Sonnenbahn

Die Ekliptik ist der Kreis, der den jährlichen Lauf der Sonne auf der Himmelskugel darstellt, wie er von der Erde aus gesehen wird. Er wird so genannt, weil Verfinsterungen (griechisch Eklipsen) nur auftreten, wenn sich der Mond auf diesem oder in der Nähe dieses Kreises befindet. Die Ebene dieses Kreises, genannt Ebene der Ekliptik, schneidet den Himmelsäquator (die Projektion des Erdäquators auf die Himmelskugel) in einem Winkel von 23°27'. Dieser Winkel wird als die Schiefe der Ekliptik bezeichnet. Die Erdachse ist um diesen Betrag geneigt.

Die beiden Punkte, an denen die Ekliptik den Himmelsäquator schneidet, werden Knoten oder Tagundnachtgleichen genannt. Um den 21. März überquert die Sonne den Himmelsäquator in Richtung nördliche Hemisphäre, wir sprechen vom Frühlingsbeginn. Wenn sie ihren größten nördlichen Abstand vom Himmelsäquator erreicht hat, ca.+ 23.5°, das ist um den 20/21. Juni (längster Tag) – beginnt der Sommer. Um den 23. September erreichet sie die Herbsttagundnachtgleiche, wenn sie den Himmelsäquator in Richtung Süden durchstößt (Herbstäquinoktium).Sie wandert weiter auf der Ekliptik nun Richtung Süden, sie steht im Winter südlich der Ekliptik, von der Nordhalbkugel aus gesehen also tiefer. Wenn sie am südlichsten Punkt steht (21. Dezember) beginnt der Winter.
Der Beginn der Jahreszeiten ist eine astronomische Definition auf Grund der vier hervorgehobenen Punkte der Sonne auf ihrer Bahn.

Tagesbogen der Sonne in den verschiedenen Jahreszeiten:
Im Sommer steht die Sonne nördlich der Ekliptik, also mittags hoch im Süden, in unseren Breiten maximal 65 ° über dem Horizont (im Winter 18°). Der Tagesbogen der Sonne ist groß, die Sonne geht jetzt nördlich des Ostpunkts auf und auch nördlich des Westpunkts unter. Die Tage sind lang.
Im Sommer steht die Ekliptik am Tag hoch über dem Horizont und da sie eben ist, nachts niedrig. Planeten, die sich ja in der Nähe der Ekliptik bewegen sind also nachts im Sommer ungünstiger zu beobachtenden als im Winter weil sie nicht hoch über den Horizont aufsteigen.

Jahreszeiten

Da die Erdachse gegen die Ekliptik geneigt ist, steht die Sonne im Winter tiefer, dass bedeut die Sonnenstrahlen verteilen sich auf eine größere Fläche, die Energie pro Fläche ist geringer. Zufällig steht die Erde sogar um den Beginn des Winters in ihrer Sonnennähe (Perihel) und im Sommer im Sonnenfernsten Punkt (Aphel).

Da die Erdbahn um die Sonne nicht kreisförmig sondern elliptisch ist (1. Kepler´sches Gesetze), bewegt sich die Sonne unterschiedlich schnell, gemäß dem 2. Kepler'schen Gesetz. Daher ist die Dauer der Jahreszeiten auch verschieden: Frühling und Sommer auf der Nordhalbkugel 186,5 Tage, Herbst und Winter dagegen nur 178,75 Tage.