Wie entstehen die Jahreszeiten auf der Erde? Die echte astronomische Erklärung
Jedes Jahr durchlaufen wir denselben vertrauten Zyklus aus Frühling, Sommer, Herbst und Winter. Haben Sie sich aber schon einmal gefragt, wie diese Jahreszeiten tatsächlich entstehen und warum sie in Ländern wie Deutschland und Australien zu entgegengesetzten Zeiten stattfinden? Die Antwort liegt in der Art und Weise, wie sich unser Planet durch den Weltraum bewegt. In diesem Artikel erklären wir, wie Jahreszeiten definiert sind und was sie auf der Erde verursacht.
Inhalt
- Warum haben wir Jahreszeiten?
- Sind die Jahreszeiten überall gleich?
- Wie viele Jahreszeiten gibt es in einem Jahr?
- Wann beginnen die Jahreszeiten auf der Erde?
- Haben andere Planeten Jahreszeiten?
- Die Neigung der Erde verändert sich in einem 41.000-Jahres-Zyklus – und damit auch die Jahreszeiten
- Wechsel der Jahreszeiten erklärt: Die kurze Antwort
Warum haben wir Jahreszeiten?
Viele Menschen denken, dass sich die Jahreszeiten wegen der elliptischen Umlaufbahn unseres Planeten ändern: Wenn die Erde der Sonne näher ist, wird das Wetter wärmer, und wenn sie weiter entfernt ist, sinken die Temperaturen.
Glauben Sie, dass der Abstand zwischen der Erde und der Sonne die Jahreszeiten verursacht?
Das ist jedoch ein weitverbreiteter Irrtum. Tatsächlich ist die Erde der Sonne Anfang Januar am nächsten, also während des Winters auf der Nordhalbkugel. Und wenn der Abstand zur Sonne die wahre Ursache wäre, würde sich der gesamte Planet gleichzeitig erwärmen oder abkühlen. Stattdessen treten die Jahreszeiten auf der Erde in den beiden Hemisphären zu entgegengesetzten Zeiten auf: Wenn auf der Nordhalbkugel Winter ist, ist auf der Südhalbkugel Sommer.
Die Wahrheit ist, dass die Erdumlaufbahn nur leicht elliptisch ist, sodass die Veränderung der Entfernung im Laufe eines Jahres zu gering ist, um der Hauptgrund für die Jahreszeiten zu sein. An ihrem sonnennächsten Punkt ist die Erde unserem Stern nur etwa 3 % näher als an ihrem sonnenfernsten Punkt. Dieser kleine Unterschied reicht nicht aus, um die starken jahreszeitlichen Veränderungen zu erklären, die wir jedes Jahr erleben.
Der wahre Grund für die jahreszeitlichen Veränderungen ist die Neigung der Erdachse. Die Rotationsachse unseres Planeten ist um etwa 23,44° gegenüber seiner Bahnebene geneigt. Diese Neigung entstand wahrscheinlich durch gewaltige Einschläge in der frühen Geschichte der Erde. Obwohl die Neigung innerhalb eines einzelnen Jahres nahezu konstant bleibt, ändert sich die Ausrichtung der Erde relativ zur Sonne, während unser Planet den Stern umkreist.
Dadurch werden die Jahreszeiten von zwei wichtigen Effekten bestimmt:
- dem Winkel, in dem das Sonnenlicht auf die Oberfläche trifft (direkteres Sonnenlicht = stärkere Erwärmung);
- der Länge des Tageslichts (längere Tage = mehr Zeit für die Erwärmung).
Wenn eine Hemisphäre zur Sonne geneigt ist, erlebt sie Frühling und Sommer; wenn sie von der Sonne weg geneigt ist, erlebt sie Herbst und Winter.
Sind die Jahreszeiten überall gleich?
Nicht ganz. Die Jahreszeiten hängen von Ihrem Breitengrad ab. Je näher Sie den Polen sind, desto stärker fallen die jahreszeitlichen Veränderungen aus; je näher Sie dem Äquator sind, desto geringer fallen diese Veränderungen meist aus.
In Äquatornähe steht die Sonne das ganze Jahr über relativ hoch am Himmel, und die Tageslänge verändert sich kaum. Dadurch bleibt die Menge an Sonnenenergie, die die Oberfläche erreicht, von Monat zu Monat ziemlich konstant. Deshalb kennen tropische Regionen oft keine stark temperaturabhängigen Jahreszeiten wie Frühling, Sommer, Herbst und Winter. Stattdessen werden sie häufiger in Regen- und Trockenzeiten unterteilt.
