Sonneneinstrahlung im Lauf der Jahreszeiten

Durch die Schiefstellung der Erdachse im Vergleich zur Umlaufbahn der Erde um die Sonne ist die Intensität der Sonneneinstrahlung an einem bestimmten Ort der Erde im Laufe eines Jahres unterschiedlich.

Die Erdachse steht im Laufe eines Jahres in Bezug zur Umlaufbahn aber immer gleich schief - die Änderung kommt durch die unterschiedliche Lage der Erde im Raum.

Je kleiner der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, desto kleiner ist die mit einer bestimmten Energiemenge zu erwärmende Fläche - es wird also warm. Wird der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen größer, so vergrößert sich auch die mit einer bestimmten Energiemenge zu erwärmende Fläche - es wird kühler.

Zum Sommeranfang auf der nördlichen Erdhalbkugel (21.06.) stehen die Sonnenstrahlen auf einer Fläche am nördlichen Wendekreis senkrecht - daher ist auch bei uns dann der Einfallswinkel am kleinsten und es ist warm, auf der Südhalbkugel beginnt der Winter.

Zum Frühlings- oder Herbstanfang (20.03., 23.09.) stehen die Sonnenstrahlen auf einer Fläche am Äquator senkrecht - der Einfallswinkel ist bei uns dann mittelgroß.

Zum Winteranfang auf der nördlichen Erdhalbkugel (22.12.) stehen die Sonnenstrahlen auf einer Fläche am südlichen Wendekreis senkrecht - daher ist auch bei uns dann der Einfallswinkel am größten und es bleibt kalt, auf der Südhalbkugel beginnt jetzt der Sommer.

Um den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen zu berechnen, benötigt man nur etwas Wissen über Stufen- und Wechselwinkel und muss den Breitengrad seines Wohnorts kennen. Wir gehen im Beispiel von 52° nördl. Breite aus.

Frühling- bzw. Herbst ist am Einfachsten: Die Linie, die quasi vom Erdmittelpunkt zum Breitenkreis führt, muss man sich verlängert weiterdenken. Diese Linie steht auf der gezeichneten (vergrößerten) Fläche am Breitenkreis senkrecht und bildet mit den Sonnenstrahlen genau den Stufenwinkel zum Breitenkreiswinkel. Damit berechnet sich der Winkel zwischen Fläche und Sonnenstrahl zu 90° - 52° = 38°.

Zum Sommeranfang stehen die Sonnenstrahlen am nördlichen Wendekreis senkrecht. Die nördl. Breite dieses Wendekreises ist 23,5° - bis zum Breitenkreis 52° fehlen also noch 28,5°. Betrachtet man wieder den zugehörigen Stufenwinkel, so ergibt sich der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen zu 90° - 28,5° = 61,5°.

Zum Winteranfang stehen dann die Sonnenstrahlen am südlichen Wendekreis senkrecht. Die südl. Breite dieses Wendekreises ist -23,5° - bis zum Breitenkreis 52° ist der Gesamtwinkel also 75,5° groß. Betrachtet man auch jetzt wieder den Stufenwinkel, so ergibt sich für den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen 90° - 75,5° = 14,5°.