Als de dagen lengen...

Op 20 maart begint de sterrenkundige lente. Op die dag zijn dag en nacht precies even lang of beter gezegd: bevindt de zon zich net zo lang bóven als ónder de horizon. Vanaf dat moment wint het daglicht steeds meer terrein, totdat het op 21 juni nog maar zeven uur min of meer donker is. Als je om je heen kijkt, zie je dat de natuur onmiddellijk reageert op dat extra zonlicht. Overal schieten de plantjes uit de grond, bloeien de bloemen en zijn vogels druk bezig met het bouwen van nestjes.

De beweging van de aarde om de zon. Door de stand van de aardas, die altijd dezelfde kant op wijst, ontvangt het noordelijke halfrond (de ‘bovenkant’) van de aardbol ’s zomers meer zonnewarmte dan het zuidelijke halfrond.

De lente is één van de vier seizoenen of jaargetijden. Niet dat de natuur zich altijd veel aantrekt van deze door de mens bedachte indeling. ’s Zomers is het uiteraard warmer dan ’s winters, maar veel lentedagen zijn net zo koud als een dag in januari. Om het nog verwarrender te maken, lopen de seizoenen op aarde niet overal gelijk. Als het in Nederland lente is, is het in Australië bijvoorbeeld herfst. Hoe zit dat nu?

Vijf feiten op een rijtje

Voordat we ‘verklappen’ hoe de seizoenen ontstaan, zetten we even een paar feiten op een rijtje.

• Het is elk jaar koud in de winter en warm in de zomer. Tenminste, in een land als Nederland. Bij ons begint de winter in december en de zomer in juni. Elk jaar weer. Het lijkt er dus op dat de seizoenen iets met de beweging van de aarde om de zon te maken hebben.

• Zoals elke vogel weet, is het in het zuiden (dichter bij de evenaar) warmer dan in het noorden (dichter bij de pool). Maar als je naar het oosten of westen gaat, verandert er maar weinig. Kortom: de temperatuur hangt samen met de geografische breedtegraad oftewel je afstand tot de evenaar.

• In de winter zijn de dagen korter dan in de zomer. De kortste dag valt bij ons altijd omstreeks 21 december, de langste rond 21 juni. Als je ver naar het noorden gaat, naar het noorden van Noorwegen bijvoorbeeld, is het ’s winters helemaal niet meer licht en gaat ’s zomers de zon niet onder.

• In de zomer staat de zon rond het middaguur veel hoger aan de hemel dan in de winter. Dat kun je bijvoorbeeld zien aan de schaduwen van voorwerpen, die ’s winters veel langer zijn dan ’s zomers. Je kunt de schaduw van bijvoorbeeld een lantaarnpaal of vlaggenmast zelfs gebruiken als ‘seizoensklok’ (zie het doeblad).

• Hoewel het in de winter veel kouder is dan in de zomer, ziet de zon er hetzelfde uit. Het is dus niet zo dat de aarde in de winter verder van de zon staat dan in de zomer! Toch denken veel mensen dat dit de reden is dat het ’s zomers warmer is dan ’s winters.

Het raadsel opgelost

Uit het bovenstaande kun je afleiden dat:
* De seizoenen een jaarlijks terugkerend verschijnsel zijn: het heeft waarschijnlijk dus iets met de beweging van de aarde om de zon te maken.
* De seizoenen samenhangen met de afstand tot de evenaar: het heeft waarschijnlijk dus iets met de bolvorm van de aarde te maken.
Er is nóg een waarneming die we nodig hebben om het ‘raadsel’ van de seizoenen te ontwarren: de verandering van de zonnewarmte in de loop van de dag. Je kunt gemakkelijk vaststellen dat de zon bij zonsopkomst veel minder warm aanvoelt dan rond het middaguur, als hij hoog aan de hemel staat. De verklaring hiervoor is vrij eenvoudig: pak maar eens een zaklamp en richt deze recht op de muur. Je ziet dan een mooie ronde, heldere lichtvlek. Maar als je de zaklamp schuin houdt, wordt de lichtvlek langgerekter en minder helder. De totale hoeveelheid licht is in beide gevallen gelijk; het enige dat verandert is het oppervlak waarover je het licht verspreidt. Als de zon hoog aan de hemel staat vallen de zonnestralen veel rechter op het aardoppervlak dan als de zon laag staat. De zonnestraling wordt in het laatste geval over een groter oppervlak verspreid, waardoor de aarde minder wordt opgewarmd.
De schuine inval van de zonnestraling is een van de oorzaken van de verschillen tussen de seizoenen en tussen de verschillende klimaatgebieden op onze planeet. De aarde draait om een denkbeeldige as die schuin staat, en op een vast punt in de ruimte is gericht, zoals in bijgaande tekening te zien is. Door de draaiing van de aarde om de zon verandert de stand van de aardas ten opzichte van de zon (zie tekening). Hierdoor wordt in onze wintermaanden voornamelijk de onderkant van de aardbol door de zon verlicht, en in onze zomermaanden de bovenkant. Het is trouwens niet zo dat de alleen de stand van de zon zorgt voor de temperatuur. Ook luchtstromingen (wind) en de nabijheid van de zee spelen een belangrijke rol. Met name door dit laatste zijn de winters in Nederland veel zachter dan ze anders zouden zijn geweest. Het zeewater voor onze kust is nooit erg koud: zelfs ’s winters is het water altijd een paar graden boven nul en datzelfde geldt voor de lucht vlak boven zee. Doordat onze wind vaak uit het zuidwesten of westen komt, wordt dus ook in wintermaanden tamelijk zachte lucht aangevoerd. (Echt koud wordt het pas als de wind naar het oosten draait!)

Lange en korte dagen

Zoals we net hebben gezien, is de schuine inval van de zonnestraling een van de oorzaken van de winterkou. Maar er is nog een tweede reden waarom het in de winter zo afkoelt: de dagen zijn veel korter! Dat de dagen in de zomer veel langer duren dan in de winter komt doordat de zon hoger aan de hemel komt te staan. Daardoor duurt het ook langer om van het oosten (zonsopkomst) naar het westen (zonsondergang) te komen. De tekening hieronder laat dat mooi zien. In de winter legt de zon bij ons maar een kort boogje af, dat in het zuidoosten begint en in het zuidwesten eindigt. In de lente begint de boog in het oosten en eindigt hij in het westen, en in de zomer schuift het geheel nog iets in noordelijke richting. Hoe groter de boog, des te langer duurt de dag.

De beweging van de zon langs de hemel. In de zomer wordt een veel wijdere boog afgelegd dan in de winter. Vandaar ook dat het dan veel langer licht is. Merk op dat de verschillen groter zijn naarmate je verder van de evenaar komt!