Fragt man Menschen, woher die Jahreszeiten kommen, lautet die häufigste Antwort: vom unterschiedlichen Abstand der Erde zur Sonne. Das klingt plausibel – ist aber falsch. Denn dann müsste auf der ganzen Erde gleichzeitig Sommer oder Winter sein. So ist es aber nicht.
Die Erde bewegt sich auf einer fast kreisförmigen Bahn um die Sonne. Ein Umlauf dauert etwa 365 Tage. Zusätzlich dreht sich die Erde in 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse.
Zwar ist die Erdbahn leicht elliptisch, doch der Abstand zur Sonne ändert sich dabei nur wenig. Dieser Unterschied reicht bei weitem nicht aus, um Sommer und Winter zu erklären.
Die richtige Erklärung
Die Jahreszeiten entstehen durch die Kippung der Erdachse. Die Erdachse ist um etwa 23,5° gegenüber der Umlaufebene der Erde um die Sonne geneigt.
Wichtig dabei: Während die Erde um die Sonne kreist, bleibt die Richtung dieser Achse im Raum praktisch gleich.
Ein halbes Jahr lang ist die Nordhalbkugel zur Sonne hingekippt. Dann treffen die Sonnenstrahlen steiler ein: Sommer. Ein halbes Jahr später ist sie von der Sonne weggekippt: Winter.
Ein anschauliches Bild: Stell dir einen Grillspieß vor, der schräg zum Feuer gehalten wird. Die Seite, die direkter zum Feuer zeigt, bekommt mehr Energie und wird wärmer.
Im Winter steht die Sonne bei uns tief am Horizont. Die Sonnenstrahlen treffen flach auf die Erdoberfläche und verteilen sich auf eine größere Fläche. Dadurch kommt weniger Energie pro Quadratmeter an.
Im Sommer steht die Sonne höher. Die Strahlen treffen steiler ein und konzentrieren ihre Energie auf eine kleinere Fläche. Es wird wärmer.
Warum bleibt die Erdachse überhaupt stabil gekippt? Das liegt an der Drehimpulserhaltung. Wie bei einem Kreisel bleibt die Drehachse eines rotierenden Körpers in ihrer Richtung erhalten.
Die Kippung der Erdachse erklärt nicht nur die Jahreszeiten, sondern auch viele weitere Phänomene: Klimazonen, Polartag und Polarnacht sowie großräumige Windsysteme wie den Monsun.
Wikipedia: Jahreszeit | Ekliptik | Achsneigung | Drehimpuls
Begriffe: Jahreszeiten, Erdachse, Achsneigung, Ekliptik, Sommer, Winter, Sonnenstand, Drehimpulserhaltung, Klimazonen
Fragen
- Warum sind Sommer und Winter auf Nord- und Südhalbkugel gegensätzlich?
- Warum ist es am Äquator das ganze Jahr über ähnlich warm?
- Warum ist der Sommer auf der Südhalbkugel kürzer, aber intensiver?
- Wie würden die Jahreszeiten ohne Erdachsenkippung aussehen?
Immer noch interessiert?
- Warum gibt es Polartag und Polarnacht?
- Wie verändern sich die Jahreszeiten über Tausende Jahre?
- Welche Rolle spielen Jahreszeiten für Klima und Ökosysteme?