Die Sonne macht das Leben auf unserem Planeten erst möglich. Sie ist eine natürliche und wichtigste Energiequelle der Erde, die mit ihrem sichtbaren Licht die Erde und die anderen Planeten unseres Sonnensystems beleuchtet und somit wärmt. Sie ist 1000-mal schwerer als alle anderen Planeten zusammen und so gross, dass die Erde samt Mondbahn bequem in ihr verschwinden könnten. Fast die gesamte Energie auf der Erde ist letztendlich umgewandelte Sonnenenergie. 

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Die Sonne  -  unser Lebensspender

Die Sonne ist eine natürliche und wichtigste Energiequelle der Erde. Fast die gesamte Energie auf der Erde ist letztendlich umgewandelte Sonnenenergie. So ermöglicht sie beispielsweise das Leben auf der Erde durch angenehme Temperaturen oder die Photosynthese, den Stoffwechsel der Pflanzen. Pflanzen können nur so grünen und gedeihen, wenn Sonnenlicht einfällt und produzieren den für uns Menschen wichtigen Sauerstoff. Die Tiere wiederum benötigen die Pflanzen als Nahrungsquelle wobei natürlich auch die Tiere und Pflanzen die Existenzgrundlagen für uns Menschen sind. Auch der Wasserkreislauf und die Luftströmungen (Wind) sind auf die direkte Wirkung der Sonneneinstrahlung zurückzuführen.

 

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Unser Sonnensystem und wie es entstand

Rund um die Sonne kreisen in verschiedenem Abstand „wandernden Sterne“ worunter auch die Erde fällt. Merkur ist der Planet, der am nächsten an der Sonne kreist. Dann kommen Venus, Erde und Mars. Diese vier inneren Planeten haben eine feste Oberfläche aus Gestein und sind noch verhältnismäßig nah an der Sonne – nur einige hundert Millionen Kilometer. Weiter draußen, im Abstand von etwa einem bis 4,5 Milliarden Kilometern von der Sonne entfernt, kreisen die äußeren Planeten: Jupiter, Saturn mit seinen Ringen, Uranus und ganz außen Neptun. Sie bestehen aus Gas (vor allem Wasserstoff und Helium) und sind viel größer als die inneren Planeten. Jupiter und Saturn sind etwa zehn Mal so groß wie die Erde, deshalb nennt man sie auch die Gasriesen. Und schließlich gibt es noch Asteroiden, Kometen und Staubwolken, die auch um die Sonne kreisen. Die Anziehungskraft der Sonne hält alle diese Himmelskörper zusammen und zwingt sie, wie an einer langen Leine im Kreis zu fliegen. Alles zusammen nennt man das Sonnensystem. Auch die Monde gehören dazu – aber sie werden von der Anziehungskraft der Planeten festgehalten. Aber warum hat die Sonne überhaupt Planeten? Das hängt damit zusammen, wie die Sonne entstanden ist: Eine Wolke aus Gas und Staub zog sich durch ihre eigene Schwerkraft zusammen und wurde zu einem Stern. Doch nicht alles Material dieser Wolke wurde im Stern „verbaut“ – etwa ein Prozent blieb übrig. Und als die Sonne dann zu leuchten begann, drückte die Strahlung die restliche Materie wieder nach außen. Die leichten Gase wurden dabei weit nach außen geschoben, der schwerere Staub und Gesteinsbrocken blieben in der Nähe der Sonne. Aus diesen Staub- und Gaswolken entstanden im Laufe der Zeit die Planeten. Daher gibt es im Sonnensystem außen die Gasplaneten, weiter innen die Gesteinsplaneten – darunter unsere Erde – und ganz in der Mitte die Sonne. Sie enthält 99% der Masse des Sonnensystems und hält mit ihrer Schwerkraft alles zusammen.

