Die Bewegung der Erde um die Sonne in Kombination mit der Neigung der Erdachse verursacht Wetter, Jahreszeiten und Klima. Die Sonne verursacht Wettermuster und den langjährigen Durchschnitt von Wetterlagen schafft Klimazonen auf der ganzen Welt.
Die kombinierten durchschnittlichen regionalen Klimata bilden das Klima der Erde. Änderungen der Erdumdrehung oder der axialen Neigung wirken sich auf die Wettermuster der Erde und, wenn die Abweichung andauert, auf das Erdklima aus.
Wetter- und Klimadefinitionen
Wetter, kurz gesagt, besteht aus den täglichen atmosphärischen Bedingungen. Von milden Brisen bis hin zu heftigen Tornados, von heiß und sonnig bis kalt und bewölkt und von Nebel über Regen bis Schnee, das Wetter besteht aus dem kombinierten atmosphärischen Verhalten des Tages.
Das Klima hingegen besteht aus einem Durchschnitt von Wettermustern und -bedingungen über einen Zeitraum (oft 30 Jahre oder mehr). Das Klima umfasst sowohl die durchschnittlichen als auch die extremen Wetterbedingungen. Temperatur,
Rotation und Umdrehung der Erde
Die Erde dreht oder dreht sich alle 24 Stunden einmal um ihre Achse. Der Umlauf der Erde um die Sonne dauert 365 Tage plus fünf Stunden. Die Bahn der Erde um die Sonne ist kein Kreis, mit einer Mindestentfernung von 91 Millionen Meilen (146 Millionen Kilometer) und die maximale Entfernung etwa 94,5 Millionen Meilen (152 Millionen Kilometer).
Interessanterweise nähert sich die Erde der Sonne am nächsten während des Winters auf der Nordhalbkugel.
Axiale Neigung der Erde
Das Die Erdachse neigt sich ungefähr 23°27” von der Vertikalen. Diese axiale Neigung verursacht die jahreszeitlichen Unterschiede der Erde und erklärt, warum die südliche Hemisphäre den Sommer erlebt, während die nördliche Hemisphäre den Winter aushält. Diese Neigung erklärt auch, warum sich die Tages- und Nachtstunden mit der Entfernung vom Äquator ändern.
Bei der Äquator, bleiben die Tage das ganze Jahr über im Wesentlichen gleich lang und die Jahreszeiten ändern sich nicht. Das Licht und die Energie der Sonne treffen das ganze Jahr über direkt auf den Äquator, so dass die Temperaturschwankungen von Wind und Wolkenbedeckung herrühren.
Mit zunehmender Entfernung vom Äquator ändert sich die Menge an Energie und Sonnenlicht. Im Winter, wenn die Nordhalbkugel von der Sonne weg geneigt ist, breiten sich Licht und Energie über die geneigte Oberfläche aus. Wenn sich die Erdachse von der Sonne weg neigt, nehmen Licht und Energie mit der Entfernung vom Äquator ab.
Da sich die Erde um die Sonne dreht und die axiale Neigung die Nordhalbkugel in mehr direkte Linie mit der Sonnenenergie, das Licht und die Energie nehmen zu und die Nordhalbkugel tritt ein Sommer.
Eine Möglichkeit, diese Energieausgabe zu betrachten, besteht darin, an Toast und Erdnussbutter zu denken. Wenn am Äquator die Sonne auf einem Hektar Land einem Esslöffel Erdnussbutter auf einer Scheibe Toast entspricht, dann ist es dasselbe Esslöffel Erdnussbutter würde auf einem halben Toastbrot konzentriert werden, wobei die axiale Neigung die Hemisphäre auf die Sonne richtet, Sommer verursachen. Auf der anderen Seite würde in den von der Sonne abgewandten Gebieten im Winter der Esslöffel Erdnussbutter auf zwei oder mehr Toastscheiben verteilt.
Erde vs. regionales Klima
Im Allgemeinen bezieht sich eine Erörterung des Klimas auf das regionale Klima oder das Klima in verschiedenen Bereichen der Erdoberfläche. Das Erdklima setzt sich jedoch aus dem Durchschnitt aller regionalen Klimata zusammen.
Das Klima der Erde hängt dann von der von der Sonne empfangenen Energie und der in den Erdsystemen eingeschlossenen Energie ab.
Milankovitch-Zyklen und das Erdklima
Die Milankovitch-Zyklen beziehen sich auf drei Arten von Veränderungen der Erdumdrehung um die Sonne und der Rotation um ihre Achse. Jede dieser Veränderungen beeinflusst das Klima der Erde.
Exzentrizität
Die Form der Erdumlaufbahn ändert sich von ihrer derzeitigen nahezu kreisförmigen Bahn zu einer eher elliptischen Bahn und zurück zu einem nahen Kreis. Diese als Exzentrizität bezeichnete Änderung tritt über einen 100.000-Jahres-Zyklus auf. Wenn die Umlaufbahn der Erde elliptischer ist, ändert sich die Länge der Jahreszeiten und die Sonnenenergie hat einen größeren Einfluss als die axiale Neigung.
Schiefe
Schiefe bedeutet die Neigung der Erdachse relativ zur Ebene der Erdbahn um die Sonne. Die Neigung reicht von 22,1 bis 24,5 Grad. Größere Neigung führt zu extremeren Jahreszeiten während eine reduzierte Neigung mildere, weniger extreme Jahreszeiten bedeutet.
Zu diesem Zeitpunkt nimmt die axiale Neigung langsam ab. Der Wechsel von 22,1 auf 24,5 Grad dauert ungefähr 41.000 Jahre.
Präzession
Unter Präzession versteht man das Taumeln der Erdachse. Im Laufe von 26.000 Jahren führt das Wackeln der Erdachse dazu, dass die Position des Nordsterns einen Kreis am Himmel bildet.
Präzession in Kombination mit Exzentrizität beeinflusst die unterschiedliche Schwere der Jahreszeiten zwischen den Nord- und Südhalbkugelmi.
Mondrotation und Erdklima
Die Mondrotation um die Erde beeinflusst auch das regionale Klima der Erde und beeinflusst das Gesamtklima der Erde.
Erstens mildert der Mond die Präzession, das axiale Wackeln der Erde, was bedeutet, dass sich die Klimata der nördlichen und südlichen Hemisphäre mehr ähneln.
Zweitens erzeugt die Anziehungskraft des Mondes Ausbuchtungen in der Atmosphäre, ähnlich dem Gezeitenzyklus des Ozeans. Diese Druckänderungen, die erstmals 1847 aufgezeichnet wurden, beeinflussen die Regenmuster, eine der Schlüsselkomponenten des regionalen Klimas.