Seizoenen

De aarde beschrijft elk jaar één omloop om de zon. De gemiddelde afstand tussen aarde en zon is 149.600.000 kilometer (sterrenkundigen noemen die afstand de ‘astronomische eenheid’, afgekort tot AE). Maar de baan van de aarde is niet precies cirkelvormig. De ene helft van het jaar staat de aarde iets dichter bij de zon dan gemiddeld; de andere helft van het jaar juist iets verder weg. De verschillen bedragen overigens hooguit een paar miljoen kilometer.

Vormt die wisselende afstand van de aarde tot de zon misschien de verklaring voor de seizoenen? Nee, dat is niet het geval; daarvoor zijn de verschillen veel te gering. Bovendien is het op het zuidelijk halfrond winter wanneer het bij ons zomer is, dus er kan nooit een relatie zijn met de afstand van de aarde tot de zon – in dat geval zou het overal op aarde in januari zomer moeten zijn (dan is de afstand tot de zon namelijk het kleinst) en in juli winter.

seasons

Zomer, herfst, winter en lente worden veroorzaakt door de scheve stand van de draaiingsas van de aarde. Die draaiingsas staat niet loodrecht op het baanvlak, maar wijkt daar ongeveer 23 graden van af. (Bij de meeste globes is die zogeheten ashelling goed zichtbaar.) De draaiingsas van de aarde heeft echter wel een min of meer vaste stand in de ruimte: hij wijst in de richting van de Poolster.

Door die vaste, maar scheve stand van de aardas wordt onze planeet steeds op een andere manier door de zon beschenen. In december wijst de noordpool van de zon af, en is de zuidpool juist enigszins in de richting van de zon gekeerd. Het noordelijk halfrond van de aarde ontvangt dan dus veel minder zonlicht dan het zuidelijk halfrond. De zuidpool ‘baadt’ zelfs continu in het zonlicht, terwijl op de noordpool de poolnacht heerst. In Europa en Noord-Amerika duren de dagen kort en de nachten lang, en de zon komt midden op de dag niet echt hoog boven de horizon.

Een half jaar later is de situatie precies omgekeerd. De aarde staat aan de andere kant van haar omloopbaan, maar de draaiingsas wijst nog steeds in dezelfde richting. Dat betekent dat de noordpool nu een beetje in de richting van de zon is gekanteld, en dat de zuidpool van de zon afwijst. Nu is het op het noordelijk halfrond van de aarde zomer: de dagen duren lang; de nachten kort, en de zon staat midden op de dag hoog aan de hemel. In Australië en Zuid-Amerika is het  nu winter.

In voorjaar en herfst schijnt de zon van opzij tegen de scheefstaande aardbol aan, en ontvangen beide halfronden ongeveer even veel zonnestraling. Op 21 maart en 23 september duren dag en nacht precies even lang. Sterrenkundigen spreken van de equinoxen (equi = gelijk en nox = nacht). Op 21 juni (het begin van de zomer op het noordelijk halfrond) en 22 december (het begin van de winter) is de invloed van de scheve stand van de aardas het grootst. Die twee momenten worden de zonnewenden genoemd.

De seizoenen worden dus veroorzaakt door de scheve stand van de aardas. Als de draaiingsas van onze planeet loodrecht op het baanvlak zou staan, zouden er geen seizoenen zijn. Overigens is de hellingshoek van de aarde niet helemaal constant; op de lange termijn treden er kleine schommelingen van een paar graden op. Ook de richting waarin de aardas wijst is niet constant. Momenteel wijst die aardas vrijwel exact in de richting van de Poolster, maar een paar duizend jaar geleden wees hij in de richting van de ster Thuban in het sterrenbeeld Draak, en over ruim tienduizend jaar wijst hij in de richting van de heldere ster Wega in het sterrenbeeld Lier. Eens in de 26.000 jaar maakt de aardas een trage, slingerende tolbeweging – de zogeheten precessie.

En de variërende afstand van de aarde tot de zon – heeft die helemaal geen invloed? Toch wel. De zogeheten excentriciteit van de aardbaan (de mate waarin de baan van een volmaakte cirkel afwijkt) is op de lange duur ook niet altijd even groot, en die baanveranderingen van de aarde, gecombineerd met de variaties in de hellingshoek van de aardas, geven aanleiding tot de periodiek optredende ijstijden.

Leave a Reply