Navigationshilfe:

Die Sonnenstand-Simulation

Wie hoch steht die Sonne am 31. Dezember um 14.00 Ortszeit in Buenos Aires? Wann steht sie an diesem Tag in Tokyo am höchsten? Und welcher Sonnenstand ergibt sich für den 14. April um 11.30 Uhr in Berlin? Diese und ähnliche Fragen zu beantworten ist Aufgabe der Sonnenstand-Simulation, die einen anschaulichen weltweiten Überblick ermöglicht.

Sonnenstand-Simulation starten

In diesem Beispiel hat man sich für Peking entschieden. Als Ortszeit wurde 7:49 Uhr eingeben, als Datum der 13. September gewählt. Der Bildpunkt der Sonne weist eine Breite von 4,69° N und eine Länge von 177,5° W auf. Die Schattenlänge des 1 m hohen Schattenstabs beträgt um diese Uhrzeit 2,56 m.

1. Die Bedienung der Sonnenstand-Simulation

Detailansicht der Simulation: Eingabemaske

Im oberen Teil der Simulation kann man den Ort - zum Beispiel Berlin - und die Zeit - beispielsweise 14. April um 11:30 Uhr - einstellen. Für die Orte der Auswahlliste im Menü "Ort" wird die Zeitverschiebung gegenüber der Greenwich-Zeit (GMT), die auch als Universal Time (UT) bezeichnet wird, automatisch angezeigt. "GMT + 2 h" bedeutet, dass unsere Zeit am 14. April (Mitteleuropäische Sommerzeit MESZ) um zwei Stunden später ist (im Winter nur um eine Stunde). Da es für die Gültigkeit und Dauer der Sommer- beziehungsweise Winterzeit keine allgemeingültige Regel gibt, muss gegebenenfalls das Schaltfeld "Sommerzeit" berichtigt werden. In einigen Ländern gilt nur eine Standardzeit.

Detailansicht der Simulation: Wahl des Ortes

Städte aller Kontinente stehen in der Sonnenstand-Simulation zur Wahl.

Die Auswahl eines Ortes kann auch durch Eingabe seiner geografischen Koordinaten oder durch Mausklick auf die Weltkarte erfolgen. Die Einstellung wird als "eigene Wahl" in der Ortsliste gespeichert und kann später wieder abgerufen werden.

2. Berechnete Daten

Die Simulation berechnet für den ausgewählten Ort (im Beispiel: Berlin) und die eingestellte Zeit (hier: 14. April um 11:30 Uhr Sommerzeit) verschiedene Daten für die Sonne:

(1) die Zeiten des Sonnenaufgangs und -untergangs und des Höchststands, also wenn sich die Sonne genau im Süden befindet, für den betreffenden Tag. Hinweis: Die Auf- und Untergangszeiten gelten für den Oberrand der Sonne und unter Berücksichtigung der Lichtbrechung für eine Sonnenhöhe von -0,8 Grad.

(2) die Position der Sonne am eingestellten Ort, das heißt der Höhenwinkel und der Kompasswinkel.

Alle berechneten Daten gelten für das aktuelle Jahr. Die wegen der Schaltjahre von Jahr zu Jahr auftretenden Abweichungen sind aber nur gering.

3. Hinweise zur Visualisierung der Daten

Detailansicht der Simulation: Schattenstab

Der gewählte Ort (zum Beispiel: Berlin) ist auf der Weltkarte durch einen roten Kreis markiert. Stellt man dort einen senkrechten Schattenstab, einen Gnomon, auf, zeigt die rote Linie seinen Schatten an. Der Höhenwinkel der Sonne bestimmt die Länge des Schattens, die für einen 1 Meter hohen Gnomon angegeben ist (im Beispiel: 1,08 Meter).

Der gelbe Kreis auf der Weltkarte ist der Bildpunkt der Sonne: Eine gerade Linie, von der Sonne zum Mittelpunkt der Erde gezogen, durchstößt in diesem Punkt die Erdoberfläche. Ein Beobachter, der sich dort befindet, sieht die Sonne genau senkrecht über seinem Kopf: im Zenit.

Das obere Bild in der Simulation zeigt die Horizontansicht der Sonne am Beobachtungsort (hier: Berlin) mit ihrem momentanen Höhen- und Kompasswinkel. Die Sonne ist dabei in zwanzigfacher Vergrößerung dargestellt. Ihr wirklicher Winkeldurchmesser beträgt etwa 0,5 Grad.

Detailansicht der Simulation: Horizontansicht der Sonne

Die Animation zeigt die – scheinbare – Bewegung der Sonne, welche auch als Tagbogen bezeichnet wird, in Berlin am 14. April in stündlichen Abständen.

Zeitschrift planet schule abonnieren
Zeitschrift planet schule abonnieren
Preisgekrönte Projekte
Preisgekrönte Projekte