Ein weit verbreiteter Irrtum besagt, dass es im Winter kälter ist, weil die Erde weiter von der Sonne entfernt ist, während es im Sommer wärmer ist, da die Sonne der Erde näher steht. Diese Vorstellung klingt auf den ersten Blick logisch, ist jedoch falsch. Tatsächlich gibt es eine andere, physikalische Erklärung für die Jahreszeiten, die nicht von der Entfernung zur Sonne abhängt. Auf der Nordhalbkugel ist die Erde im Januar sogar näher an der Sonne, aber dennoch ist es Winter. Warum ist das so?
Die Entfernung zur Sonne und der Einfluss auf die Temperatur
Die Bahn der Erde um die Sonne ist zwar elliptisch, das bedeutet aber nicht, dass die Entfernung zur Sonne den Hauptgrund für den Wechsel der Jahreszeiten darstellt. Tatsächlich beträgt die geringste Entfernung der Erde zur Sonne, der sogenannte Perihel, ungefähr 147 Millionen Kilometer und tritt Anfang Januar auf – mitten im Winter auf der Nordhalbkugel. Der weiteste Punkt, das Aphel, liegt etwa 152 Millionen Kilometer entfernt und wird im Juli erreicht, wenn auf der Nordhalbkugel Sommer ist. Dies widerspricht der weit verbreiteten Annahme, dass die Jahreszeiten von der Distanz zur Sonne abhängen.
Ein Grund, warum dieser Effekt keinen Einfluss auf das Klima hat, liegt in der geringen Exzentrizität der Erdumlaufbahn. Die Ellipse, die die Erde beschreibt, ist fast ein perfekter Kreis. Die Unterschiede in der Entfernung zwischen Erde und Sonne während des Jahres sind also relativ gering. Der Effekt dieser Entfernungsänderung auf die Erdtemperaturen ist daher minimal und nicht der Grund für die Entstehung der Jahreszeiten.
Die wahre Ursache: Neigung der Erdachse
Die Neigung der Erdachse ist der entscheidende Faktor für den Wechsel der Jahreszeiten. Die Erde rotiert um ihre eigene Achse, die derzeit um etwa 23,5 Grad gegen die Bahnebene geneigt ist. Diese Achsenneigung führt dazu, dass unterschiedliche Regionen der Erde zu verschiedenen Zeiten im Jahr unterschiedlich stark von der Sonne bestrahlt werden. Im Sommer ist die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt, sodass die Sonnenstrahlen in einem steileren Winkel auf die Erde treffen und die Tage länger sind. Dadurch wird die Erdoberfläche stärker erwärmt.
Im Winter ist die Situation genau umgekehrt. Die Nordhalbkugel ist von der Sonne abgewandt, die Sonnenstrahlen treffen in einem flacheren Winkel auf die Erdoberfläche, und die Tage sind kürzer. Dieser flachere Einfallswinkel und die geringere Tageslänge führen dazu, dass die Sonne weniger Energie auf die Erdoberfläche bringt, was die Temperaturen sinken lässt. Auf der Südhalbkugel hingegen sind die Jahreszeiten genau entgegengesetzt. Wenn auf der Nordhalbkugel Winter herrscht, ist dort Sommer, da die Südhalbkugel dann der Sonne zugewandt ist.
Ein weiteres Beispiel für die Auswirkungen der Achsenneigung ist, dass es in den Regionen nahe dem Äquator fast keine Jahreszeiten gibt. Dort steht die Sonne das ganze Jahr über fast senkrecht, und es gibt nur geringe Unterschiede in der Länge der Tage. Daher bleiben die Temperaturen das ganze Jahr über relativ stabil.
Unterschiede in der Jahreslänge
Ein weniger bekannter Aspekt, der ebenfalls auf die elliptische Erdumlaufbahn zurückzuführen ist, betrifft die Länge der Jahreszeiten. Nach den Keplerschen Gesetzen bewegt sich die Erde auf ihrer Ellipsenbahn schneller, wenn sie näher an der Sonne ist. Das bedeutet, dass die Erde im Winter und Herbst schneller um die Sonne kreist als im Frühling und Sommer. Aus diesem Grund sind der Herbst und der Winter auf der Nordhalbkugel einige Tage kürzer als der Frühling und der Sommer.
Der Unterschied ist jedoch nicht dramatisch. So ist beispielsweise der Sommer auf der Nordhalbkugel etwa fünf Tage länger als der Winter. Dieser Effekt wird durch die Ellipsenbahn verursacht, hat aber keinen direkten Einfluss auf das Klima oder die Temperaturen. Vielmehr beeinflusst er lediglich die Dauer der jeweiligen Jahreszeiten.
Achsenneigung, nicht Entfernung, verursacht Jahreszeiten
Die Vorstellung, dass die Jahreszeiten durch die Entfernung der Erde von der Sonne bestimmt werden, ist ein Missverständnis. Tatsächlich hat die Entfernung zur Sonne nur einen sehr geringen Einfluss auf die Temperaturen auf der Erde. Die wahre Ursache für die Jahreszeiten ist die Neigung der Erdachse. Diese Neigung führt dazu, dass verschiedene Teile der Erde zu unterschiedlichen Zeiten im Jahr unterschiedlich stark von der Sonne bestrahlt werden.
Im Winter sind die Sonnenstrahlen auf der Nordhalbkugel flacher und die Tage kürzer, was zu kälteren Temperaturen führt. Gleichzeitig ist die Erde im Winter jedoch näher an der Sonne als im Sommer, was zeigt, dass die Entfernung zur Sonne keine entscheidende Rolle spielt. Die Achsenneigung und die daraus resultierenden Unterschiede in der Sonneneinstrahlung sind der Schlüssel zum Verständnis der Jahreszeiten.
