der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme (IERS) fügte die bisher letzte Schaltsekunde ein. Obwohl die Bezeichnung es vermuten lässt, hat die Schaltsekunde nichts mit dem Schaltjahr zu tun. Schaltsekunden haben mit der Definition der Sekunde und der Erdrotation zu tun und betreffen die Uhrzeit, aber nicht den Kalender.

Ursprünglich definierte man eine Sekunde als 1:86’400 der gemittelten Tageslänge, da ein Tag in 24 Stunden à 60 Minuten zu je 60 Sekunden (= 86’400 Sekunden) eingeteilt ist. Diese Weltzeitsekunde schwankt jedoch in ihrer Dauer, da die Geschwindigkeit der Erdrotation geringfügigen Schwankungen unterliegt und im langfristigen Mittel abnimmt. Die seit 1967 im internationalen Einheitensystem SI gültige Definition der Sekunde beruht hingegen auf einer atomphysikalischen Konstante. Diese «Atomsekunden» bleiben über Jahrmillionen hinweg nahezu konstant.

Die Erdrotation wird durch die Gezeitenwirkung gebremst und verlangsamt sich im langfristigen Mittel.

Die Differenz zwischen der astronomischen Universal Time, die auf der Weltzeitsekunde basiert, und der Internationalen Atomzeit (TAI) nimmt deshalb im Lauf der Zeit zu. Um die Uhrzeit an die astronomische Realität anzupassen, muss die Koordinierte Weltzeit (UTC), deren Sekunde mit der «Atomsekunde» übereinstimmt, sporadisch mit einer Schaltsekunde angepasst werden. Dies geschieht unregelmässig, da die Geschwindigkeit der Erdrotation schwankt. Üblicherweise werden Schaltsekunden am Ende oder in der Mitte eines Jahres eingefügt. Sie werden dann an die letzte Minute des 30. Juni bzw. des 31. Dezember in der Zeitskala UTC angehängt – auf 23:59:59 folgt dann 23:59:60 und erst dann 00:00:00. Der nächstmögliche Termin ist laut IERS der 15. Juli 2024.

So würde eine auf die Zeitzone UTC eingestellte Digitaluhr eine Schaltsekunde anzeigen.