In mittleren Breiten ist der jahreszeitliche Kontrast deutlich stärker. Sommertage sind deutlich länger als Wintertage, und die Mittagssonne steht im Sommer viel höher am Himmel als im Winter.
In Polnähe sind die Auswirkungen der Erdneigung am stärksten, sodass die jahreszeitlichen Veränderungen extrem werden. An den Polen gibt es ungefähr sechs Monate Tageslicht (Polarsommer) und sechs Monate Dunkelheit (Polarwinter). Und selbst während des Polarsommers ist es dort nicht so warm wie in tropischen Regionen, weil das Sonnenlicht im Vergleich zu niedrigen Breiten immer noch in einem flachen Winkel einfällt. Eine lange Tagesdauer gleicht den schwachen Sonnenwinkel also nicht vollständig aus.
Wie viele Jahreszeiten gibt es in einem Jahr?
Im astronomischen Sinn gibt es vier Jahreszeiten: Frühling, Sommer, Herbst und Winter. Sie werden durch die Sonnenwenden (wenn die Sonne ihren nördlichsten oder südlichsten Punkt am Himmel erreicht) und die Tagundnachtgleichen (wenn die Erdachse weder zur Sonne hin noch von ihr weg geneigt ist) markiert.
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Nach dem meteorologischen Ansatz gibt es ebenfalls vier Jahreszeiten. Jede Jahreszeit umfasst drei Monate und beginnt am ersten Tag eines Dreimonatszeitraums: am 1. März, 1. Juni, 1. September und 1. Dezember.
Gleichzeitig kann die Zahl der anerkannten lokalen Jahreszeiten auch von kulturellen Traditionen abhängen. Zum Beispiel verwenden manche südasiatischen Kalender sechs Jahreszeiten statt vier. Der hinduistische Kalender kennt die folgenden Jahreszeiten: Vasanta (Frühling), Greeshma (Sommer), Varsha (Monsun), Sharad (Herbst), Hemanta (Frühwinter) und Shishira (Spätwinter). Viele tropische Regionen haben nur zwei Jahreszeiten: die Regenzeit und die Trockenzeit.
Wann beginnen die Jahreszeiten auf der Erde?
Die Jahreszeiten beginnen auf der Nord- und Südhalbkugel zu entgegengesetzten Zeiten. Im nächsten Abschnitt betrachten wir die allgemeinen astronomischen und meteorologischen Daten, an denen die Jahreszeiten beginnen.
Jahreszeiten auf der Nordhalbkugel
Auf der Nordhalbkugel beginnt der meteorologische Frühling am 1. März, der Sommer am 1. Juni, der Herbst am 1. September und der Winter am 1. Dezember.
Der astronomische Frühling beginnt dort mit der März-Tagundnachtgleiche, der Sommer – mit der Juni-Sonnenwende, der Herbst – mit der September-Tagundnachtgleiche und der Winter – mit der Dezember-Sonnenwende.
Zum Beispiel beginnen im Jahr 2026 die astronomischen Jahreszeiten an diesen Daten (MEZ/GMT):
- Frühling (März-Tagundnachtgleiche): 20. März, 15:46 Uhr MEZ (14:46 Uhr GMT)
- Sommer (Juni-Sonnenwende): 21. Juni, 10:24 Uhr MESZ (08:24 Uhr GMT)
- Herbst (September-Tagundnachtgleiche): 23. September, 02:05 Uhr MESZ (00:05 Uhr GMT)
- Winter (Dezember-Sonnenwende): 21. Dezember, 21:59 Uhr MEZ (20:50 Uhr GMT)
Die genauen Daten können sich von Jahr zu Jahr aufgrund von Schaltjahren und Bahndynamik leicht verändern.
Jahreszeiten auf der Südhalbkugel
Auf der Südhalbkugel beginnt der meteorologische Frühling am 1. September, der Sommer am 1. Dezember, der Herbst am 1. März und der Winter am 1. Juni.
Der astronomische Frühling beginnt hier mit der September-Tagundnachtgleiche, der Sommer mit der Dezember-Sonnenwende, der Herbst mit der März-Tagundnachtgleiche und der Winter mit der Juni-Sonnenwende.
Hier sind die Daten, an denen die verschiedenen Jahreszeiten im Jahr 2026 auf der Südhalbkugel beginnen (GMT):
- Herbst: 20. März, 14:46 Uhr GMT
- Winter: 21. Juni, 08:24 Uhr GMT
- Frühling: 23. September, 00:05 Uhr GMT
- Sommer: 21. Dezember, 20:50 Uhr GMT
Warum hat die Südhalbkugel entgegengesetzte Jahreszeiten?
