Orientierung auf der Erde

Inhaltsverzeichnis zum Thema

• Sich orientieren mithilfe der Sonne
• Wechsel von Tag und Nacht
• Entstehung der Jahreszeiten
• Moderne Navigationssysteme

Sich orientieren mithilfe der Sonne

Die richtige Richtung finden, sich in der Umgebung oder auf der Erde zurechtfinden – das ist die Bedeutung des Wortes „orientieren”. In dem Wort steckt „Orient“. Es verweist darauf, dass die Römer bereits vor 3000 Jahren die Gebiete im Osten als Orient bezeichneten. Sich orientieren bedeutete damals so viel wie „den Osten suchen“. Die aufgehende Sonne kennzeichnete den Osten.

Du orientierst dich heute mit modernen Hilfsmitteln wie GPS-Trackern im Navigationssystem, Google Maps oder Google Earth. Trotzdem ist es gut zu wissen, wie du dich ohne diese zurechtfinden kannst – für den Fall, dass die Technik nicht funktioniert.

Wechsel von Tag und Nacht

Du kennst bestimmt den Merksatz: „Im Osten geht die Sonne auf, im Süden ist ihr Mittagslauf, im Westen will sie untergehen, im Norden ist sie nie zu sehen.“ Demnach könnte man glauben, dass Tag und Nacht sich abwechseln, weil die Sonne am Morgen am Horizont aufgeht, tagsüber im Bogen über die Erde zieht und am Abend am Horizont verschwindet.

Die Menschen im Mittelalter glaubten dies. Sie dachten, die Erde sei das Zentrum des Universums und alles kreise um sie herum. 1543 begründete Nikolaus Kopernikus ein neues Weltbild, als er entdeckte, dass die Sonne immer an der gleichen Stelle steht und alle Planeten – einschließlich der Erde – um sie herum kreisen.

Die Erde umkreist die Sonne auf einer elliptischen Umlaufbahn. Für diese Umkreisung der Sonne benötigt sie 365 Tage. Gleichzeitig dreht die Erde sich in 24 Stunden genau einmal um sich selbst. Die Erdrotation, also die Drehung der Erde um die eigene Achse im Tagesverlauf, erfolgt von Westen nach Osten und sorgt für den Wechsel von Tag und Nacht. Dabei beleuchtet die Sonne die ihr zugewandte Hälfte der Erdkugel. Hier ist Tag. Wenn auf der sonnenabgewandten Seite der Erdkugel Dunkelheit herrscht, ist dort Nacht.

Entstehung der Jahreszeiten

Der 21. März, 21. Juni, 23. September und der 21. Dezember sind die Kalenderdaten, zu denen bei uns auf der Nordhalbkugel die astronomischen Jahreszeiten beginnen: Frühling, Sommer, Herbst und Winter.

Astronomisch sind die Jahreszeiten als Zeitraum zwischen der Tagundnachtgleiche (Äquinoktium) und der Sonnenwende (Solstitium) und umgekehrt festgelegt. Die Dauer jeder Jahreszeit liegt bei durchschnittlich 91 Tagen.

Die Erde benötigt für eine Umkreisung der Sonne auf ihrer elliptischen Bahn 365 Tage. In dieser Zeit legt der Planet eine Strecke von ungefähr 940 Millionen Kilometern zurück. Sie ist dabei mit einer Geschwindigkeit von 100 000 Kilometern pro Stunde oder 30 Kilometern pro Sekunde unterwegs. Wenn du dir im Vergleich dazu vorstellst, dass du auf der Autobahn mit durchschnittlichen 130 Kilometern pro Stunde fährst, ist das unglaublich schnell.

Die Neigung der Erdachse ist ein weiterer wichtiger Aspekt im Zusammenhang mit der Entstehung der Tages- und Jahreszeiten, denn es gibt einen Zusammenhang mit der Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung. Da die Erdachse um 23,5° geneigt ist, neigt sich mal die Nordhalbkugel und mal die Südhalbkugel mehr der Sonne zu.

Der Winkel, in dem die Sonnenstrahlen auf die Erde treffen, hat Einfluss auf die Erwärmung der Erde. Je steiler die Sonne am Himmel steht, desto wärmer wird es. Es ist Sommer. Treffen die Sonnenstrahlen in einem spitzen Winkel auf die Erde, erwärmt sie sich weniger. Es ist Winter.

Die Jahreszeiten sind auf den beiden Erdhalbkugeln genau entgegengesetzt. Am 21. Juni geht die Sonne am Nordpol nicht unter, während sie am Südpol gar nicht zu sehen ist. Die Tage sind auf der Nordhalbkugel nun länger als die Nächte. Hier ist Sommer, während auf der Südhalbkugel Winter ist.

Würde die Erdachse senkrecht stehen, gäbe es das ganze Jahr die gleiche Menge Sonnenstrahlen an einem Ort. Am Äquator ist dies der Fall. Hier steht die Erdachse senkrecht, daher hat das Äquatorialklima keine Jahreszeiten.

Moderne Navigationssysteme

Bereits zu Beginn des Zweiten Weltkrieges wurden die ersten Navigationssysteme entwickelt und ausschließlich militärisch genutzt. Heute kannst du problemlos mithilfe von Satelliten und speziellen Empfangsgeräten deine Position auf der Erde bestimmen. Global Positioning System GPS ist die offizielle Bezeichnung für diese Systeme. Dazu strahlen spezielle Satelliten ihre Position und die genaue Uhrzeit aus.

Die GPS-Empfänger ermitteln die genaue Laufzeit dieser Signale und berechnen die Position und die Geschwindigkeit. Für eine möglichst genaue Bestimmung der Position benötigst du drei Satelliten. In einer Höhe von 20 000 Kilometern im Weltall befinden sich 30 dieser Satelliten, mit denen GPS funktioniert.

Navigationsgeräte nutzen gespeicherte Landkarten und zusätzlich bestimmte Verkehrsdaten, beispielsweise Staumeldungen. So berechnen sie deine Fahrtzeit von einem zum anderen Ort, lotsen dich auf dem schnellsten, kürzesten oder dem angenehmsten Weg zu deinem Ziel.

Auf ähnliche Weise funktioniert Google Earth. Hier kannst du die verschiedenen Regionen der Erde von deinem Computer aus betrachten.

Das Geocaching ist eine Art moderne Schatzsuche. Dabei suchst du mithilfe eines GPS-Empfängers einen im freien Gelände versteckten Behälter.