Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Es gibt eine ganz einfache Erklärung, warum es im Sommer wärmer ist als im Winter. Dahinter stecken Gradzahlen – aber nicht die der Temperaturskala, sondern Neigungsgradzahlen.

Die Erde dreht sich bekanntermaßen um eine Achse, die vom Nordpol zum Südpol verläuft. Das macht sie einmal in 24 Stunden (genauer gesagt in 23 Stunden, 56 Minuten und 4,1 Sekunden). So lang ist ein Tag. Diese Achse, um die sich die Erde dreht, ist nicht grade sondern geneigt, und zwar in einem Winkel von 23,5 Grad. Deshalb bekommen unterschiedliche Orte auf der Welt unterschiedlich lang Sonne ab.

Bei unserem Beispiel  ist die Orange die Erde. Da, wo Licht auf die Orange fällt, ist Tag. Auf der Schattenseite ist Nacht. Die rote Stecknadel ist Europa, die blaue Stecknadel ist Australien. Dreht man jetzt an der Orange, kann man ziemlich gut beobachten, wann wo der Tag beginnt und wann die Nacht. Steht die Sonne für uns Europäer in der „Sommer-Position“, bekommt die Nordhalbkugel insgesamt deutlich mehr Tageslicht ab, als die Südhalbkugel. Die Sonne hat hier mehr Zeit, der Boden und die Luft aufzuheizen. Wir haben dann Sommer. Gleichzeitig bekommt die Südhalbkugel weniger Sonne ab. In Australien ist dann Winter.

Im Laufe des Jahres wandert die Sonne um die Erde. Der Neigungswinkel bleibt aber gleich, so dass ein halbes Jahr später wir in Europa weniger Sonne abbekommen als die Bewohner der Südhalbkugel. Die Tage sind dann kürzer und wir haben Winter.  Und gleichzeitig haben die Australier Sommer.

Wäre die Achse, um die sich die Erde dreht, nicht geneigt, dann gäbe es auf der Nord- und der Südhalbkugel keine Unterschiede in der Länge der Sonnenstunden, und wir hätten keine unterschiedlichen Jahreszeiten.

In manchen Regionen der Erde treten Jahreszeiten wie Frühling, Sommer, Herbst und Winter auf. Sie entstehen durch die Neigung der Erdachse, die eine unterschiedliche Verteilung der Sonnenenergie auf der Erdoberfläche bewirkt.

Inhaltsverzeichnis

  • Allgemeines
  • Die Energieverteilung
  • Die Tageslänge
  • Die Reflexion/Absorption
  • Die Atmosphäre
  • Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel

Allgemeines

Die Erde bewegt sich nicht auf einer kreisförmigen, sondern auf einer elliptischen Bahn um die Sonne. Dabei kommt sie der Sonne näher (bis zu 147 Mio. km) und entfernt sich wieder (bis zu 152 Mio. km).

Grafische Darstellung der Distanze zur Sonne

Die Jahreszeiten entstehen jedoch nicht, wie oft geglaubt wird, durch die Entfernung der Erde zur Sonne, sondern durch die Neigung der Erdachse. Die Achse, um die sich die Erde dreht, steht nämlich nicht senkrecht zur Umlaufbahn um die Sonne, sondern ist um etwa 23,4 Grad geneigt.

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Neigung der Erdachse

Weil sich dadurch beim Umlauf der Erde um die Sonne der Winkel der Sonneneinstrahlung ständig ändert, entstehen die Jahreszeiten.

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Winkel der Sonneneinstrahlung

Vier Hauptfaktoren beeinflussen die Jahreszeiten:

  1. Die Energieverteilung
  2. Die Tageslänge
  3. Die Reflexion/Absorption
  4. Der Weg durch die Atmosphäre

Die Energieverteilung

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Verschieden große Flächen, die ein Sonnenstrahl in der Nord- bzw. der Südhalbkugel abdeckt.

Je flacher die Sonnenstrahlen auf die Erde treffen, umso mehr Fläche müssen sie erwärmen. Am 21. Dezember ist die Nordhalbkugel am stärksten von der Sonne weggeneigt und die Sonnenstrahlen fallen somit am flachsten ein - es herrscht Winter. Gleichzeitig ist die Südhalbkugel am stärksten zur Sonne geneigt und die Sonnenstrahlen fallen am steilsten ein. Die gleiche Energiemenge wirkt auf einen viel kleineren Teil der Erde und erwärmt sie dadurch deutlich stärker - es herrscht Sommer.

Am 21. Juni ist die Nordhalbkugel am stärksten zur Sonne geneigt und somit markiert dieser Tag den Sommerbeginn auf der Nord- und den Winterbeginn auf der Südhalbkugel.

