Sonnenzeit

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Anzeige der wahren Ortszeit auf einer Sonnenuhr an einem Kirchturm
Wandsonnenuhr mit Stunden-Linien für WOZ und Stunden-Schleifen für MEZ (Standort etwa 8° Ost)

Die Sonnenzeit ist am Tageslauf der Sonne orientiert und bestimmt das tägliche Leben der Menschen. Sie ist definiert als Stundenwinkel der Sonne ± 180°. So ist am Mittag, wenn die Sonne nahe ihrer oberen Kulmination den Meridian passiert, ihr Stundenwinkel gleich 0° und die Sonnenzeit gleich 12h; und zur Mitternacht, wenn die Sonne nahe ihrer unteren Kulmination den Meridian passiert, ist ihr Stundenwinkel gleich 180° und die Sonnenzeit gleich 0h.

Ungleichmäßigkeit – wahre und mittlere Sonnenzeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Sonnenzeit hat entsprechend ihrer Definition als Stundenwinkel der Sonne die Richtung zur Sonne als Bezugsrichtung. Da die Sonne (scheinbar) einmal im Jahr um die Erde umläuft, ist der Sonnentag etwas länger als der Siderische Tag, dessen Bezugsrichtung zu einem fiktiven unendlich weit entfernten Fixstern führt. Er ist länger, da der Sonnenumlauf und die Drehung der Erde um sich selbst gleiche Richtung haben. Weil der Sonnenumlauf auf elliptischer Bahn nicht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit erfolgt, und weil die auf der Sonnenbahn schräg stehende Erdachse nicht mit der Sonne umläuft, sondern ihre Richtung relativ zu den Fixsternen beibehält, hat der Sonnentag im Unterschied zum Siderischen Tag keine konstante Länge.

Als gleichmäßig ablaufende Zeit für die Messung der Tagesstunden bietet sich eine mittlere Sonnenzeit an. Diese ist definiert als Stundenwinkel (± 180°) einer im doppelten Sinne fiktiven mittleren Sonne:

  • Ihre Umlaufbahn befindet sich in der Ebene des Himmelsäquators (die Erdachse ist auf ihr senkrecht).
  • Sie läuft mit konstanter Winkelgeschwindigkeit um die Erde (Kreis- anstatt Ellipsenform ihrer Bahn).

Zur deutlicheren Unterscheidung von der mittleren Sonnenzeit nennt man die (ungleichmäßig ablaufende) Sonnenzeit auch wahre Sonnenzeit. Die Differenz wahre Sonnenzeit minus mittlere Sonnenzeit nennt man Zeitgleichung. Sie ist im Laufe des Jahres zeitweilig positiv und zeitweilig negativ; ihr maximaler Betrag liegt in der Größenordnung von 15 Minuten. Eine gewöhnliche Sonnenuhr zeigt die wahre Sonnenzeit an. Als Grundlage für das bürgerliche Leben eignet sich dagegen nur die mittlere Sonnenzeit.

Zusammenhang mit der Ortszeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Sonnenzeit ist vom Ort abhängig. Mittag oder 12 Uhr Sonnenzeit ist, wenn die Sonne nahe ihrer oberen Kulmination den Meridian durchläuft. Da der Meridian an die astronomische Länge eines Ortes gebunden ist, haben Orte unterschiedlicher astronomischer Länge verschiedene Sonnenzeiten und Orte gleicher astronomischer Länge die gleiche Sonnenzeit. Die Sonnenzeit ist somit eine Ortszeit; analog zur oben eingeführten Unterscheidung spricht man von wahrer Ortszeit (WOZ) und mittlerer Ortszeit (MOZ).

Zusammenhang mit der Zonenzeit[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die von den mechanischen Uhren angezeigte mittlere Ortszeit war anfänglich mit der mittleren Sonnenzeit identisch. Mit der Bildung von Zeitzonen wurde das störende Nebeneinander von mittleren Ortszeiten benachbarter Städte zugunsten von in breiteren Zonen gültigen Zonenzeiten beseitigt. In Erinnerung an die Zeitverschiebung zwischen Orten auf verschiedenen Längengraden ist die Bezeichnung Ortszeit als Synonym für Zonenzeit noch in Gebrauch, wobei aber aus einem Ort eine relativ breite Zone geworden ist. Die Bindung an die von der Sonne bestimmte Tageszeit ist damit weitgehend verloren gegangen. Es gibt Zeitzonen, durch die der Längengrad, auf dem die mittlere Sonne eine mittlere Ortszeit „macht“, nicht verläuft. Folgerichtig ist, dass bei Verwendung von Ortszeit als Synonym für Zonenzeit die Rolle der Sonne als „Zeitmacher“ in der Regel unbeachtet bleibt.

Berechnung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die mittlere Ortszeit MOZ lässt sich wie folgt berechnen. Dabei ist λ der Längengrad, LZ die Ortszeit und ZONE die Zonenzeit (Zeitdifferenz zu UTC).

Die wahre Ortszeit WOZ ergibt sich daraus durch die Berücksichtigung der o. g. Zeitgleichung:

Beispiel:

Berechnet werden soll (Sonnenzeit = wahre Ortszeit) für einen Ort mit Längengrad zur lokalen Uhrzeit = 12 h MESZ. Aus letzterem erschließt sich . Der Wert der Zeitgleichung sei ZGL = 4 min. Nun folgt

und damit

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wiktionary: Sonnenzeit – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen