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Die Kraft der Sonne, die endlich einen Ort auf der Erde erreicht, hängt zum einen von der Entfernung zur Sonne, der Neigung der Achse und der Rotation des Planeten ab.

>Modell

ID:(533, 0)

Beschreibung

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Die Erdumlaufbahn bildet eine Ellipse, in der sich die Sonne in einem der Brennpunkte befindet:

Die Ebene, die die Umlaufbahn enthält, wird Ekliptik genannt.

Der Punkt, der am weitesten von der Sonne entfernt ist, wird als Aphel bezeichnet (7. Juli), während der nächstgelegene Punkt Perihel (3. Januar) genannt wird. Die Zwischenpunkte, an denen die Erde den Punkt passiert, an dem der Radius mit der Halbachse zusammenfällt, werden als Sonnenwenden bezeichnet.

Die Radien werden als großer Halbachse (a) und kleiner Halbachse (b) bezeichnet.

Die Parameter der Umlaufbahn lauten wie folgt:

Parameter | Variable | Wert

|:---------------|:----------|:-----------:

Großer Halbachse (Semi-major axis) | $a$ | $149.598.000 km$

Kleiner Halbachse (Semi-minor axis) | $b$ | $149.577.000 km$

Aphel | | $152,1 \times 10^6 km$

Perihel | | $147,1 \times 10^6 km$

Exzentrizität der Umlaufbahn | $\epsilon$ | $0,0167$

Umlaufzeit | $T$ | $365,256 Tage$

Durchschnittsgeschwindigkeit | | $29.780 m/s$

ID:(3079, 0)

Beschreibung

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Eine Ellipse kann gezeichnet werden, indem man ein Schnur an zwei Punkten (den Brennpunkten) befestigt und die Schnur auf maximale Länge spannt. Anschließend werden mit einem Stift Punkte um beide Brennpunkte herum gezeichnet:

None

ID:(3081, 0)

Beschreibung

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Die Position der Erde wird in Bezug auf die Koordinaten $(x, y)$ beschrieben, wobei der Mittelpunkt der Ellipse als Ursprung verwendet wird:

ID:(3080, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Die Koordinate $x$ der Position der Erde in Abhängigkeit von der Zeit $t$ wird wie folgt ausgedrückt:

$x=a\,\cos\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)$

Bedingungen

Variablen

$a$

Halbhauptachse der Umlaufbahn der Erde

$m$

6485

$\pi$

Pi

3.1415927

$rad$

5057

$x_t$

Position auf der Halbhauptachse

$m$

6488

$T$

Zeit der Orbit

$s$

6487

$t$

Zeit in Jahren

$s$

6491

Beziehung

ID:(4658, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Die Koordinate $y$ der Position der Erde in Abhängigkeit von der Zeit $t$ wird wie folgt ausgedrückt:

$y=a\,\sin\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)$

Bedingungen

Variablen

$b$

Halbnebenachse der Umlaufbahn der Erde

$m$

6486

$\pi$

Pi

3.1415927

$rad$

5057

$y_t$

Position auf der Halbnebenachse

$m$

6489

$T$

Zeit der Orbit

$s$

6487

$t$

Zeit in Jahren

$s$

6491

Beziehung

ID:(4659, 0)

Gleichung

>Top, >Modell

Der Abstand zwischen Sonne und Erde, bezeichnet als $r$, kann aus dem Quadrat der Koordinaten berechnet werden:



wobei die Koordinaten folgendermaßen definiert sind:

unter Verwendung der Formel:

und somit erhalten wir:

$r=\sqrt{a^2\sin^2\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)+b^2\cos^2\left(\displaystyle\frac{2\pi t}{T}\right)}$

Bedingungen

Variablen

$r$

Entfernung Erde Sun

$m$

6490

$a$

Halbhauptachse der Umlaufbahn der Erde

$m$

6485

$b$

Halbnebenachse der Umlaufbahn der Erde

$m$

6486

$\pi$

Pi

3.1415927

$rad$

5057

$T$

Zeit der Orbit

$s$

6487

$t$

Zeit in Jahren

$s$

6491

Beziehung

In diesem Fall repräsentiert $a$ die große Halbachse, $b$ die kleine Halbachse und $T$ die Umlaufperiode.

Zum Vergleich sind hier die durchschnittlichen Abstände von der Sonne zu den Planeten aufgeführt:

Planet | Durchschnittlicher Umlaufradius [km] | Umlaufperiode [Jahre]

|:-----------|:---------------------------------------------:|:----------------------:

Merkur | 5.7909227E+7 | 0.2408467

Venus | 1.08209475E+8 | 0.61519726

Erde | 1.49598262E+8 | 1.0000174

Mars | 2.27943824E+8 | 1.8808476

Jupiter | 7.78340821E+8 | 11.862615

Saturn | 1.426666422E+9 | 29.447498

Uranus | 2.870658186E+9 | 84.016846

Neptun | 4.498396441E+9 | 164.79132

Quelle: NASA/Lunar and Planetary Institute

ID:(4660, 0)

Beschreibung

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Da die Umlaufbahn eine Ellipse ist, weist sie einen gewissen Grad an Verformung auf, der mit der Exzentrizität gemessen wird.

Im Folgenden sind die Werte für verschiedene Planeten aufgeführt:

Planet | Exzentrizität [-]

|:-----------|:------------------:|

Merkur | 0,20563593

Venus | 0,00677672

Erde | 0,01671123

Mars | 0,0933941

Jupiter | 0,04838624

Saturn | 0,05386179

Uranus | 0,04725744

Neptun | 0,00859048

Quelle: NASA/Lunar and Planetary Institute

Daher haben nahezu alle Planeten eine annähernd kreisförmige Umlaufbahn.

ID:(3088, 0)

Beschreibung

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Die Achse der Erde hat eine Neigung von 23,5 Grad gegenüber der Ekliptik.

Die Neigung der Achse ist der Grund dafür, dass die Strahlung, die von jedem Hemisphären des Planeten empfangen wird, sich zwischen dem Moment, in dem der Planet im Perihel und Aphel ist, unterscheidet.

Die Werte für die Neigung verschiedener Planeten sind unten aufgeführt:

Planet | Neigung [Grad]

|:--------|:--------------------------:|

Merkur | 0

Venus | 177,3

Erde | 23,4393

Mars | 25,2

Jupiter | 3,1

Saturn | 26,7

Uranus | 97,8

Neptun | 28,3

Hinweis: Werte größer als 90 Grad entsprechen "rückläufigen Rotationen", d.h. Rotationen in entgegengesetzter Richtung.

Quelle: NASA/Lunar and Planetary Institute

ID:(3085, 0)

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Debido a la inclinación del eje terrestre la intensidad de luz solar varia durante el año dependiendo de la posición de la tierra en torno al sol.

ID:(6869, 0)