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DIE JAHRESZEITEN
Die Jahreszeiten unterteilen das Jahr in verschiedene Perioden, die sich durch charakteristische astronomische oder klimatische Eigenschaften auszeichnen. Im alltäglichen Sprachgebrauch sind damit hauptsächlich meteorologisch deutlich voneinander unterscheidbare Jahresabschnitte gemeint; in gemäßigten Breiten sind dies Frühling, Sommer, Herbst und Winter, in den Tropen sind es Trockenzeit undRegenzeit. Die Beschreibung der Jahreszeiten bezieht sich in diesem Artikel auf die Nordhalbkugel der Erde, auf der Südhalbkugel sind sie kalendarisch um ein halbes Jahr versetzt. Sommer und Winter können je auch als Hälften eines Jahres verstanden werden, beispielsweise als das Nordsommerhalbjahr beziehungsweise das Südwinterhalbjahr.
Verschiedene Völker unterteilen bzw. unterteilten das Jahr in andere Jahreszeiten. So kennen die Samen in Skandinavien 8 Jahreszeiten,^[1] australische Aborigines in Arnhem Land, die Gagudju sprechen, 6 Jahreszeiten.^[2] In Russland kennt man die Rasputiza, zwei Schlammzeiten jeweils während der Schneeschmelze im Frühjahr und während der Herbstregenfälle.

Entstehung von Jahreszeiten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Im Laufe eines Jahres ändern sich an einem bestimmten geographischen Ort Intensität, Dauer und Winkel des Sonnenlichteinfalls. Zwar läuft die Erde auf einer Bahn um die Sonne, die elliptisch und nicht kreisförmig ist, sodass die Distanz zur Sonne variiert, doch betreffen die dadurch entstehenden Unterschiede allein die Lichtintensität und sind wegen der geringen Bahnexzentrizität nicht groß (den sonnennächsten Bahnpunkt (Perihel) durchläuft die Erde in der ersten Januarwoche, im Winter auf der Nordhalbkugel). Für die auf der Erde erlebbaren Jahreszeiten bestimmend ist dagegen die Lage der Rotationsachse relativ zur Ebene der Umlaufbahn. Wie bei einem Kreisel behält die Erdachse wegen derDrehimpulserhaltung ihre Orientierung im Raum bei und steht so (nahezu) raumfest in einem bestimmten Winkel zurEkliptikebene.
Dieser Neigungswinkel der Erdachse ist nicht rechtwinklig (90°), sondern beträgt (derzeit) etwa 66,6°, sodass die Äquatorebene um etwa 23,4° (23° 26') geneigt ist gegenüber der Bahnebene. Deshalb ändert sich während eines Erdumlaufs um die Sonne der Einstrahlwinkel des Sonnenlichts (Sonnenhöhe zu Mittag) im Jahreslauf sowie bei der Rotation der Erde um sich selbst auch die Dauer des Tageslichts (lichter Tag) als Tageslänge, in den polfernen Regionen außerhalb der Polarkreise je von einer Erdumdrehung zur nächsten.
Für die Entstehung von Jahreszeiten ist zunächst entscheidend, wie stark der jeweilige Anteil der Strahlungsleistung der Sonne, den eine bestimmte geografische Region – bezogen auf ihr Oberflächenrelief abhängig sowohl von Einstrahlwinkel wie auch Tageslänge – als Bestrahlungsstärke empfängt, im Jahreslauf schwankt. Während die Sonnenhöhe zu Mittag für alle Orte außerhalb der Polarregionen jährlich um ± 23,4° schwankt und der durchschnittliche Höhenwinkel zu den Polen hin flacher wird, dauert der lichte Tag durchschnittlich gleich lang, doch wächst die Schwankungsbreite der Tageslänge mit zunehmender geografischer Breite. Da beide Faktoren über den Tagbogen zusammenhängen – höchster Sonnenstand und längster Tag fallen zusammen – und ihre Schwankungen sich summieren, hängt die Ausbildung von Jahreszeiten somit vorrangig von der geografischen Breite einer Region ab.
Daher werden allein auf den Einfallswinkel des Sonnenlichts bezogene solare Klimazonen nach dem Breitenkreisunterschieden und so die äquatornahen Tropen zwischen den Wendekreisen (23,4° Breite) abgegrenzt gegenüber den ektropischen Zonen – den Subtropen bzw. Mittelbreiten und den Polarzonen (ab 66,6° Breite) – mit äquatorfern zunehmend stärker ausgeprägten jahreszeitlichen Unterschieden.
