Jahreszeiten: Entstehung einfach erklärt

Die Erde läuft in einem Jahr einmal um die Sonne. Das nennt man Erdumlauf. Gleichzeitig dreht sie sich um sich selbst. Die gedachte Linie, um die sie sich dreht, heißt Erdachse.

Die Erdachse steht nicht gerade, sondern schief zur Bahnebene. Das ist die Ebene, in der die Erde um die Sonne läuft. Der Äquator ist dadurch derzeit um etwa 23,4° gegen die Bahnebene geneigt. Wie bei einem Kreisel behält die Achse ihre Richtung im Raum (nahezu) bei, während die Erde um die Sonne läuft.

Deshalb ist die Nordhalbkugel (die nördliche Hälfte der Erde) mal der Sonne zugeneigt und mal von ihr abgeneigt. Zwischen März und September ist sie stärker der Sonne zugeneigt. Im Juni fallen die Sonnenstrahlen senkrecht auf sie, dann ist dort Sommer. Ein halbes Jahr später, am gegenüberliegenden Punkt der Bahn, ist sie der Sonne abgeneigt. Nach einem Umlauf wiederholt sich alles.

Wie warm es wird, hängt von zwei Dingen ab: Wie steil trifft das Sonnenlicht auf den Boden, und wie lange scheint es? Je länger und je steiler Sonnenlicht auf die Oberfläche trifft, desto mehr kann diese Region erwärmt werden.

Die Sonne läuft jeden Tag auf einem Bogen über den Himmel. Im Sommer ist dieser Bogen hoch. Die Sonne steht mittags hoch, ihre Strahlen treffen steil auf. Dann liefern sie relativ viel Energie pro Fläche. Außerdem liegt der größere Teil des Bogens über dem Horizont. Die Tage sind lang, und es bleibt viel Zeit zum Erwärmen.

Im Winter ist es umgekehrt. Die Sonne steht tief, ihre Strahlen treffen flacher auf und verteilen sich auf eine größere Fläche. Sie bringen weniger Energie. Nur der kleinere Teil des Bogens liegt über dem Horizont, die Tage sind kurz. Die Folge ist eine Abkühlung. Der Boden folgt den Höchst- und Tiefstständen der Sonne mit einer gewissen Verzögerung.

Sonnenwenden sind die zwei Zeitpunkte im Jahr, an denen die Sonne ihren höchsten oder ihren tiefsten Stand erreicht. Zur Sommersonnenwende (auf der Nordhalbkugel im Juni) hat die Sonne ihren höchsten Stand und der Tag ist am längsten. Zur Wintersonnenwende (im Dezember) steht sie am tiefsten und der Tag ist am kürzesten. Je weiter du vom Äquator weggehst, desto größer sind diese Unterschiede. Sie reichen bis zur Polarnacht, also Wochen bis Monaten, in denen die Sonne nicht über den Horizont kommt. Zum Äquator hin werden die Schwankungen geringer.

Auf der Südhalbkugel (der südlichen Hälfte der Erde) sind die Jahreszeiten denen der Nordhalbkugel entgegengesetzt. Ist es im Süden Sommer, ist es im Norden Winter, und umgekehrt. Man sagt: Sie sind kalendarisch um ein halbes Jahr versetzt.

Der Grund ist die schiefe Achse. Im Juni ist die Nordhalbkugel der Sonne zugeneigt: Im Norden ist Sommer, im Süden Winter. Im Dezember fallen die Strahlen senkrecht auf die Südhalbkugel: Im Süden ist Sommer, im Norden Winter.

Die Sonne steht dann senkrecht über den Wendekreisen. Das sind zwei Linien um die Erde auf 23,4° nördlicher und südlicher Breite. Um den 20. oder 21. Juni steht sie senkrecht über dem nördlichen Wendekreis, um den 21. oder 22. Dezember über dem südlichen.

In den Gebieten beidseits des Äquators (Tropen und Subtropen) sind jahreszeitliche Veränderungen weniger ausgeprägt. Stattdessen treten Regen- und Trockenzeiten auf. In Äquatorgebieten gibt es (fast) keine Jahreszeiten.

Viele denken, im Sommer sei die Erde näher an der Sonne. Das stimmt nicht. Die Erde läuft auf einer Bahn um die Sonne, die elliptisch und nicht kreisförmig ist. Deshalb ändert sich ihr Abstand zur Sonne ein wenig.

Unter den derzeitigen Umständen ist die Erde um den 3. Januar der Sonne am nächsten, in rund 147,1 Millionen km Entfernung. Um den 5. Juli ist sie am weitesten weg, in rund 152,1 Millionen km Entfernung. Anfang Januar ist auf der Nordhalbkugel aber Winter und Anfang Juli Sommer. Der Abstand kann also nicht die Ursache sein.

Ein zweites Argument: Wäre der Abstand die Ursache, wäre es überall auf der Erde gleichzeitig Sommer oder Winter. Das ist nicht so, denn Nord und Süd haben entgegengesetzte Jahreszeiten.

Der Abstand ändert sich nur wenig, weil die Bahn nur wenig von einem Kreis abweicht. Er verändert allein, wie stark das Licht ist. Unter den derzeitigen Umständen macht er den Winter im Süden etwas strenger und den im Norden etwas milder. Der Grund für die Jahreszeiten liegt im Winkel und in der Dauer der Sonneneinstrahlung.