Die Sonne - Quell des Lebens oder gefährliche Strahlung?

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.

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Aufbau der Sonne

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
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 07.06.2015

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