Überblick

Die Rotation unseres Heimatplaneten innerhalb von 24 Stunden, die uns auf der Erde wie eine Bewegung der Sonne über den Himmel erscheint, ist der Grund für den Wechsel von Tag und Nacht.

Die zweite Bewegung der Erde auf ihrer fast kreisförmigen Bahnellipse um die Sonne – mit einer mittleren Entfernung von 149,6 Millionen Kilometern – ist ursächlich für den Jahreslauf. Für den Betrachter äußert sie sich als scheinbare Bewegung der Sonne durch eine Reihe von Sternbildern, etwa von einem Frühlingspunkt am Himmel bis zum nächsten. Diesen für uns relevanten Zeitabschnitt mit einer Länge von 365,2422 Tagen bezeichnet man als tropisches Jahr. Da ein Kalenderjahr nur ganze Tage umfassen kann, entfällt der Dezimalanteil und addiert sich etwa alle vier Jahre zu einem ganzen Tag auf, der dann als Schalttag am 29. Februar eingeschoben wird.

Entstehung der Jahreszeiten

Auf ihrer fast kreisförmigen Bahnellipse erreicht die Erde im Januar den sonnennächsten Punkt (Perihel), im Juli den sonnenfernsten (Aphel). Da sich die Erde auf ihrer Bahn in Sonnennähe etwas schneller bewegt als in Sonnenferne (siehe 2. Kepler‘sches Gesetz), ist das nördliche Winterhalbjahr ein paar Tage kürzer als das Sommerhalbjahr.

Weil die Drehachse der Erde gegen die Senkrechte der Bahnebene einen Winkel von 23,5 Grad bildet – und diese Achse bis auf langfristige Effekte (Präzession der Erdachse) weltraumfest bleibt und stets zum Himmelsnordpol in der Nähe des Polarsterns zeigt – entstehen die Jahreszeiten. So ist beispielsweise am 21. Juni zur Zeit der Sommersonnenwende die Nordhalbkugel der Sonne am stärksten zugewandt, wodurch in den Polarregionen die Sonne nicht mehr unter dem Horizont verschwindet (nördlicher Polartag). Ebenso wandert die Sonne am 21. Juni zur Zeit der Wintersonnenwende der Südhalbkugel überhaupt nicht über den dortigen Horizont (südliche Polarnacht). Bis zum 21. Dezember wechseln diese Verhältnisse jeweils auf die andere Erdhalbkugel.