Geographische Länge
Die geographische Länge (auch Längengrad oder nur Länge, λ, lateinisch longitudo, englisch longitude, international abgekürzt mit long oder LON) beschreibt eine der beiden Koordinaten eines Ortes auf der Erdoberfläche, und zwar seine Position östlich oder westlich einer definierten (willkürlich festgelegten) Nord-Süd-Linie, des Nullmeridians.
Begriffsdefinition
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Die geographische Länge ist ein Winkel, der ausgehend vom Nullmeridian (0°) bis 180° in östlicher und 180° in westlicher Richtung gemessen wird. Der Scheitel dieses Winkels ist der Mittelpunkt der gedachten Erdkugel, die Schenkel gehen vom Mittelpunkt aus durch den Nullmeridian sowie den Meridian, auf dem der Ort liegt, dessen geographische Länge angegeben werden soll.
- Orte mit derselben Länge liegen auf einem Meridian. Ein Meridian verläuft von Pol zu Pol und ist die Hälfte eines Längenkreises.
- Zur Bestimmung eines Punktes auf der Erdoberfläche – zur Angabe seiner geographischen Lage – wird zusätzlich die Angabe seiner geographischen Breite als zweite Koordinate benötigt.
Unterteilung
Die geographische Länge wird traditionell im Sexagesimalsystem mit Grad, Minuten und Sekunden angegeben, wobei ein Grad 60 Minuten und eine Minute 60 Sekunden entsprechen (wie in der Zeitangabe). Bei Dezimalgrad werden Nachkommastellen angegeben.
Eine Bogenminute entspricht entlang des Äquators und entlang der Meridiane einer Strecke von einer Seemeile bzw. 1852 Meter, während die Strecke der Bogenminute auf den Breitenkreisen φ (nördlich oder südlich des Äquators) um den Faktor cosφ kleiner ist.
Ortsfestlegung
Nullmeridian
Da es für die Meridiane keine natürliche Nullmarke gibt, wie der Äquator sie für die Breitenmessung darstellt, muss ein Nullmeridian definiert werden. Dafür wurden die verschiedensten Werte herangezogen. Erst 1884 wurde dafür weltweit einheitlich derjenige Meridian festgelegt, auf dem sich die Mittelachse eines bestimmten Teleskops des Observatoriums von Greenwich in London befindet.
Schreibweisen der Zahlenwerte
Statt des Vorzeichens (traditionell + Ost, − West) ist auch E bzw. W zulässig. Die Abkürzung E für Ost (von engl. east) wird beispielsweise von der für Nautik und Flugnavigation maßgeblichen DIN 13312 empfohlen, um Fehler durch Verwechslung von O mit 0 oder mit der französischen Abkürzung für West („ouest“) von vornherein auszuschließen.
Vor allem in der Seefahrt werden die Längengrade 3-stellig vor dem Komma geschrieben. Dadurch wird die Unterscheidung zu den Breitengraden deutlicher hervorgehoben, zum Beispiel 010,43° E.
Es gibt – je nach der gewünschten Genauigkeit – verschiedene Methoden der Darstellung, z. B.:
- Hamburg: 10° Ost
- Berlin: 13° 19′ Ost
- Funchal: −016° 55,2′
- Tokio: 139° 45′ 59′′ E
- San Francisco: 122,4192° W (Dezimalschreibweise)
- Position des Satelliten Astra 1 über dem Äquator: 19° 12' Ost
Fehlt die Angabe O, E oder W, so stehen positive Werte für östliche Länge und negative für westliche Länge.
Geschichte
Der griechische Astronom und Mathematiker Hipparchos (ca. 190–120 v. Chr.) teilte die Erde in ost-westlicher Richtung erstmals in 360 Grad.
In der europäischen Seefahrt war das Bezugssystem der Längengrade lange Zeit uneinheitlich. Vom 2. Jh. n. Chr. bis ins 19. Jh. war der Ferro-Meridian dominant, der von Claudius Ptolemäus festgelegt wurde und sich auf die westlichste kanarische Insel El Hierro (17° 40′ W) bezieht.
Je nach Nation bezogen sich Koordinatennetze auf Nullmeridiane in London, Paris oder St. Petersburg. Erst auf der Internationalen Meridiankonferenz, Washington 1884, wurde Greenwich bei London weltweit festgelegt, unter anderem, weil britische Seekarten weltweit verwendet wurden.[1]
Ermittlung der geographischen Länge
Während die geographische Breite durch Messung von Vertikalwinkeln der Sonne oder des Polarsterns relativ einfach bestimmbar ist, gestaltete sich die Bestimmung der aktuellen geographischen Länge mit ähnlicher Genauigkeit über lange Zeit extrem schwierig. Dieses für die Seenavigation bedeutsame Längenproblem wurde erst Ende des 18. Jahrhunderts gelöst. Dazu sind sehr genau gehende Uhren notwendig, die auch bei stärkstem Seegang verlässlich funktionieren, ohne durch Wettereinflüsse wie Hitze und Luftfeuchtigkeit beeinträchtigt zu werden. Die erste Uhr, die diese Voraussetzungen erfüllte, war die „H4“, die im März 1762 vom Tischler John Harrison erfunden wurde. Das hierfür von der Längenkommission des britischen Parlaments ausgelobte Preisgeld von 20.000 Pfund erhielt Harrison erst nach einem Erlass des Königs Georg III. im Jahr 1773. Um die erforderliche Genauigkeit zu erreichen, hatte er seine Uhr unter Verwendung von nahezu reibungsfreien Kugellagern und Bimetallsystemen (Temperaturunabhängig) hergestellt.
Als 1866 ein Transatlantikkabel für Telegraphie in Valentia Island, Irland, anlandete, konnten Abweichungen in den Längengradangaben zwischen Nordamerika und Europa, die bisher dahin bis zu einer Ungenauigkeit von 850 m bestanden, am 24. Oktober 1866 durch Austausch von Telegrafiesignalen und damit einer Synchronisation der Messungen deutlich verringert werden.[2][3]
Die Angabe einer geographischen Länge kann im Sekundenbereich variieren, wenn unterschiedliche Referenzellipsoide oder ein anderes geodätisches Datum verwendet wird.
Heutzutage wird die geographische Länge meist mittels Satellitennavigationssystemen bestimmt.
Literatur
- Dava Sobel: Längengrad. Taschenbuch ISBN 3-442-72318-3 (Illustrierte Ausgabe ISBN 3-8270-0364-4)
Weblinks
- Frank Slomka: Das Längengradproblem (ab 0:06:52) auf YouTube
Einzelnachweise
- ↑ Konferenz-Protokoll von Washington 1884
- ↑ en:Valentia Island
- ↑ Richard Stachurski: Longitude by Wire: Finding North America. University of South Carolina Press, Columbia, S.C. 2009, ISBN 1-57003-801-5 (englisch, eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).