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Grundwissen

Jahreszeiten

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Die Erde kreist in einer Ebene um die Sonne. Wäre die Rotationsachse der Erde, um welche sie sich in 24 Stunden einmal dreht, senkrecht zur Erdbahnebene, so wäre der Winkel, unter dem die Sonne auf einen Punkt der Erdoberfläche einstrahlt, das ganze Jahr über gleich. Tatsächlich ist aber die feststehende Rotationsache der Erde um \(66,5^\circ \) gegenüber Ebene in der die Erde um die Sonne läuft (Ekliptik) geneigt. Dies heißt, dass der Winkel zwischen der Erdachse und einem Lot auf die Ekliptik-Ebene \(90^\circ  - 66,5^\circ  = 23,5^\circ \) beträgt. Wie weiter unten gezeigt wird, ist diese Neigung der Erdachse die Ursache für die Jahreszeiten.

Die folgende Animation zeigt vereinfacht die Verhältnisse auf der Nordhalbkugel. Die Größenverhältnisse sind nicht real. Die rote Linie an der Erdkugel markiert den Äquator, die grüne Linie an der Erdkugel den Breitenkreis für München (\(48,1^\circ \) geographische Breite).

Hinweis: Die Bahn der Erde um die Sonne ist keine reine Kreisbahn sondern eine Ellipse ("deformierter Kreis"). Dabei befindet sich die Sonne in einem der beiden Ellipsenbrennpunkte. Oft wird fälschlicherweise angenommen, dass die Jahreszeiten dadurch zustande kommen, dass sich die Erde im Sommer näher an der Sonne befindet als im Winter. Man kann sich leicht überlegen, dass dies nicht stimmen kann, da ja zu der Zeit, in der wir auf der Nordhalbkugel Sommer haben, auf der Südhalbkugel Winter herrscht. Wie man aus der Animation ersehen kann, ist die Erde im Winterhalbjahr (der Nordhalbkugel) sogar etwas näher an der Sonne als im Sommerhalbjahr.

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22. Dezember (Winteranfang): Auf der Nordhalbkugel fällt das Licht sehr flach (unter einem kleinen Winkel) und nur relativ kurz auf die Erdoberfläche. Dies ist der kürzeste Tag und die längste Nacht des Jahres.

22. Dezember - 21. März (Winter): Auf der Nordhalbkugel fällt das Licht langsam steiler und länger auf die Erdoberfläche. Die Tage werden länger, die Nächte kürzer.

21. März (Frühlingsanfang): Die Lichteinstrahlung auf Nord- und Südhalbkugel ist gleich groß. Der Tag ist genau so lang wie die Nacht.

21. März - 21. Juni (Frühling): Auf der Nordhalbkugel fällt das Licht immer steiler und länger auf die Erdoberfläche. Die Tage werden immer länger, die Nächte kürzer.

21. Juni (Sommeranfang): Auf der Nordhalbkugel fällt das Licht sehr steil (unter einem großen Winkel) und sehr lang auf die Erdoberfläche. Dies ist der längste Tag und die kürzeste Nacht des Jahres.

21. Juni - 23. September (Sommer): Auf der Nordhalbkugel fällt das Licht langsam flacher und kürzer auf die Erdoberfläche. Die Tage werden kürzer, die Nächte länger.

23. September (Herbstanfang): Die Lichteinstrahlung auf Nord- und Südhalbkugel ist gleich groß; der Tag ist genau so lang wie die Nacht.

23. September - 22. Dezember (Herbst): Auf der Nordhalbkugel fällt das Licht immer flacher und kürzer auf die Erdoberfläche. Die Tage werden immer kürzer, die Nächte länger.

Abb. 1 Bewegung der Erde auf einer Ellipsenbahn um die Sonne und Entstehung der Jahreszeiten aufgrund der Neigung der Erdachse gegen die Ekliptik