Inklination (Magnetismus)

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Je nach Entfernung vom Magnetpol durchstoßen die Magnetfeldlinien die Erdoberfläche in unterschiedlichen Winkeln.
Inklinationskarte für das Jahr 2010. Die dargestellten Isoklinen verbinden Orte mit gleichem Inklinationswinkel.
Inklinationsbussole zur Messung des Inklinationswinkels

Inklination (von lateinisch inclinare = (hin)neigen, sich neigen) bezeichnet in der Geophysik den Neigungswinkel des örtlichen Erdmagnetfeldes zur Horizontalen.

Erdmagnetfeld[Bearbeiten]

Die Feldlinien des Erdmagnetfeldes treten an allen Orten südlich des magnetischen Äquators (nicht nur am Pol) unter einem mehr oder weniger steilen Winkel (Inklinationswinkel) aus der Erdoberfläche aus, laufen teilweise weit ausschwingend durch den erdnahen Raum und treten auf der Nordhalbkugel unter einem ähnlichen Winkel wieder in die Erdoberfläche ein. Dies führt dazu, dass eine auf horizontaler Achse gelagerte und nach magnetisch Nord ausgerichtete Magnetnadel eine geneigte Stellung parallel zu den Feldlinien einnimmt. Der Neigungswinkel gegenüber der Horizontalen beträgt im deutschsprachigen Raum etwa 62° bis 70° [1] (von Süden nach Norden zunehmend, Stand 2010), an den magnetischen Polen exakt ±90°, am magnetischen Äquator 0°.

Zeigt das nordweisende Ende der Magnetnadel nach unten (wie es fast überall auf der Nordhalbkugel der Fall ist), so bezeichnet man die Inklination als „nördlich“ oder zählt sie positiv. Zeigt das südweisende Ende nach unten (fast überall auf der Südhalbkugel), dann ist die Inklination „südlich“ oder wird negativ gezählt.[2][3]

Aufgrund der zeitlichen Veränderlichkeit des Erdmagnetfeldes unterliegt auch die Inklination langfristigen Änderungen. Im deutschsprachigen Raum bleibt sie gegenwärtig fast konstant. Die stärkste Änderung findet sich mit -20 Bogenminuten pro Jahr im östlichen Brasilien.[1]

Zur Messung der Inklination dient ein Erdinduktor. Dieser enthält eine drehbar gelagerte Spule, die so orientiert wird, dass ihre Achse parallel zum Erdmagnetfeld steht. Wenn keine Feldlinien mehr geschnitten werden, wird keine elektrische Spannung mehr induziert. Der Winkel zwischen der Spulenachse und der Horizontalen entspricht der Inklination.

Magnetkompasse[Bearbeiten]

Da für die Bestimmung der Nordrichtung mit einem Magnetkompass nur die horizontale Komponente der Magnetfeldlinien von Bedeutung ist und die Nadel außerdem in horizontaler Lage bleiben soll, um eine flache Bauweise der Kompassdose zu ermöglichen, muss die Inklination bei der Konstruktion eines solchen Kompasses berücksichtigt oder individuell kompensiert werden. Geschieht das nicht oder nicht ausreichend, zeigt die Kompassnadel nach unten (auf der Nordhalbkugel) oder nach oben (auf der Südhalbkugel). Bei zu starker Neigung kann sich die Magnetnadel nicht mehr frei drehen und verklemmt, was eine falsche Anzeige zur Folge haben kann.

Zur Vermeidung dieses Effektes werden üblicherweise die beiden Nadelhälften durch unterschiedliches Gewicht ausbalanciert. Solche Kompasse können nur in einem begrenzten Inklinationsbereich benutzt werden. Manche Hersteller bieten für ihre Kompassmodelle eine Auswahl unterschiedlicher Dosen an, die für jeweils eine bestimmte Inklinationszone der Erde ausgelegt sind. Es werden bis zu fünf solcher Zonen unterschieden.[4]

Eine andere konstruktive Möglichkeit ist die mechanische Entkoppelung von kippbarem Magnetelement und horizontal gehaltenem Richtungszeiger. Kompasse mit solchen „globalen Nadeln“ sind in allen Inklinationszonen verwendbar.

Geschichte[Bearbeiten]

Die Inklination wurde erstmals von Georg Hartmann beobachtet. Er beschrieb in einem Brief vom 4. März 1544 an Herzog Albrecht von Preußen nicht nur eine etwa 9° Ost betragende Missweisung sondern auch die Auswirkung der Inklination:

„Zu dem anderen | ßo finde ich auch djß an dem magneten | das er sich nit alleyn wendet von der mitternacht vnd | lencket sich gegen dem auffgang | umb .9. grad mer oder minder | wie ich eß gemeldt hab | sonder er zeucht auch under sich“.[5][Anm. 1]

Die erste Inklinationsbussole konstruierte etwa 1580 Robert Norman.

Johan Carl Wilcke veröffentlichte 1768 in Stockholm die erste weltumspannende Inklinationskarte.[6]

Biologische Bedeutung[Bearbeiten]

Die Inklinationswinkel dienen vielen Zugvögeln als „Kompass“ für den Vogelzug. Im Gegensatz zum technischen Kompass funktioniert der Magnetsinn über eine Registrierung der Veränderung des Inklinationswinkels. Auf dem Weg nach Süden (bis zum Äquator) fliegen Vögel also in Richtung auf „abnehmendem Inklinationswinkel“.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

Anmerkungen[Bearbeiten]

  1. „Mitternacht“ = Norden, „Aufgang“ = Osten.

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b NOAA: Maps of Magnetic Elements from the WMM 2010, aufgerufen am 18. Februar 2014
  2. R.T. Merrill, M.W. McElhinny: The Earth's Magnetic Field – Its History, Origin and Planetary Perspective. Academic Press Inc., London 1983, ISBN 0-12-491240-0, S. 16 (Google Books)
  3. J.H. Nelson, L. Hurwitz, D.G. Knapp: Magnetism of the Earth. U.S. Department of Commerce – Coast and Geodetic Survey, Publication 40-1, United States Government Printing Office, Washington 1962, S. 5 (PDF 7,1 MB)
  4. R.B. Langley: Getting Your Bearings – The Magnetic Compass and GPS. GPS World, September 2003, S. 70–80 (online)
  5. Franz Maria Feldhaus: Hartmann, Georg. In: Allgemeine Deutsche Biographie (ADB). Band 50, Duncker & Humblot, Leipzig 1905, S. 27 f.
  6. R.T. Merrill, M.W. McElhinny: The Earth's Magnetic Field – Its History, Origin and Planetary Perspective. Academic Press Inc., London 1983, ISBN 0-12-491240-0, S. 7 (Google Books)