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Wie stark beeinflusst die Sonne das Wetter?

Das Zentralgestirn unseres Sonnensystems ist im Mittel etwa 150 Millionen km von der Erde entfernt, das entspricht der 389-fachen Distanz zwischen Erde und Mond. Trotz dieser großen Entfernung kommen bei uns ständig riesige Energiemengen an, welche die Wettermaschine am Laufen halten.

Die Dimensionen sind gigantisch: Die Sonnescheibe, die man mit ausgestrecktem Arm mit dem Daumen verdecken kann, hat einen Durchmesser von knapp 1,4 Millionen km, was dem 109-fachen der Erde entspricht. Ihre Masse ist 333 942 Mal größer als die der Erde, wodurch sich ein 70 kg wiegender Mensch auf ihrer Oberfläche fast zwei Tonnen schwer fühlen würde, falls er die Hitze von 5.800 Grad Celsius ertragen könnte, die dort herrschen. Im Sonneninnern ist es sogar unvorstellbare 15 Millionen Grad heiß.

Die Hauptbestandteile der Sonne sind knapp 91 Prozent Wasserstoff und 9 Prozent Helium. Die riesigen Energiemengen entstehen durch Kernfusion unter gewaltigem Druck und der immensen Temperatur im Sonneninneren. Dort werden Wasserstoffatome zu Helium verschmolzen, wodurch die Sonne eine Leistung von knapp 400 Yottawatt erzeugt, das ist eine 4 mit 26 Nullen.

Auf der Kreisfläche, die durch die Erde im Weltraum eingenommen wird, kommen davon etwa 175 Petawatt an, eine 175 mit nur noch 15 Nullen. Das entspricht überschaubaren 1367 Watt pro Quadratmeter. Dieser Wert wird als Solarkonstante bezeichnet, obwohl die Leuchtkraft der Sonne nicht konstant ist, sondern über die Jahre bis Jahrhunderte im Promillebereich schwankt, wodurch langfristig auch Klimaänderungen verursacht werden. Die Erwärmung der vergangenen Jahrzehnte geht jedoch auf das Konto des menschgemachten Zusatz-Treibhauseffekts.

Diese Energiemenge verteilt sich nun über die Kugeloberfläche der Erde, wodurch dort noch etwa 340 Watt pro Quadratmeter übrigbleiben. In der Atmosphäre wird etwa die Hälfte dieser Energiemenge gefiltert, so dass gemittelt über aller Klimazonen und Jahreszeiten den Erdboden etwa 170 Watt pro Quadratmeter erreichen.

Die Tropen sind dabei begünstigt, da dort die einfallende Strahlung steiler und damit weniger geschwächt eintrifft, als in polaren Breiten. Zudem verteilt sich die Sonnenenergie mit zunehmender Entfernung vom Äquator über eine größere Fläche. Der mittlere Einfallswinkel (griech. klino = ich neige) der Sonneneinstrahlung bestimmt maßgeblich das Klima an einem Ort.

Die Atmosphäre und die Weltmeere sind nun in etwa zu gleichen Teilen bemüht dieses energetische Ungleichgewicht durch Luft- und Meeresströmungen auszugleichen. Das gelingt jedoch nie, weswegen es immer wieder neues Wetter gibt.

Mittwoch, 13. Juni 2018

Tim Staeger

hr-Wetterredaktion

Sendung: "alle wetter!", hr-fernsehen, 13.06.2018 19:15 Uhr