Die Jahreszeiten entstehen, weil die Erdachse schräg steht und die Erde die Sonne umkreist. Dadurch ist im Laufe eines Jahres abwechselnd die Nordhalbkugel und die Südhalbkugel stärker zur Sonne geneigt. Im Sommer steht die Sonne höher und die Tage sind länger. Im Winter steht sie tiefer und die Tage sind kürzer.
Entscheidend ist also nicht, wie weit die Erde von der Sonne entfernt ist, sondern in welchem Winkel und wie lange das Sonnenlicht auf eine Region der Erde trifft.
Warum macht die Neigung der Erdachse den Unterschied?
Die Erde dreht sich um eine gedachte Achse, die durch Nord- und Südpol verläuft. Diese Erdachse steht nicht senkrecht zur Ebene der Erdbahn, sondern ist um etwa 23,5 Grad geneigt.
Während die Erde einmal im Jahr die Sonne umrundet, bleibt diese Achse ungefähr in dieselbe Richtung ausgerichtet. Dadurch verändern sich die Beleuchtungsverhältnisse auf der Erde.
Ist die Nordhalbkugel stärker zur Sonne geneigt, bekommt sie mehr Sonnenenergie: Bei uns ist Sommer. Gleichzeitig ist die Südhalbkugel stärker von der Sonne weg geneigt und erlebt Winter.
Ein halbes Jahr später ist es umgekehrt.
Warum ist es im Sommer wärmer?
Dafür sind vor allem zwei Effekte verantwortlich: der höhere Sonnenstand und die längeren Tage.
Im Sommer steht die Sonne bei uns höher am Himmel. Ihre Strahlen treffen dadurch steiler auf die Erdoberfläche. Die gleiche Menge Sonnenenergie verteilt sich auf eine kleinere Fläche als bei einem flachen Einfallswinkel.
Hinzu kommt die Tageslänge. Im Sommer bleibt die Sonne länger über dem Horizont. Der Boden und die Atmosphäre können deshalb über einen längeren Zeitraum Sonnenenergie aufnehmen.
Im Winter passiert das Gegenteil: Die Sonne steht niedriger, ihre Strahlen treffen flacher auf die Erdoberfläche und die Tage sind kürzer.
Warum liegt es nicht am Abstand zur Sonne?
Eine naheliegende Vermutung lautet: Im Sommer ist die Erde näher an der Sonne und im Winter weiter entfernt. Das stimmt jedoch nicht.
Die Erdbahn ist zwar leicht elliptisch und der Abstand zur Sonne verändert sich im Laufe des Jahres. Ausgerechnet Anfang Januar befindet sich die Erde aber besonders nah an der Sonne. Auf der Nordhalbkugel ist dann Winter.
Noch deutlicher wird es beim Vergleich der beiden Erdhalbkugeln: Wenn in Deutschland Sommer ist, herrscht beispielsweise in großen Teilen Australiens Winter. Beide befinden sich selbstverständlich gleichzeitig im gleichen Abstand zur Sonne.
Der Abstand kann daher nicht erklären, warum die beiden Halbkugeln entgegengesetzte Jahreszeiten erleben.
Warum sind die Jahreszeiten auf der Südhalbkugel umgekehrt?
Wenn die Nordhalbkugel zur Sonne geneigt ist, ist die Südhalbkugel von ihr weg geneigt. Deshalb sind die Jahreszeiten auf beiden Halbkugeln gegensätzlich.
Während bei uns im Juni Sommer ist, beginnt auf der Südhalbkugel der Winter. Rund ein halbes Jahr später ist die Situation umgekehrt: Dann ist die Südhalbkugel stärker zur Sonne geneigt.
Dieser Gegensatz ist einer der anschaulichsten Belege dafür, dass die Neigung der Erdachse und nicht die Entfernung zur Sonne die Jahreszeiten verursacht.
Warum gibt es Frühling und Herbst?
Die Erde springt natürlich nicht plötzlich von Sommer zu Winter. Während sie sich auf ihrer Bahn um die Sonne bewegt, verändern sich Sonnenstand und Tageslänge kontinuierlich.
Frühling und Herbst sind die Übergangszeiten zwischen den beiden Extremen.
Um die Tagundnachtgleichen im März und September werden Nord- und Südhalbkugel ähnlich stark von der Sonne beleuchtet. Um die Sonnenwenden im Juni und Dezember erreicht der Unterschied dagegen sein Maximum.
Warum sind die Jahreszeiten nicht überall gleich stark?
Wie deutlich sich die Jahreszeiten unterscheiden, hängt stark vom Breitengrad ab.
In der Nähe des Äquators verändern sich Sonnenstand und Tageslänge im Jahresverlauf vergleichsweise wenig. Deshalb sind die für Mitteleuropa typischen Unterschiede zwischen Frühling, Sommer, Herbst und Winter dort weniger ausgeprägt. In vielen tropischen Regionen spielen stattdessen beispielsweise Regen- und Trockenzeiten eine größere Rolle.
In Richtung der Pole werden die jahreszeitlichen Unterschiede der Tageslänge dagegen immer extremer. Innerhalb der Polarkreise kann die Sonne im Sommer zeitweise überhaupt nicht untergehen und im Winter für längere Zeit nicht über den Horizont steigen.
Astronomische und meteorologische Jahreszeiten
Wenn vom Beginn einer Jahreszeit die Rede ist, können unterschiedliche Definitionen gemeint sein.
Astronomische Jahreszeiten richten sich nach der Stellung der Erde zur Sonne. Sommer und Winter beginnen mit den jeweiligen Sonnenwenden, Frühling und Herbst mit den Tagundnachtgleichen.
Meteorologische Jahreszeiten werden dagegen in vollständige Monate eingeteilt. Auf der Nordhalbkugel umfasst der meteorologische Frühling März bis Mai, der Sommer Juni bis August, der Herbst September bis November und der Winter Dezember bis Februar. Diese Einteilung erleichtert unter anderem die statistische Auswertung von Wetter- und Klimadaten.
Kurz zusammengefasst
Die Jahreszeiten entstehen durch das Zusammenspiel aus der Neigung der Erdachse und dem jährlichen Umlauf der Erde um die Sonne. Dadurch verändern sich Sonnenstand und Tageslänge.
Ist eine Halbkugel zur Sonne geneigt, steht die Sonne dort höher und die Tage sind länger: Es ist Sommer. Ist sie von der Sonne weg geneigt, steht die Sonne niedriger und die Tage sind kürzer: Es ist Winter.
Die wechselnde Entfernung zwischen Erde und Sonne ist dagegen nicht die Ursache der Jahreszeiten.
