Astronomie
Die Jahreszeiten
Wie kommen eigentlich unsere Jahreszeiten zustande?
Hierzu betrachten wir die Bewegung der Erde im Sonnensystem. Die Erde dreht sich an einem Tag einmal um die eigene Achse. Bezogen auf die Sonne dauert das genau 24 Stunden. Gleichzeitig scheint die Sonne aus einer bestimmten Richtung auf die Erde. Dadurch entsteht auf der Erde der Wechsel zwischen Hellphasen „Tag“ und Dunkelphasen „Nacht“. In Abb. 1 ist dies für den 23. September dargestellt.
→ Die Tag-Nachtgrenze auf der Karte
Gleichzeitig bewegt sich die Erde aber auch in einem Zeitraum von einem Jahr einmal um die Sonne. Sie bewegt sich dabei in einer Ebene um die Sonne. Diese Ebene heißt „Ekliptikebene“ (Abb. 2).
Video zur Entstehung der Jahreszeiten:
Abb. 1: Die Rotation der Erde um die eigene Achse bewirkt Hellphasen (Tag) und Dunkelphasen (Nacht)
Abb. 2:Die Bahn der Erde in der Ekliptikebene.
Abb. 3: Die Neigung der Erdachse.
Dabei ist die Erdachse aber um ca. 23,45° gegen die Senkrechte zur Ekliptikebene gekippt und behält ihre Orientierung konstant (*). Um den 22./23. September ergibt sich dadurch folgendes Bild (Abb. 3).
Für uns auf der Erde bedeutet das, dass unser Standpunkt genau für 12 Stunden der Sonne zugewandt ist (Tag) und für die übrigen 12 Stunden von der Sonne abgewandt ist (Nacht).
Bei genauerer Betrachtung ist die Orientierung der Erdachse im Raum nicht stabil. Sie führt eine Präzessionsbewegung aus die dazu führt, dass sich die Erdachse in einem Zeitraum von ca.
25800 Jahren einmal um die Senkrechte zur Ekliptikebene herumbewegt. Die Erde verhält sich dabei wie ein Kreisel. Die Schwerkraft der Sonne bewirkt bei der Eigendrehung der
Erde eine aufrichtende Kraft. Durch die Drehung der Erde bewirkt (wie beim Kreisel) die aufrichtende Kraft ein rechtwinkliges Ausweichen der Erdachse. Dadurch verringert sich die
Schrägstellung der Achse nicht, aber die Achse verändert ihre Orientierung ("Präzessionsbewegung"). Nach ca. 25800 Jahren erreicht die Erdachse dann wieder die ursprüngliche
Ausrichtung.
Für die Erklärung der Jahreszeiten (also den Zeitraum eines Jahres) ist dies aber aufgrund der sehr langen Zeit für die Präzessionsbewegung der Erdachse (ca. 25800 Jahre) zu
vernachlässigen.
Wie sieht es aber drei Monate vorher aus?
Die Orientierung der Erdachse bleibt während der Umdrehung um die Sonne immer gleich. Das heißt aber, dass sich um den den 20./21. Juni die folgende Situation ergibt:
Die Nordhalbkugel ist hier zur Sonne geneigt. Die Erde dreht sich natürlich auch weiterhin um die eigene Achse. Der Nordpol ist dabei aber immer zur Sonne geneigt. Hier geht die Sonne nie unter (Polartag). Für uns in Europa bedeutet es, dass die Hellphase eines Tages länger als 12 Stunden dauert. Die Sonne geht früher auf und später unter.
(Achtung: Das hat NICHTS mit der verstellten Uhrzeit, der sog. „Sommerzeit“ während des Sommerhalbjahres zu tun!!).
Abb. 4: Orientierung der Erdachse zur Sommersonnenwende.
Abb 5: Wintersonnenwende
Ein halbes Jahr später (am 20./21. Dezember) ist hingegen die Nordhalbkugel von der Sonne weggeneigt. Auf dem Nordpol ist die Sonne dann überhaupt nicht zu sehen. In Europa sind jetzt die "Tage kürzer" (d.h. die Hellphasen) und die "Nächste länger" (d.h. die Dunkelphasen), die Sonne geht später auf und früher unter. Die Hellphase ist kürzer als 12 Stunden.
(Achtung: Auch das hat NICHTS mit der Uhrumstellung auf die sog. „Winterzeit“ ( = Normalzeit, MEZ) zu tun!!).