Während der Zeit zwischen den Tag-und-Nacht-Gleichen im März und im September ist die Nordhalbkugel stärker der Sonne zugeneigt, so dass die Sonne für einen dort befindlichen Beobachter einen hohen Bogen durchläuft. Bei hochstehender Sonne trifft die Sonnenstrahlung steil auf die Erdoberfläche und liefert so einen relativ hohen Energieeintrag pro Fläche. Weiterhin liegt der größere Teil der täglich durchlaufenen scheinbaren Sonnenbahn um die Erde als Tagesbogen oberhalb des Horizonts, sodass die Tage lang sind und viel Zeit für den Energieeintrag zur Verfügung steht. Der somit erhöhte Energieeintrag bewirkt in diesem Zeitraum eine Erwärmung der nördlichen Hemisphäre (Nordhalbkugel).
Befindet sich die Erde ein halbes Jahr später am gegenüberliegenden Punkt ihrer Bahn, so ist die Nordhalbkugel der Sonne abgeneigt – infolge der abgesehen von Präzessionund Nutation relativ raumfesten Lage der Erdachse. Für einen Beobachter auf der Nordhalbkugel ergibt sich dann eine niedrig verlaufende tägliche Sonnenbahn. Steht die Sonne tief, so trifft die Sonnenstrahlung flacher auf die Erdoberfläche, so dass sie sich auf eine größere Fläche verteilt und weniger Energie einträgt. Außerdem liegt nur der kleinere Teil der täglichen Sonnenbahn oberhalb des Horizonts, so dass der Energieeintrag nur für eine kurze Zeitspanne erfolgen kann. Die Folge ist eine Abkühlung der nördlichen Erdhalbkugel.
Erwärmung und Abkühlung zeigen sich zunächst in den Lufttemperaturen (siehe Abbildung); wegen der thermischen Trägheit folgen die Bodentemperaturen den Höchst- und Tiefstständen der Sonne mit einer gewissen Verzögerung. Die Unterschiede im Tagesbogen des Sonnenlaufes nehmen mit höherer geografischer Breite zu und haben zunehmend stärkere Auswirkungen (bis hin zur Polarnacht), zum Äquator zu werden die jahreszeitlichen Schwankungen geringer.
Auf der Südhalbkugel der Erde herrschen jeweils denen der Nordhalbkugel entgegengesetzte Jahreszeiten: Ist es im SüdenSommer, so im Norden Winter, und umgekehrt. In tropischen und subtropischen Gebieten unterscheidet man stattdessen zwischen Regen- und Trockenzeiten. In den Tropen gibt es zwei Regenzeiten pro Jahr, die sich jedoch mit zunehmender geografischer Breite zu einer einzelnen zweigipfeligen und schließlich zu einer eingipfeligen Regenzeit verbinden.
Die im Jahresverlauf wegen des exzentrischen Umlaufes leicht veränderte Entfernung der Erde von der Sonne ist nicht die Ursache für die Jahreszeiten. Sie macht lediglich gegenwärtig die Südwinter etwas strenger und die Nordwinter etwas milder (kürzer und sonnennäher) als sie es bei kreisförmiger Erdbahn wären. Die Erde ist nämlich beim derzeitigen Perihel- und Apheldurchgang im Nordwinter an ihrem sonnennächsten Punkt (Perihel, um den 3. Januar, bei 147,1 Mio. km), während sie im Südwinter etwas weiter von der Sonne entfernt ist (Aphel, um den 5. Juli, bei 152,1 Mio. km). Der Grund für die Jahreszeiten liegt dagegen – wie oben bereits ausgeführt – im Winkel und der Dauer der Sonneneinstrahlung. Für Mitteleuropa betragen die Extrema der Winkel im Sommer 60° bis 65° und die der möglichen Sonnenscheindauer in Mitteldeutschland 16–17 Stunden, im Winter sind es hier hingegen 7–8 Stunden beziehungsweise Winkel von nur 13° bis 18°.
Infolge von Bahnstörungen durch die anderen Planeten dreht sich die Apsidenlinie (die Linie zwischen Aphel und Perihel) in gut 111.000 Jahren einmal rechtläufig (d. h. in der Bewegungsrichtung der Planeten). Aufgrund der Störungen durch die Planeten und den Mond führt außerdem die Erdachse eine Präzessionsbewegung aus, so dass sich die Lage der Bezugspunkte von Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen allmählich verschiebt und in etwa 26.000 Jahren einmal rückläufig (entgegen der Bewegungsrichtung) rund um die ganze Erdbahn wandert. Wegen dieser einander gegenläufigen Bewegungen läuft das Perihel in rund 21.000 Jahren einmal durch alle Jahreszeiten. In etwa 10.000 Jahren wird der sonnennächste Bahnpunkt mit dem Sommeranfang zusammenfallen. Die winterlichen Jahreszeiten der Nordhalbkugel werden dann länger und sonnenferner stattfinden als heute. Im Gegenzug wird die Südhalbkugel kürzere und sonnennähere Winter bekommen.
Frühlings-, Sommer-, Herbst- und Winterlandschaft in der Eifel bei Monschau:^[4]