Die Südhalbkugel hat entgegengesetzte Jahreszeiten, weil sie zu jeder Jahreszeit in entgegengesetzter Richtung zur Nordhalbkugel geneigt ist. Wenn also in den Vereinigten Staaten Winter ist, ist in Südamerika Sommer; und wenn in Deutschland der Frühling beginnt, beginnt in Australien der Herbst.
Haben andere Planeten Jahreszeiten?
Nicht alle Planeten haben so deutlich ausgeprägte Jahreszeiten wie die Erde.
Planeten mit einer starken Achsneigung wie die Erde und Mars erleben ausgeprägte jahreszeitliche Veränderungen. Planeten mit sehr geringer Neigung wie Merkur (~0,034°) haben kaum oder gar keine durch die Neigung verursachten Jahreszeiten (Merkur hat stattdessen seine eigenen besonderen „thermischen Jahreszeiten“). Auch Venus hat nur eine geringe Neigung (~3°), daher erlebt sie keine erdähnlichen Jahreszeiten.
Die Gasriesen zeigen komplexe atmosphärische saisonale Effekte, die durch ihre Achsneigung verstärkt werden. Uranus ist das dramatischste Beispiel: Seine Achse ist um etwa 98° geneigt, sodass sich der Planet fast auf der Seite liegend dreht. Außerdem benötigt Uranus 84 Erdenjahre für einen Umlauf um die Sonne. Dadurch hat der Eisriese 21 Jahre lange Jahreszeiten; während dieser Zeit kann eine Hemisphäre in kontinuierlichem Sonnenlicht oder in völliger Dunkelheit verbleiben.
Die Neigung der Erde verändert sich in einem 41.000-Jahres-Zyklus – und damit auch die Jahreszeiten
Die Neigung der Erde ist nicht für immer festgelegt. Über lange geologische Zeiträume hinweg verändert sich die Achsneigung (auch Schiefe der Ekliptik genannt) langsam zwischen 22,1° und 24,5° in einem Zyklus, der etwa 41.000 Jahre dauert. Diese allmähliche Veränderung ist Teil der Milanković-Zyklen, einer Reihe langfristiger Veränderungen in der Bewegung der Erde, die das Klima über Tausende von Jahren beeinflussen. Eine mögliche Folge dieser Zyklen ist die Entstehung von Eiszeiten.
Derzeit nimmt die Schiefe der Erde langsam ab. Wenn die Neigung abnimmt, werden die Jahreszeiten tendenziell milder, mit kühleren Sommern und wärmeren Wintern. Wenn die Neigung zunimmt, werden die Jahreszeiten extremer, mit heißeren Sommern und kälteren Wintern. Wenn Sie also das nächste Mal einen harten Wintertag durchstehen müssen, stellen Sie sich vor, wie sehr sich Ihre Vorfahren vor zehntausend Jahren beschwert hätten!
Wie Sie sehen, hängt das Klima der Erde nicht nur von einem einzigen Faktor ab. Es wird von einer ganzen Kombination von Prozessen geprägt, die die Temperaturen beeinflussen, die wir erleben.
Wechsel der Jahreszeiten erklärt: Die kurze Antwort
Jahreszeiten werden durch die Neigung der Erdachse verursacht. Während die Erde die Sonne umkreist, verändert diese Neigung den Winkel des Sonnenlichts und die Länge des Tageslichts in jeder Hemisphäre im Laufe des Jahres. Dagegen ändert sich der Abstand der Erde zur Sonne auf ihrer Umlaufbahn zu wenig, um jahreszeitliche Temperaturverschiebungen zu verursachen.
Wenn also die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt ist, erhält sie direkteres Sonnenlicht und erlebt längere Tage – das bringt den Sommer. Gleichzeitig ist die Südhalbkugel von der Sonne weg geneigt, erhält weniger direktes Sonnenlicht und hat kürzere Tage, was den Winter bedeutet. Etwa sechs Monate später kehrt sich die Situation um. Diese saisonalen Wendepunkte werden durch die Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen markiert.
Um mehr darüber zu erfahren, wann die Jahreszeiten beginnen, lesen Sie unsere speziellen Artikel und eine farbenfrohe Infografik:
- Was sind Sonnenwenden
- Was sind Tagundnachtgleichen
- Frühlings- & Herbst-Tagundnachtgleiche in Bildern