Während eines Jahres ergeben sich durch die Drehbewegungen der Erde um die eigene Achse und gleichzeitig um die Sonne also verschiedene Situationen die wir als „Jahreszeiten“ bezeichnen. Am 20./21. Juni ist die Hellphase in Europa am längsten, das ist der Tag der Sommersonnenwende. Danach wird die Hellphase wieder kürzer und die Dunkelphase eines Tages länger. Am 22./23. September ist Tag-und-Nachgleiche. Die Hell- und Dunkelphase eines Tages dauern 12 Stunden. Am 20./21. Dezember ist die Hellphase eines Tages am kürzesten, das ist der Tag der Wintersonnenwende. Danach wird die Hellphase wieder länger. Am 20./21. März ist die Hell- und Dunkelphase eines Tages dann wieder gleichlang, hier ist wieder Tag-und-Nachtgleiche. Danach ist die Hellphase wieder länger als die Dunkelphase eines Tages.
(Achtung: Auch dies hängt NICHT mit der verstellten Uhrzeit im Frühjahr zusammen!)
Abb. 6: Die Entstehung der Jahreszeiten
Wichtig bei dieser Thematik ist zu beachten, dass die Verstellung der Uhren im Frühjahr und im Herbst keinen Einfluss auf die Jahreszeiten hat. Die Länge der Hell- und Dunkelphasen an den Tagen wird davon nicht beeinflusst.
Weiterführende Informationen zu den gesundheitlichen Folgen der Sommerzeitverordnung sind auf der folgenden Internetseite zu finden: http://www.zeitumstellung-abschaffen.de/
Astronomische und meteorologische Jahreszeiten
Wann beginnt der Sommer wirklich? Meteorologen teilen die Jahreszeiten nicht nach den astronomischen Gegebenheiten ein. Sie fassen hingegen klimatische Zeitperioden zu den meteorologischen Jahreszeiten zusammen. Weiterhin soll die Auswertung von klimatischen Daten wie beispielsweise die Statistik der Mittelwerte (Temperatur, Niederschlag, Sonnenscheindauer, usw.) für einzelne Monate vereinfacht werden. Hierfür wird der Angang der meteorologischen Jahreszeiten auf den jeweils ersten Tag des Monats verlegt. Auf die tatsächlichen (astronomischen) Gegebenheiten (Sonnenaufgang, Sonnenuntergang, usw.) hat diese meteorologische Festlegung natürlich keine Auswirkungen. Es ergeben sich die folgenden Einteilungen:
Astronomische Jahreszeiten
Der Frühling startet am Tag der Frühlings-Tag-Nacht-Gleiche (20./21. März).
Der Sommer startet am Tag der Sommer-Sonnenwende (20./21. Juni).
Der Herbst startet am Tag der Herbst-Tag-Nacht-Gleiche (22./23. September).
Der Winter beginnt am Tag der Winter-Sonnenwende (21./22. Dezember).
(Der genaue Zeitpunkt ist durch den Einfluss des Mondes nicht jedes Jahr exatkt gleich.)
Meteorologische Jahreszeiten
Der Frühling startet meteorologisch immer am 01. März.
Der Sommer startet meteorologisch immer am 01. Juni.
Der Herbst startet meteorologisch immer am 01. September.
Der Winter startet meteorologisch immer am 01. Dezember.
Hier einige Links die dich auch interessieren könnten:
Odysso begleitet Sternenfans, die mehr Dunkelheit auf der Erde fordern, sucht nach außerirdischem Leben und zeigt: Astronomisches Wissen ist nicht nur wichtig, sondern sogar überlebenswichtig.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
Eine Reise durch unser Sonnensystem?
Informationen zum Weltraum und unserem Planeten Erde? Das und noch viel mehr findest du beim DLR
α-Centauri ist eine Sendereihe in der der Astrophysiker Harald Lesch in jeweils ca. 15-minütigen Folgen Fragen aus der Physik – insbesondere der Astronomie und Astrophysik – und bisweilen der Philosophie beantwortet.
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Quellenangaben zu den Inhalten auf dieser Seite (Bildlizenzen)
Abb 1: Jahreszeiten -
Tag-und-Nachtgleiche - 23. September - V1 von Dr. Andreas Rueff
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Abb 2: Jahreszeiten - Ekliptikebene von Dr. Andreas
Rueff
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Abb 3: Jahreszeiten -
Tag-und-Nachtgleiche - 23. September - V2 von Dr. Andreas Rueff
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Abb 4: Jahreszeiten -
Sommersonnenwende - 21. Juni von Dr. Andreas Rueff
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Abb 5: Jahreszeiten -
Wintersonnenwende - 21. Dezember von Dr. Andreas Rueff
ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
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Abb 6: Jahreszeiten - Jahreszeiten -
vollständiger Jahresverlauf von Dr. Andreas Rueff
ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International
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