Warum die Sommerhitze nichts mit der Entfernung zur Sonne zu tun hat

Die Temperaturen klettern derzeit wieder auf hochsommerliche Werte. Das hat allerdings nicht damit zu tun, dass sich die Erde momentan besonders nahe bei der Sonne befindet. Tatsächlich ist das Gegenteil der Fall.

Während des Sommers auf der Nordhalbkugel ist die Erde auf ihrer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne am weitesten von ihr entfernt. Am nächsten ist ihr unser Planet im Winter. Die Unterschiede sind mit 3,3 Prozent aber zu gering, um sie zu spüren.

Neigungswinkel der Erde

Die Temperaturunterschiede im Laufe des Jahres resultieren aus der Art und Weise, wie die Sonnenstrahlen auf die Erde treffen. Die Neigung der Rotationsachse der Erde beträgt 23,44 Grad. Sie ist immer gleich ausgerichtet.

Das bedeutet, dass die nördliche Hemisphäre, in der wir uns befinden, im Winter von der Sonne weggerichtet und im Sommer zur Sonne geneigt ist. Am Äquator gibt es kaum Unterschiede, in der Südhalbkugel sind Sommer und Winter vertauscht.

Die Neigung sorgt dafür, dass die Sonnenstrahlen die Nordhalbkugel im Sommer direkter treffen als im Winter. „Die Sonne schickt ein Strahlenbündel und je höher sie steht, desto konzentrierter treffen diese Strahlen auf die Erde. Im Sommer ist das in Österreich ein Winkel von 59 Grad, im Winter sind es maximal 18 Grad“, erklärt Thomas Wostal von der GeoSphere Austria der futurezone.

Versiegelter Boden

Die Neigung sorgt auch für mehr Sonnenstunden pro Tag. Dann hat die Strahlung mehr Zeit, um den Boden aufzuheizen. Dieser gibt die Hitze an die Luft ab. Das ist auch der Grund dafür, warum sehr trockener oder versiegelter Boden für enorme Temperaturen sorgt.

Feuchter Boden und Gewässer sorgen hingegen für kühlere Luft, da das Wasser durch die Sonneneinstrahlung verdampft. Dieser Prozess benötigt Energie, die das Wasser aus der Luft zieht. Das sorgt dafür, dass diese sich abkühlt.

Vierfache Energie

Wie viel der unterschiedliche Winkel ausmacht, sieht man deutlich an der sogenannten Solarkonstante. Am äußeren Atmosphärenrand treffen die Sonnenstrahlen im Schnitt mit einer Stärke von 1.361 Watt pro Quadratmeter (W/m²) auf die Erde.

„Einiges davon reflektieren die Wolken, einen weiteren Teil absorbiert die Atmosphäre“, sagt Wostal. Je steiler der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen ist, desto mehr Energie erreicht den Erdboden, erklärt der Meteorologe. Das sorge dafür, dass in Wien im Winter nur noch rund 220 W/m² am Boden ankommen. Im Sommer sind es rund 950 W/m², mehr als das Vierfache.

Die meiste Energie trifft in der Mittagszeit auf die Erde, wenn die Sonne am höchsten steht. Trotzdem sind die Temperaturen erst nachmittags besonders hoch. „Wenn ich einen Topf mit Wasser auf höchster Stufe erhitze, dauert es auch eine Weile, bis das Wasser kocht. So verhält es sich auch mit dem Boden“, sagt Wostal.