Warum es Jahreszeiten gibt

Der verbreitete Irrtum

Viele glauben, Sommer sei, wenn die Erde der Sonne näher ist. Das klingt plausibel, ist aber falsch. Die Erdbahn ist fast ein Kreis, und der Unterschied zwischen ihrem nächsten und fernsten Punkt beträgt nur etwa 3 Prozent.

Der Zeitpunkt verrät es. Die Erde erreicht das Perihel, ihren sonnennächsten Punkt, Anfang Januar. Das ist mitten im Winter in Europa, Nordamerika und dem größten Teil Asiens. Würde der Abstand die Jahreszeiten bestimmen, hätte der ganze Planet gleichzeitig Sommer, und das ist nicht so.

Der wahre Grund: eine geneigte Achse

Die Erde dreht sich um eine gedachte Linie, ihre Achse, und diese Achse ist gegenüber der Bahnebene um etwa 23,4° aus der Senkrechten gekippt. Die Neigung zeigt das ganze Jahr über fast in dieselbe Richtung im Raum, auf einen Punkt nahe Polaris, dem Polarstern.

Während die Erde die Sonne umrundet, führt diese feste Neigung dazu, dass sich jede Halbkugel abwechselnd der Sonne zuneigt. Um den Juni herum neigt sich die Nordhalbkugel zur Sonne und hat Sommer. Ein halbes Jahr später, auf der anderen Seite der Bahn, ist die Südhalbkugel an der Reihe.

Warum die Neigung zur Sonne wärmer macht

Zwei Effekte wirken zusammen. Erstens steht die Sonne mittags höher am Himmel, wenn sich Ihre Halbkugel ihr zuneigt. Steil einfallendes Sonnenlicht trifft den Boden direkter, sodass dieselbe Energiemenge auf eine kleinere Fläche verteilt wird. Das flache Wintersonnenlicht kommt schräg an und verteilt sich dünn, ähnlich wie der Strahl einer Taschenlampe, die man schräg über einen Tisch hält.

Zweitens sind die Tage länger. Mehr Sonnenstunden und weniger Dunkelheit bedeuten, dass Boden und Luft mehr Wärme aufnehmen als abgeben. Ozeane und Land brauchen Zeit, um sich zu erwärmen und abzukühlen, weshalb die heißesten Wochen meist etwa einen Monat nach der Junisonnenwende kommen und nicht genau an ihr.

Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen

Eine Sonnenwende ist der Moment, in dem die Sonne an unserem Himmel ihren nördlichsten oder südlichsten Punkt erreicht. Die Junisonnenwende am 20. oder 21. Juni bringt im Norden den längsten Tag des Jahres und im Süden den kürzesten. Die Dezembersonnenwende am 21. oder 22. Dezember bewirkt das Umgekehrte.

Eine Tagundnachtgleiche ist der Moment, in dem die Sonne den Himmelsäquator überquert, die Projektion des Erdäquators an den Himmel. Das geschieht um den 20. März und den 22. oder 23. September. An diesen Tagen geht die Sonne überall auf der Erde fast genau im Osten auf und fast genau im Westen unter.

Die Daten verschieben sich von Jahr zu Jahr um etwa einen Tag, weil unser Kalenderjahr nicht glatt in den Erdumlauf aufgeht. Schaltjahre bringen die Daten wieder ins Lot.

Die Tageslänge im Jahreslauf

Am stärksten ändert sich die Tageslänge fern vom Äquator. In Istanbul, auf etwa 41° nördlicher Breite, bringt die Junisonnenwende rund 15 Stunden Tageslicht, die Dezembersonnenwende etwa 9 Stunden 15 Minuten. In Äquatornähe bleiben die Tage das ganze Jahr nahe 12 Stunden, weshalb die Jahreszeiten dort eher durch Regen als durch Temperatur bestimmt werden.

Innerhalb des nördlichen und südlichen Polarkreises, auf etwa 66,6° Breite, kann die Sonne im Sommer einen ganzen Tag oder länger über dem Horizont bleiben und im Winter darunter. Das sind die Mitternachtssonne und die Polarnacht.

Eine kleine Überraschung: Selbst an einer Tagundnachtgleiche ist es einige Minuten länger als 12 Stunden hell. Die Erdatmosphäre lenkt das Sonnenlicht ab, sodass wir die Sonne etwas vor ihrem wahren Aufgang und nach ihrem wahren Untergang sehen, und der Sonnenaufgang wird vom oberen Sonnenrand an gezählt, nicht von ihrer Mitte.

Entgegengesetzte Jahreszeiten auf beiden Halbkugeln

Weil sich die Halbkugeln abwechselnd der Sonne zuneigen, sind ihre Jahreszeiten immer entgegengesetzt. Wenn in der Türkei Sommer ist, ist in Australien, Argentinien und Südafrika Winter. Weihnachten in Sydney ist ein Strandurlaub.

Das vertauscht auch die Namen. Die Junisonnenwende heißt oft Sommersonnenwende, aber nur im Norden. Astronomen benennen Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen lieber nach dem Monat, damit die Begriffe für alle passen.

Sehen Sie selbst

Den Wechsel der Jahreszeiten können Sie ganz ohne Ausrüstung verfolgen. Notieren Sie einmal im Monat, wo die Sonne an Ihrem Horizont untergeht, und nehmen Sie einen Baum oder ein Gebäude als Markierung. Im Lauf eines Jahres wandert der Untergangspunkt zum Juni hin nach Norden und zum Dezember hin nach Süden und verharrt kurz um jede Sonnenwende.

Sie können auch die Länge des Schattens eines Stabs zum örtlichen Mittag messen. Auf der Nordhalbkugel ist der Schatten um die Junisonnenwende am kürzesten und um die Dezembersonnenwende am längsten. Schauen Sie dabei nie direkt in die Sonne; beobachten Sie den Schatten, nicht die Sonne. Wenn Sie die Sonne selbst betrachten möchten, verwenden Sie nur einen zertifizierten Sonnenfilter nach ISO 12312-2.