Die Sonne steht im Zentrum unseres Sonnensystems und versorgt die Erde zu allererst mit wärmender Strahlung. Dabei kann man die Sonne in ihrem Inneren auch als riesigen Kernfusionsreaktor ansehen. Bei Temperaturen um 15 Millionen Grad Celsius und über 100 Millionen Bar Druck wird durch die Verschmelzung von Wasserstoff- zu Heliumatomen pro Sekunde 630 Terajoule Energie erzeugt. Im Vergleich müsste ein 1GW-Kernkraftwerk für 630 Terajoule eine Woche arbeiten.
Die entstandene Energie wird durch verschiedene physikalische Prozesse an die Sonnenoberfläche transportiert. Auf dem Weg geht ein gewisser Teil der Wärme verloren, sodass an der Sonnenoberfläche "nur noch" Temperaturen von rund 6000 Grad Celsius herrschen. Von dieser Oberfläche, der sogenannten Photosphäre, strömen Licht und Wärme schließlich ins All. Ein bestimmter Anteil dieser Energie kommt am Oberrand der Atmosphäre als kurzwellige Strahlung an. Damit ist die sogenannte UV-Strahlung und Infrarotstrahlung gemeint. Insgesamt sprechen wir dabei von ca. 1367 Watt pro Quadratmeter.
Da die Sonne zudem die 700-fache Masse aller Planeten des Sonnensystems besitzt (99,86% der gesamten Masse), dominiert sie durch ihre Gravitation auch das gesamte System. Als Folge umrunden die Planeten in einer kreisähnlichen Bahn die Sonne.
Die Erde umläuft dabei die Sonne in etwa 150 Millionen Kilometer Abstand auf einer leicht elliptischen Bahn. Durch die Kugelgestalt der Erde ist die ankommende Sonnenenergie nicht gleichmäßig verteilt. Während die Sonne am Äquator meist nahezu senkrecht einstrahlt, kommen die Strahlen zu den Polen hin flacher auf dem Boden an. Die gleiche Anzahl Sonnenstrahlen beleuchtet somit am Pol eine viel größere Fläche als am Äquator. Die Sonne führt demnach den Polregionen pro Flächeneinheit weniger Energie zu als in Äquatornähe. Durch die Neigung der Erdrotationsachse ist die Einstrahlung im Verlauf des Jahres zusätzlichen Schwankungen unterworfen. Abgesehen von den Tropen erlebt die Erde daher markante Jahreszeiten.
Mit ihrer Wärme erhält die Sonne das Leben auf der Erde. Die Strahlung erwärmt den Boden, die Meere und die Atmosphäre, treibt das Wetter an und steuert auch das Klima. Schon der Philosoph Poseidonius (135 - 51 v. Chr.) erkannte die Bedeutung der Sonne: "Die Sonne erleuchtet das ganze, fast unendliche Weltall. Durch die Fülle ihrer Kraft haucht sie der Erde Leben ein...".
Doch die Sonnenstrahlung ist keineswegs ungefährlich!
Durch sogenannte "Schockwellenfronten" des Sonnenwindes werden elektromagnetische Teilchen, hauptsächlich Protonen und Elektronen, als überschallschneller Strom ins All geschleudert. Diese benötigen etwa 24 bis 36 Stunden, um die Erde zu erreichen. Dabei stören diese elektromagnetischen Ströme das Magnetfeld der Erde und nachfolgend auch die Funk- und Radionetze.
Aber auch die Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung) kann negative Auswirkungen haben. Wer seine Haut beim Sonnenbaden nicht ausreichend schützt, schädigt diese nachhaltig. Die UV-A (lange Wellen) Strahlung führt zu einer kurzfristigen Bräune, die jedoch kaum Lichtschutz bringt. Dagegen verliert die Haut an Spannkraft und altert frühzeitig. Auch das Hautkrebsrisiko ist bei häufiger ungeschützter Einstrahlung deutlich erhöht. Die sogenannte UV-B Strahlung sorgt hingegen für eine langfristigere Bräune, die auch einen echten Lichtschutz mit sich bringt. Gleichzeitig dringen diese Strahlen nicht so tief in die Haut ein und schädigen sie daher nicht nachhaltig.
Dipl.-Met. Lars Kirchhübel
Deutscher Wetterdienst