Astronomy / Earth
Jahreszeiten und Achsneigung
Warum der Sommer warm ist: nicht weil die Erde der Sonne näher ist (das ist sie im Januar), sondern weil die Achse geneigt ist und eine zur Sonne geneigte Halbkugel eine höhere Sonne länger bekommt. Die Erde auf ihrer Bahn mit raumfester Achse, beleuchtet von dort, wo die Sonne steht; ein Beobachter auf jeder Breite mit dem Sonnenbogen des Tages über dem Horizont; Tageslänge, Mittagshöhe und tägliche Einstrahlung aus der Geometrie, beide Halbkugeln durchs Jahr.
Was passiert
Der Sonne am nächsten ist die Erde im Januar. Dann ist es im Norden nicht warm, also ist die Entfernung nicht der Grund - die Achse ist es. Sie ist um 23,4° geneigt und zeigt das ganze Jahr in dieselbe Richtung, deshalb ist die Nordhalbkugel im Juni der Sonne zugewandt: die Sonne steht mittags höher, bleibt länger oben und bringt mehr Energie auf jeden Quadratmeter. Ein halbes Jahr später kippt dieselbe Neigung sie weg. Die Neigung verfünffacht Münchens Tageslicht zwischen Juni und Dezember; die Entfernung ändert es um sieben Prozent, und für den Norden in die falsche Richtung. Schiebe die Neigung auf null und die Jahreszeiten verschwinden; auf 90° und die Pole schauen abwechselnd zur Sonne. Hake den Beobachterhimmel an, um den Sonnenbogen vom Boden aus zu sehen.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen δ = asin(sin ε · sin λ) H = acos(−tan φ · tan δ) Q = (S₀/π)(a/r)² (H sin φ sin δ + cos φ cos δ sin H) r/a = (1 − e²)/(1 + e cos ν) Tageslänge = 24 H/π , Mittagshöhe = 90° − |φ − δ|
