Thema des Tages


Wissenschaft kompakt

Die Milanković-Zyklen



Der Klimawandel ist heutzutage in aller Munde. Aber schon bevor der 
Mensch seine Finger im Spiel haben konnte, gab es immer wieder 
wärmere und kältere Phasen in der Erdgeschichte. Verantwortlich war 
die Erde selbst und ihr Energielieferant, die Sonne.



Es gibt mehrere Faktoren, die im Zusammenspiel auf großen Zeitskalen 
die Menge der eintreffenden Sonnenstrahlung und damit das Klima auf 
der Erde beeinflussen. An dieser Stelle soll es neben dem Einfluss 
der Sonne selbst um die drei veränderlichen Eigenschaften der Erde 
gehen, die in den sogenannten Milanković-Zyklen zusammengefasst sind.
Ihren Namen erhielten diese langperiodischen Schwankungen nach dem 
serbischen Mathematiker Milutin Milanković, der entscheidend an der 
Beschreibung dieser Phänomene beteiligt war.

Die Erde kreist in ungefähr einem Jahr einmal um ihren zentralen 
Stern, die Sonne. Dabei ist die Bezeichnung ?kreisen? vielleicht 
etwas irreführend, weil ihre Bahn in Wahrheit gar kein perfekter 
Kreis ist, sondern eher einer Ellipse ähnelt. Und diese Form ist über
die Zeit auch nicht konstant. Phasenweise ist die Ellipse platter 
gedrückt und zu anderen Zeiten nähert sie sich weiter einem Kreis an.
Die Form der Erdumlaufbahn um die Sonne wird als Exzentrizität 
bezeichnet. Je kreisförmiger die Bahn ist, desto geringer ist die 
Exzentrizität und desto weniger Sonneneinstrahlung kommt im Mittel 
auf der Erde an, begünstigt also Kaltzeiten. Die Zyklusdauer, in der 
die Erdumlaufbahn ihre Form verändert, beträgt etwa 100 000 Jahre.

Etwas schneller geht es bei der Veränderung der Neigung der Erdachse,
auch Obliquität genannt. Hierbei betragen die Zyklen etwa 41 000 
Jahre. Die Rotationsachse der Erde ist im Weltall ein wenig gekippt, 
aber auch das ist nicht in Stein gemeißelt. Mal steht die Erde sehr 
aufrecht im All und mal liegt sie schräger. Je stärker die Neigung 
ist, desto extremer fallen die Jahreszeiten in den hohen 
geografischen Breiten aus. Ist die Neigung schwächer, sind die 
Unterschiede zwischen Sommer und Winter entsprechend geringer. Die 
Winter sind in diesen Phasen nicht so streng. Weil dadurch aber mehr 
Wasser über den Meeren verdunsten kann, schneit es in den kalten 
Regionen unter Umständen mehr und die Schneedecke wird mächtiger. 
Durch die weniger heißen Sommer können die Gletscher länger erhalten 
bleiben und damit sind geringe Achsneigungen tendenziell mit 
Kaltzeiten verbunden.

Ein weiterer Faktor ist die Tatsache, dass die Erde bei ihren 
Umdrehungen um sich selbst eiert. Die geneigte Erdachse ist nämlich 
nur im Erdmittelpunkt fest, an allen anderen Orten kreiselt sie um 
eine gedachte Senkrechte durch die Pole. Und das tut sie in einem 
Zeitraum von jeweils etwa 26 000 Jahren. Diese Bewegung wird als 
Präzession bezeichnet. Sie hat zur Folge, dass manchmal der 
Nordsommer und manchmal der Nordwinter der Sonne näher ist und damit 
mehr Wärme abbekommt.


Das alles ist schon kompliziert genug, aber jetzt hat auch die Sonne 
noch ein Wörtchen mitzureden. Denn auch die solare Strahlung ist über
die Jahrhunderte nicht konstant. Zeitweise ist sie aktiver oder legt 
eine Pause ein und auch das beeinflusst natürlich, wie viel Wärme auf
der Erde ankommt.

Wann eine Warm- oder Kaltzeit eintritt, hängt neben dem 
Zusammenwirken dieser Größen noch von vielen weiteren Aspekten und 
Bedingungen auf der Erde ab. Im Großen und Ganzen lassen sich aber 
Zusammenhänge zwischen den Klimaentwicklungen und den hier 
beschriebenen Einflüssen herstellen.


Dipl.-Met. Marcel Schmid

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale 
Offenbach, den 29.08.2024

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