Tag und Nacht 04:03 min
Transkript Tag und Nacht
Der Schatten einer Sonnenuhr verändert seine Länge nicht nur während eines Tages, auch im Jahresverlauf ist er unterschiedlich lang. Im Winter ist er viel länger als im Sommer. Warum ist das so? Um das zu klären, sehen wir uns die Erde wieder aus dem Weltraum an. Die Erde umkreist die Sonne auf einer elliptischen Bahn. Für eine Umrundung benötigt sie ziemlich genau ein Jahr. Außerdem dreht sich die Erde einmal in 24 Stunden um sich selbst. Ihre Drehachse steht dabei allerdings nicht senkrecht zu ihrer Umlaufbahn. Sie ist um 23,5 Grad geneigt. Die Sonnenstrahlen treffen daher im Laufe eines Jahres nicht immer im gleichen Winkel auf die Erdoberfläche. Im Sommer ist die Nordhalbkugel der Sonne stärker zugewandt, im Winter die Südhalbkugel. Wie wirkt sich das aus? Im Sommer fallen die Sonnenstrahlen bei uns auf der Nordhalbkugel relativ steil auf die Erdoberfläche. Am 21. Juni ist ihr Einstrahlungswinkel am größten. Unser Sommer beginnt. Wir sehen die Sonne in dieser Jahreszeit hoch am Himmel stehen. Die Tage sind dann bei uns besonders lang. Die Sonne geht morgens schon früh auf und abends erst spät wieder unter. Der Schatten von Luisas Sonnenuhr ist im Sommer um die Mittagszeit besonders kurz, da die Sonnenstrahlen sehr steil auf den Stab treffen. Auch unsere warmen Sommertemperaturen haben wir der Erdneigung und ihrer Position zur Sonne zu verdanken. Die Energie des Sonnenlichtes wird auf der Erdoberfläche in Wärmeenergie umgewandelt. Dabei gilt: Je steiler die Sonnenstrahlen auf die Erde treffen, desto stärker wird diese erwärmt. In den Sommermonaten fallen die Sonnenstrahlen besonders steil auf die Nordhalbkugel. Die Temperaturen sind bei uns in dieser Jahreszeit relativ hoch. Im Winter hingegen ist die Nordhalbkugel leicht von der Sonne weg geneigt. Die Sonnenstrahlen treffen dort nun in einem flacheren Winkel auf die Erde. Die Temperaturen sinken und die Tage werden kürzer. Die Sonne steht dann bei uns auch tagsüber nur noch niedrig am Himmel. Am 21. Dezember hat sie ihren Tiefststand erreicht, der Winter beginnt. Am Nordpol geht die Sonne in dieser Jahreszeit überhaupt nicht auf. Der Schatten von Luisas Sonnenuhr ist im Winter auch mittags ziemlich lang. Die Sonnenstrahlen treffen den ganzen Tag sehr schräg auf den Stab. Außerdem ist es bei uns im Winter viel kälter als im Sommer. Die Sonnenstrahlen fallen nur noch flach auf die Nordhalbkugel und erwärmen die Erdoberfläche dort nicht mehr so stark. Zur gleichen Zeit ist die Südhalbkugel der Sonne stärker zugeneigt. Die Sonnenstrahlen treffen dort sehr steil auf die Erdoberfläche und erwärmen sich stärker. Wenn bei uns Winter ist, ist auf der Südhalbkugel daher gerade Sommer und umgekehrt. Der Einfallswinkel der Sonnenstrahlen bestimmt also unsere Jahreszeiten mit ihren unterschiedlichen Tageslängen und Temperaturen. Auf den kalten Winter folgt der milde Frühling, der die Blüten sprießen lässt. Der Sommer beschert uns manchmal hitzefrei und im Herbst, wenn es kühler wird, verlieren viele Bäume wieder ihre Blätter.
Videobeschreibung
Der Rhythmus von Tag und Nacht bestimmt unser Leben. Er entsteht durch die Drehung der Erde. Es ist nur eine Seite der Erde der Sonne zugewandt. Auf dieser Seite ist es Tag. Innerhalb von 24 Stunden dreht sich die Erde einmal komplett um ihre Achse. Dann ist ein Tag vorbei.
Die Tutoren:
Tag und Nacht
Tag und Nacht Übung
Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Tag und Nacht kannst du es wiederholen und üben.
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Gib wieder, warum die Temperaturen auf der Erde schwanken können.
Tipps
Steht die Drehachse der Erde senkrecht zu ihrer Umlaufbahn? Wenn nicht, können auch die Sonnenstrahlen nicht immer im gleichen Winkel auf die Erdoberfläche treffen.
Im Sommer fallen die Sonnenstrahlen auf der Nordhalbkugel relativ steil auf die Erdoberfläche. Das erklärt die hohen Temperaturen.
Zwei Aussagen sind korrekt.
Lösung
Die Temperaturen jeder Jahreszeit variieren. Das hängt von der Erdneigung und der Position der Sonne ab. Die Erde umkreist die Sonne auf einer elliptischen Bahn. Dabei steht die Erde nicht senkrecht zu ihrer Umlaufbahn, sondern ist um 23,5° geneigt. Das führt dazu, dass die Sonnenstrahlen nicht immer im gleichen Winkel auf die Erdoberfläche treffen und es deswegen mal wärmer und mal kälter auf der Erde ist. Da die Nordhalbkugel im Sommer der Sonne stärker zugeneigt ist, steigen dementsprechend auch die Temperaturen an. Im Winter hingegen ist die Nordhalbkugel leicht von der Sonne weggeneigt, weswegen es im Winter deutlich kühler ist.
