Die Erde und der Himmel sind grundlegende Teile unserer natürlichen Welt. In dieser Lektion werden diese Konzepte aus der Perspektive der Astronomie und der Geowissenschaften untersucht und erklärt, wie sie interagieren und sich gegenseitig beeinflussen. Obwohl es so aussehen mag, als seien die Erde und der Himmel getrennte Bereiche, sind sie in vielerlei Hinsicht miteinander verbunden und wirken sich auf die Umwelt, das Klima und das Leben auf der Erde aus.
Unser Planet Erde ist einer der acht Planeten im Sonnensystem und umkreist die Sonne einmal alle 365,25 Tage. Die Erdachse ist in einem Winkel von etwa 23,5 Grad gegenüber ihrer Umlaufbahn um die Sonne geneigt. Diese Neigung ist für den Wechsel der Jahreszeiten verantwortlich, während die Erde die Sonne umkreist. Auf der der Sonne zugewandten Hemisphäre herrschen wärmere Temperaturen und die Tage sind länger, was die Sommersaison kennzeichnet, während auf der gegenüberliegenden Hemisphäre Winter herrscht.
Die Erdatmosphäre ist eine Schicht aus Gasen, die den Planeten umgibt, ihn vor schädlicher Sonnenstrahlung schützt und zur Temperaturregulierung beiträgt. Die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff (78 %) und Sauerstoff (21 %), mit geringen Mengen anderer Gase wie Argon und Kohlendioxid. Die Atmosphäre ist in mehrere Schichten unterteilt, von der niedrigsten bis zur höchsten: Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre. Jede Schicht hat ihre eigenen Eigenschaften und Funktionen, wie beispielsweise die Ozonschicht in der Stratosphäre, die ultraviolette Sonnenstrahlung absorbiert und streut.
Der Himmel ist die Atmosphäre der Erde, wie sie von der Oberfläche des Planeten aus gesehen wird. Wenn wir nach oben schauen, sehen wir tagsüber den blauen Himmel, da das Sonnenlicht durch die Atmosphäre gestreut wird. Diese Streuung ist bei kürzeren Wellenlängen des Lichts (blau) effektiver als bei längeren Wellenlängen (rot). Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang muss das Licht einen größeren Teil der Erdatmosphäre durchdringen, was dazu führt, dass ein Großteil des blauen Lichts gestreut wird und der Himmel rot oder orange erscheint.
Nachts, wenn der Teil der Erde, auf dem Sie sich befinden, von der Sonne abgewandt ist, können Sie die Sterne, Planeten und den Mond sehen. Sterne sind riesige, weit entfernte Sonnen, die Licht ausstrahlen, während Planeten wie Venus und Mars näher an der Erde sind und durch die Reflexion des Sonnenlichts leuchten. Die Muster, die Sterne am Himmel zu bilden scheinen, werden als Sternbilder bezeichnet, die im Laufe der Menschheitsgeschichte zur Navigation und zum Erzählen von Geschichten verwendet wurden.
Der Mond, der einzige natürliche Satellit der Erde, durchläuft je nach seiner Position zur Erde und zur Sonne verschiedene Phasen. Zu diesen Phasen gehören der Neumond, wenn er sich zwischen Erde und Sonne befindet, der Vollmond, wenn sich die Erde zwischen Mond und Sonne befindet, sowie das erste und letzte Viertel, wenn die Hälfte des Mondes beleuchtet ist. Der Phasenzyklus wiederholt sich alle 29,5 Tage.
Während die Erde die Sonne umkreist, ändern sich die sichtbaren Sternbilder am Nachthimmel. Dies liegt daran, dass die Nachtseite der Erde zu verschiedenen Jahreszeiten unterschiedlichen Teilen des Weltraums zugewandt ist. Darüber hinaus ändert sich die Position der Sonne am Himmel im Laufe des Jahres. Sie erreicht ihren höchsten Punkt zur Sommersonnenwende und ihren niedrigsten zur Wintersonnenwende.
Eine Sonnenfinsternis tritt auf, wenn Erde, Mond und Sonne in einer Linie stehen. Bei einer Sonnenfinsternis schiebt sich der Mond zwischen Erde und Sonne, wirft einen Schatten auf die Erde und blockiert in manchen Gebieten vorübergehend das Sonnenlicht. Bei einer Mondfinsternis befindet sich die Erde zwischen Sonne und Mond und der Schatten der Erde fällt auf den Mond. Sonnenfinsternisse können nur bei Neumond auftreten, während Mondfinsternisse bei Vollmond auftreten.
Lichtverschmutzung durch übermäßiges künstliches Licht kann die Sichtbarkeit der Sterne am Nachthimmel erheblich beeinträchtigen. Dies ist besonders in städtischen Gebieten spürbar, wo die Konzentration des künstlichen Lichts es schwierig macht, alle außer den hellsten Sternen und Planeten zu beobachten.
Erde und Himmel sind eng miteinander verbunden und bieten uns ein Fenster in das weite Universum und unseren Platz darin. Vom Verständnis der Grundlagen der Erdatmosphäre und ihrer Bewegung im Weltraum bis hin zur Beobachtung der Sterne, Planeten und des Mondes am Himmel gibt es immer etwas Neues zu entdecken. Obwohl die Lichtverschmutzung die Beobachtung des Nachthimmels erschwert hat, gibt es immer noch viele Orte und Zeiten, an denen die Wunder des Universums mit bloßem Auge sichtbar sind und uns an die Schönheit und Komplexität der Welt erinnern, in der wir leben.