Die Tageslänge

Durch die Neigung der Erdachse verringert sich die Tageslänge auf der von der Sonne abgeneigten Halbkugel. Auf der zur Sonne geneigten Halbkugel verlängert sie sich.
Am 21. Dezember scheint die Sonne beispielsweise in Wien nur etwa acht Stunden und am 21. Juni etwa 16 Stunden - also doppelt so lang. Dadurch kann die Sonne im Sommer viel länger auf die entsprechende Halbkugel wirken und sie somit stärker erwärmen.

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Verschiedene Tageslängen auf der Nord- bzw. Südhalbkugel

Polartag/Polarnacht

Wenn die Sonne nicht untergehen würde, könnte man um Mitternacht noch im Freien ein Buch lesen. An den Polarkreisen geschieht das an einem Tag im Jahr. Polartag bedeutet, dass die Sonne an diesem Tag nicht untergeht. Je näher man zu den Polen kommt, desto länger wird der Polartag. Am Pol selbst dauert er ein halbes Jahr. Weil man die Sonne auch um Mitternacht noch sieht, spricht man von der Mitternachtssonne. Zur gleichen Zeit herrscht am anderen Pol der Erde Polarnacht.

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Der nördliche und südliche Polarkreis

Die Reflexion/Absorption

Steil auftreffende Lichtstrahlen werden weniger stark reflektiert als flach auftreffende. Dies bedeutet, dass steil auftreffende Lichtstrahlen stärker von der Erde aufgenommen (absorbiert) werden. Dadurch wird der Boden auf der zur Sonne geneigten Halbkugel stärker erwärmt, als der Boden auf der von der Sonne abgeneigten Halbkugel. Diese Temperaturunterschiede begünstigen die Entstehung der Jahreszeiten.

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Die Sonnenstrahlen werden auf der Erdoberfläche reflektiert. Bei flachem Winkel stärker als bei steilem Winkel.

Die Atmosphäre

Die Erdatmosphäre wirkt wie ein großer Schild gegen die Sonnenstrahlung. Die Luft- und Wassermoleküle in der Erdatmosphäre reflektieren die Sonnenstrahlen teilweise und es kommen daher weniger auf der Erdoberfläche an. Auch die Luftverschmutzung (z.B. durch Abgase) oder Vulkanascheteilchen beeinflussen die Lichtausbeute stark.

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

Ein Teil der Sonnenstrahlung erreicht nicht die Erdeoberfläche

Umso weiter nun der Weg durch die Atmosphäre ist, umso weniger Licht (und somit Energie) kommt auf der Erde an. Durch die Neigung der Erdachse, ist auf der von der Sonne abgeneigten Halbkugel der Weg durch die Atmosphäre viel länger, als auf der zur Sonne geneigten.

Warum gibt es Sommer und Winter auf der Erde?

In Gebieten in denen Winter herrscht, haben Sonnestrahlen einen weiteren Weg durch die Atmosphäre.

Durch den längeren Weg des Sonnenlichtes durch die Erdatmosphäre, entsteht auch die rötliche Färbung des Himmels und der Sonne während des Sonnenauf- und Sonnenuntergangs.

Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel

Warum gibt es auf der Erde einen Wechsel der Jahreszeiten?

Die Jahreszeiten sind davon abhängig, wie lange und in welchem Winkel die Sonnenstrahlen am Tag auf die Erde treffen. Da die Erdachse geneigt ist und die Erde um die Sonne kreist, ändert sich der Winkel der Sonnenstrahlen im Jahresverlauf.

Warum gibt es Sommer und Winter Kinder?

Außerdem umkreist die Erde die Sonne, und zwar einmal pro Jahr. Die Erdachse steht schief auf dieser Umlaufbahn. Das sieht man auch bei jedem Globus. Diese Schiefstellung der Erdachse ist der Grund für die Jahreszeiten.

Wie funktioniert Sommer und Winter?

Befindet sich die Erde an einer Position, in der die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt ist, so ist in Deutschland Sommer. Ist der nördliche Teil der Erde jedoch von der Sonne abgewandt, so herrscht dort Winter. Die Zwischenzeit, in der sich keine der beiden Halbkugeln der Sonne zuneigt, kennst du als Frühling und Herbst.

Warum gibt es den Sommer?

Steht die Sonne für uns Europäer in der „Sommer-Position“, bekommt die Nordhalbkugel insgesamt deutlich mehr Tageslicht ab, als die Südhalbkugel. Die Sonne hat hier mehr Zeit, der Boden und die Luft aufzuheizen. Wir haben dann Sommer. Gleichzeitig bekommt die Südhalbkugel weniger Sonne ab.