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Die Sonne als Stern

Die Sonne ist ein Stern, der sich in der Mitte unseres Sonnensystems befindet wobei der Kern aus mehreren Schichten besteht mit Temperaturen von 15 Millionen Grad Celsius und einem Durchmesser von etwa 175.0000 km. Unsere Erde ist einer der acht Planeten, die um die Sonne kreisen. Die Sonne befindet sich von der Erde 150 Millionen Kilometer entfernt. Für diese riesige Entfernung benötigt das Sonnenlicht nur etwa 8 Minuten. Im Vergleich zur Sonne sind alle Planeten winzig klein. So würde auch die Erde mit ihrer Größe weit mehr als eine Million mal in die Sonne hineinpassen. Wie auch andere Sterne strahlt die Sonne durch die Kernfusionsprozesse Licht und Wärme aus. Manches davon kommt auf der Erde an weshalb es auf der Erde am Tag hell ist. Durch die geneigte Stellung der Erde zur Sonne werden unsere Jahreszeiten verursacht. Unser Mond und auch die anderen Planeten leuchten, weil sie von der Sonne angestrahlt werden. Von der Sonne gehen aber auch viele Strahlen aus, die alles Leben auf der Erde töten würden, wenn sie nicht abgehalten werden. Das Magnetfeld der Erde schützt uns aber vor dieser gefährlichenStrahlung. Stellung der Sonne am Himmel, Jahreszeiten, Tag und Nacht An heißen Sommertagen freut man sich über einen kühlen Schatten, im Winter dagegen möchte man nicht im Schatten stehen und frieren. Doch die Welt ist ungerecht: Ausgerechnet im Sommer sind die Schatten kurz, denn die Sonne steht hoch am Himmel. Und im Winter steht die Sonne so niedrig, dass selbst kleine Hügel lange Schatten werfen. Aber warum steht die Sonne eigentlich unterschiedlich hoch am Himmel? In Wirklichkeit steht die Sonne immer an der gleichen Stelle, im Mittelpunkt des Sonnensystems. Nur von unserem Standpunkt sieht es so aus, als ob die Sonne aus unterschiedlichen Richtungen kommt. Das liegt daran, dass wir auf einer Kugel leben. Wie das Licht von der Sonne auf der Erdkugel ankommt, hängt davon ab, wo man auf der Erde steht. Wenn man nach Norden geht, krümmt sich die Erdoberfläche von der Sonne weg. Deshalb treffen die Sonnenstrahlen nicht mehr im rechten Winkel auf, sondern schräg, aus südlicher Richtung. Von der Erde aus steht dann die Sonne nicht mehr genau über einem, sondern etwas im Süden. Und je weiter man nach Norden geht, umso flacher treffen die Lichtstrahlen auf, das heißt: umso tiefer steht die Sonne über dem Horizont. Geht man dagegen vom „Bauch“ aus nach Süden, ist es genau umgekehrt. Das ist aber noch nicht alles: Da die Erdachse schief steht, ändert sich unsere Stellung zur Sonne im Laufe eines Jahres was auch zu den Jahreszeiten führt. Zusätzlich dreht sich die Erde auch noch, und so kommt jeden Tag noch eine zweite Bewegung dazu: Im Laufe des Tages wandert die Sonne von Osten nach Westen über den Himmel – und das eben je nach Jahreszeit mehr oder weniger hoch über dem Horizont. Diese Drehung bewirkt auch den Tages- und Nachtrhythmus auf unserer Erde. Wenn unser Standort auf der Erde gerade Richtung Sonne zeigt, ist es hell, also Tag. Wir sehen die Sonne untergehen und es wird dunkel. Auch der Mond geht auf und unter – aus genau dem gleichen Grund: weil sich die Erde dreht.

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Die Wirkung des Sonnenlichts

Die Wirkung des Sonnenlichts variiert aufgrund der geneigten Stellung der Erde zur Sonne. Am stärksten heizt die Sonne die Gegend um den Äquator auf, denn dort treffen die Sonnenstrahlen senkrecht auf eine relativ kleine Fläche. Die Pole erreichen die Sonnenstrahlen dagegen in einem flacheren Winkel. Hier verteilt sich die Sonnenenergie daher auf eine größere Fläche; und in diesen Regionen bleibt es kühler. So sorgt die verschieden starke Sonneneinstrahlung für unterschiedliche Klimazonen. Auch Jahreszeiten und Wetter sind das Ergebnis von unterschiedlich starker Sonneneinstrahlung.

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Wie nutzen die Menschen die Energie der Sonne?

Neben der direkten Nutzung der Sonnenenergie (Photosynthese, Erderwärmung, Luftdruck sowie Wasserkreisläufe) kann die Sonnenenergie mit Hilfe moderner Techniken auch indirekt genutzt werden. Die eingestrahlte Energie und damit die nutzbare Energiemenge ist dabei stark von der Zusammensetzung des Sonnenspektrums, dem Einstrahlungswinkel auf die Erdoberfläche und der Sonnenscheindauer abhängig. Je nach Jahreszeit, Breitengrad und Uhrzeit ist die eingestrahlte Energie nicht überall auf der Erde gleich intensiv. In Mitteleuropa liegt die Strahlungsenergie demnach bei rund 1.000 kWh je Quadratmeter, während die Intensität in der Sahara bei 2.350 kWh pro Quadratmeter liegt. So liefert die Sonne in nur 3 Stunden so viel Energie dass damit der Jahresenergiebedarf der gesamten Erdbevölkerung abgedeckt werden könnte. Letztlich wird die gesamte Sonnenenergie, die nicht auf der Erde verbraucht wird, in Form von Wärmestrahlung wieder an den Weltraum abgegeben. Zu den von Menschen nutzbaren Energieformen, die die indirekte Sonnenenergie verwenden, zählt neben Windenergie, Wasserkraft und Gezeitenenergie auch die Bioenergie, wie Holz oder Biogas. Hierbei wird die von den Pflanzen während ihres Wachstums gespeicherte Sonnenenergie entweder durch Aufbereitung (Biogas) oder direkte Verbrennung (Holz) zur Strom- oder Wärmeerzeugung nutzbar gemacht. Auch die fossilen Energieträger wie beispielsweise Kohle, Erdöl oder Erdgas die vor Millionen von Jahren unter Ausschluss von Sauerstoff, hohen Temperaturen und Druck im Erdinneren mittels Fäulnisprozessen von Fossilien sowie Biomasse über einen sehr langen Zeitraum entstanden sind, gehören zu den heutig verwendeten Energieträgern.