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Ergänze, wie sich die Sonneneinstrahlung auf der Erde im Laufe eines Jahres verhält.
Tipps
Die Südhalbkugel liegt südlich des Äquators.
Erinnerst du dich, wann auf der Nordhalbkugel Sommeranfang ist?
Die rote Linie zeigt die steigende und fallende Temperatur zu den einzelnen Jahreszeiten auf.
Lösung
Auf dem Bild kannst du noch einmal den Stand der Sonne im Laufe eines Jahres nachvollziehen.
Ist auf der Nordhalbkugel gerade Frühling, so ist auf der Südhalbkugel Herbst. Grund dafür ist die Sonneneinstrahlung, denn wenn auf der Nordhalbkugel am 21.6. gerade Sommeranfang ist, so herrschen auf der Südhalbkugel eisige Temperaturen, da dort Winter ist. Wird es auf der Nordhalbkugel durch den Herbst und Winter kühler, so beginnt es auf der Südhalbkugel im Frühling und Sommer wärmer zu werden.
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Untersuche die Bewegung der Erde um die Sonne.
Tipps
Die Erde ist ständig in Bewegung. In 24 Stunden dreht sie sich einmal um sich selbst. Worum dreht sich die Erde noch?
Lösung
Jahreszeiten wie Sommer oder Winter werden bestimmt durch den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen. Wenn auf der Nordhalbkugel zum Beispiel Sommer ist, fallen die Sonnenstrahlen steil auf die Erdoberfläche. Zur gleichen Zeit ist auf der Südhalbkugel Winter, da hier nun die Sonnenstrahlen im flacheren Winkel auf die Erde fallen. Dass die Sonnenstrahlen immer anders auf die Erdoberfläche fallen, hängt mit der Bewegung der Erde zusammen. Die Erde umkreist nämlich die Sonne auf einer elliptischen Bahn. Dabei dreht sie sich außerdem einmal in 24 Stunden um sich selbst, wobei ihre Drehachse nie senkrecht zu ihrer Umlaufbahn steht, sondern immer um 23,5 Grad geneigt ist. Das erklärt, warum die Sonnenstrahlen immer in einem anderen Winkel auf die Erdoberfläche treffen.
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Arbeite das Phänomen des Polartags und der Polarnacht heraus.
Tipps
Der Polartag wird auch Mitternachtssonne genannt, da die Sonne nie untergeht.
Lösung
Polartag und Polarnacht herrschen im Nordpolargebiet. Am Polartag geht dabei auch die Sonne nachts nicht unter. Das liegt daran, dass Tag und Nacht am Nord- und Südpol nicht gleich lang sind. Wenn zum Beispiel am Sommeranfang auf der Nordhalbkugel (21.6.) die Sonnenstrahlen steil auf den nördlichen Wendekreis fallen, dann sind die Tage auf der Nordhalbkugel lang, die Nächte dafür aber umso kürzer.
Am 21.12. hingegen treffen die Sonnenstrahlen steil auf den südlichen Wendekreis. Auf der Nordhalbkugel sind die Tage nun kurz und die Nächte sehr lang. Das ist der Grund, warum in der Polarnacht im Nordpolargebiet die Sonne auch am Tag nicht aufgeht.
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Zeige den Zusammenhang zwischen den Temperaturen auf der Erde und der Erdneigung sowie der Position der Sonne auf.
Tipps
Achte auf sogenannte Konnektoren, die die einzelnen Satzteile miteinander verbinden. Diese können dir bei der Bearbeitung helfen!
Wenn in Deutschland Winter herrscht, gilt das auch für den Rest der Welt?
Lösung
Ob es auf der Erde warm oder kalt ist, hängt von der Erdneigung und der Position zur Sonne ab: Fallen die Sonnenstrahlen besonders steil auf die Erdoberfläche, so ist es auch besonders heiß. Das liegt daran, dass die Sonnenstrahlen auf der Erdoberfläche in Energie umgewandelt werden. Vielleicht hast du auch schon mal in deiner Nachbarschaft Solaranlagen gesehen? Die dienen genau dem Zweck, diese Energie der Sonne zu speichern.
Da es im Sommer besonders heiß ist, heißt das, dass die Sonnenstrahlen steil auf die Erde fallen. Doch Vorsicht, das gilt nicht für die ganze Welt! Denn es kann entweder nur auf der Nordhalbkugel oder auf der Südhalbkugel Sommer sein. Auf der jeweils anderen Seite ist dann zur gleichen Zeit Winter.
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Untersuche, welche Folgen sich aus den geografischen Unstimmigkeiten ergeben würden.
Tipps
Bedenke, dass die Erwärmung der Erdoberfläche mit dem Einstrahlungswinkel der Sonne zusammenhängt. Je steiler die Sonnenstrahlen auf die Erde fallen, desto wärmer ist es. Was würde passieren, wenn die Sonnenstrahlen immer im gleichen Winkel fallen?
Alle vier Jahre haben wir im Kalender einen zusätzlichen Tag: den 29. Februar. Warum ist das so?
Lösung
Die Erde dreht sich in 365 Tagen, 5 Stunden, 48 Minuten und 48 Sekunden um die Sonne. Sie braucht für eine Umrundung also etwas mehr als ein Jahr. Die zusätzliche Zeit wird alle vier Jahre durch einen Schalttag, den 29. Februar, ausgeglichen. Bei ihrer Umrundung um die Sonne steht die Erde keinesfalls senkrecht, sondern ist um 23,5 Grad geneigt. Das führt dazu, dass mal die Nordhalbkugel und mal die Südhalbkugel mehr von der Sonne beschienen wird. Jahreszeiten entstehen.
