Wetter und Klima - Wissen auf einen Blick : 100 Bilder - 100 Fakten

ungefähr 150 Millionen Kilometer von unserem Planeten entfernter Stern versorgt sie mit Licht und Wärme – Tag für Tag, Jahr für Jahr, kostenlos und zuverlässig. Gegenüber dieser Energiequelle im All sind die Energiereservoire der Erde wie die Hitze des Erdinneren oder die Gezeitenkräfte praktisch bedeutungslos.
    Heiße und kalte Nachbarn
    Die Nachbarn der Erde – der Mond sowie die Planeten Mars und Venus – haben ihr eigenes, extremes Wetter. Der Erdtrabant hat keine Atmosphäre, die Temperaturen schwanken daher zwischen etwa 120°C bei Vollmond und −130°C bei Neumond
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    Im Sommer des Mars betragen die Temperaturen an der Oberfläche mal −30, mal −90°C
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    Die Gashülle der Venus heizt sich dagegen am Boden auf mehrere Hundert Grad auf. Dies liegt zum Teil an der sonnennäheren Umlaufbahn des Planeten, vor allem aber am hohen Gehalt des Treibhausgases Kohlendioxid in seiner Atmosphäre. Er liegt bei rund 96 Prozent
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Eine glühende Gaskugel
    Seit Urzeiten läuft in der Sonne der Prozess der Kernfusion ab, bei dem leichte Wasserstoffkerne zu einem schwereren Kern, in diesem Fall Helium, verschmolzen werden. Die Umwandlung von einem einzigen Gramm Wasserstoff liefert die Energiemenge, mit der man den jährlichen Energiebedarf von 40 bis 50 mitteleuropäischen Privathaushalten decken könnte. Im Zentrum des gigantischen Reaktors werden aber in jeder Sekunde ungefähr fünf Millionen Tonnen Wasserstoff umgewandelt. Die dabei entstehende Energie strömt zur Oberfläche der glühenden, rund 6000°C heißen Gaskugel und verteilt sich von dort in alle Richtungen des Weltraums – nur etwa zwei Milliardstel davon treffen auf den äußeren Rand der Erdatmosphäre.
    In der Lufthülle der Erde kommt es dann zu enormen Verlusten. An Wolken und Luft prallt ein Großteil der Energie gleich wieder in den Weltraum zurück, weniger als die Hälfte erreicht die Oberfläche unseres Planeten. Für weitere Verluste sorgt, dass die Erdoberfläche selbst ständig Energie abstrahlt, sogar mehr, als sie erhält. Eigentlich müsste deshalb die dünne Schicht, in der Lebewesen existieren können, immer kälter werden. Der natürliche Treibhauseffekt verhindert jedoch die Abkühlung: Ähnlich wie die Glasscheiben eines Treibhauses lassen Luftschichten die kurzwellige Strahlung der Sonne passieren, während sie einen großen Anteil der langwelligen Wärmeausstrahlung an die Erdoberfläche zurückgeben. Die Rolle der Glasscheiben übernehmen dabei natürliche Treibhausgase, vor allem Wasserdampf und Kohlendioxid. Ihnen ist es zu verdanken, dass im irdischen Treibhaus weltweit durchschnittliche Temperaturen von etwa 15°C statt −18°C herrschen.
Energie im Überfluss
    Obwohl immer noch große Mengen von Energierohstoffen wie Kohle oder Erdöl neu entdeckt werden, werden diese Energiequellen irgendwann versiegen: bei Erdöl und Erdgas in ein paar Jahrzehnten, bei Kohle und Uran in mehreren Jahrhunderten. Die Reserven an Sonnenenergie reichen dagegen für die Ewigkeit, wenigstens mit den Zeitmaßstäben des Menschen gemessen. Erst in schätzungsweise fünf Milliarden Jahren wird das Kraftwerk im All seinen Betrieb einstellen.

Auf der Sonne brodelt es: Materie wird bogenförmig oft Zigtausende von Kilometern ins All geschleudert. Die Materieströme werden Protuberanzen genannt
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    (c) NASA (JPL)

Warum gibt es Tag und Nacht, Sommer und Winter?
Die Entstehung von Tages- und Jahreszeiten
    Ohne weiter nach dem Warum zu fragen, nehmen die meisten Erdbewohner den Wechsel von Tag und Nacht, von Sommer und Winter einfach so hin. Dabei handelt es sich eher um einen leicht verständlichen Rhythmus, den neben der Erddrehung vor allem der ungefähre Wert von 23,5 Grad nüchtern, aber zutreffend erklärt.
Kleine Ursache, große Wirkung
    Man nehme einen Globus, wie er im Handel angeboten wird. Dann richte man das Licht einer Lampe – die Sonne dieses Experiments – auf das verkleinerte Abbild des Planeten Erde aus und gebe ihm einen kleinen Schups, sodass sich der Globus vom Nordpol (oben) aus betrachtet entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Dabei wandert die Grenze zwischen Hell und Dunkel, zwischen Tag und Nacht, als mehr oder minder scharf begrenzte Linie von Ost (rechts) nach West (links) über den Globus. Die Sonne geht im Osten auf und im Westen unter dem Horizont unter – der helle Tag und die dunkle Nacht wechseln sich ab, und das seit über vier Milliarden Jahren.
    Was hat es nun mit den 23,5 Grad auf sich? Wie bei einem guten Globus