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Erde und Sonne Applet

1. Bedienung des Applets

Im oberen Teil des Applets kann man den Ort (z. B. Berlin) und die Zeit (z.B. 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 2 Stunden später ist (im Winter nur um 1 Stunde). Da es für die Gültigkeit und Dauer der Sommer- bzw. Winterzeit keine allgemeingültige Regel gibt, muss ggf. das Schaltfeld "Sommerzeit" berichtigt werden. In einigen Ländern gilt nur eine Standardzeit.

 

Der erste Ort der Liste ist durch die Applet-Parameter im HTML-Quelltext der Applet-Seite bestimmt.

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.

 

  

 

Uhrzeit und Datum lassen sich auch mit der Tastatur verändern:
Taste h = nächste Stunde
Taste d = nächster Tag
Taste m = nächster Monat

Bei niedergehaltener Umschalttaste erfolgen die Zeitschritte mit den Tasten h, d und m jeweils rückwärts.

 

 


2. Berechnete Daten

Das Applet berechnet für den ausgewählten Ort (Berlin) und die eingestellte Zeit (14. April um 11:30 Uhr Sommerzeit) verschiedene Daten für die Sonne:

1) die Zeiten des Sonnenauf- und -untergangs und des Höchststands (Sonne genau im Süden) für den betreffenden Tag
(die Auf- und Untergangszeiten gelten für den Oberrand der Sonne und unter Berücksichtigung der Lichtbrechung für eine Sonnenhöhe von -0,8°)

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

 

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

 

Der gewählte Ort (z.B. 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 (z.B. 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).

Erklärungen zur Lage des Bildpunktes siehe Jahreszeiten

 

Das obere Bild im Applet zeigt die Horizontansicht der Sonne am Beobachtungsort (z.B. in Berlin) mit ihrem momentanen Höhen- und Kompasswinkel. Die Sonne ist dabei in 20-facher Vergrößerung dargestellt (ihr wirklicher Winkeldurchmesser beträgt etwa 0,5 ):

Der Film zeigt die (scheinbare) Bewegung der Sonne (Tagbogen) in Berlin am 14. April in stündlichen Abständen (zum Start am unteren Bildrand klicken). Die verschiedenen Stufen der Dämmerung sind weiter unten erklärt:

Zum Start des Films am unteren Bildrand klicken

 

3. Erklärungen zum "Erde und Sonne" Applet

Die Position der Sonne ist durch ihre beiden Koordinaten Kompasswinkel und Höhenwinkel angegeben. Sie beziehen sich auf den Horizont und die Himmelskugel des eingestellten Ortes. Der Beobachter befindet sich im Mittelpunkt, den Zenitpunkt Z genau über sich.

1) Um den Kompasswinkel der Sonne zu ermitteln, ziehen wir zunächst einen Kreisbogen vom Zenit Z durch die Sonne bis zum Punkt A am Horizont. Nun messen wir den Winkel, den eine zum Punkt A zeigende Kompassnadel mit der Nordrichtung (0 ) einschließt, über Ost=90 , evtl. weiter über Süd=180 und West=270 bis höchstens 360 .

Dieser erste Winkel heißt Kompasswinkel oder Azimut.

2) Als zweiten Winkel messen wir den Höhenwinkel, beginnend vom Punkt A am Horizont senkrecht nach oben bis zur Sonne. Er liegt zwischen 0 (Horizont) und 90 (Zenit).

Um die Position der Sonne in einer Ebene darzustellen, legen wir zunächst einen Zylinder um den Horizont und übertragen den Punkt A und den Höhenwinkel, wobei die Oberkante des Zylinders dem Höhenwinkel 90 entsprechen soll.

Dann schneiden wir den Zylindermantel im Norden auf und wickeln ihn in die Ebene ab. Die Schnittlinie Nord kommt jetzt links und rechts zugleich vor. Bei dieser Art der Darstellung nimmt die Verzerrung mit steigender Höhe zu (der Zenitpunkt wird zur oberen Seite).

Bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang wird es nicht schlagartig hell bzw. dunkel. Wegen der Ablenkung (Brechung) der Sonnenstrahlen durch die Atmosphäre der Erde laufen die Morgen- und Abenddämmerung allmählich ab. Gleichzeitig lässt der lange Weg der Sonnenstrahlen durch die Erdatmosphäre die Sonne bei Auf- und Untergang zumeist rot erscheinen.

Liegt der Höhenwinkel der Sonne zwischen 0° und -6°, spricht man von bürgerlicher Dämmerung, zwischen -6° und -12° von nautischer Dämmerung, zwischen -12° und -18° von astronomischer Dämmerung. Erst ab -18° Sonnenhöhe ist es vollständig dunkel.

Die folgende Tabelle gibt die Zeitspannen (in Minuten) zwischen Sonnenauf- bzw. -untergang und Beginn bzw. Ende der Dämmerungsphasen für verschiedene geographische Breiten an:

Breite 0 N
Breite 30 N
Breite 60 N

bürgerl.
naut.
astron.
21. Mär
21
45
69
21. Jun
23
49
75
23. Sep
21
45
69
21. Dez
23
49
75

bürgerl.
naut.
astron.

21. Mär

24
52
80

21. Jun

28
61
97
23. Sep
24
52
80

21. Dez

27
56
86

bürgerl.
naut.
astron.

21. Mär

42
92
146

21. Jun

107
-
-
23. Sep
42
92
146

21. Dez

58
115
166

In Äquatornähe dauern die Dämmerungsphasen im Laufe des Jahres gleich lange, zu den Polen hin nimmt ihre Dauer je nach Jahreszeit stark zu.

 

Weitere Erklärungen zur Weltkarte siehe Tag und Nacht Applet


Die Applet-Parameter im HTML-Quelltext der Applet-Seite "se_applet.html" bestimmen den voreingestellten Ort (z. B. Berlin):

<APPLET CODE="SunEarth274.class" WIDTH=670 HEIGHT=540 ALIGN=bottom archive="applet/JavaClasses.jar">

Aktivieren Sie Java in Ihrem Browser

<PARAM NAME=location VALUE=Berlin>

<PARAM NAME=latitude VALUE="52.51"><!--Fuer Suedbreite VALUE negativ-->

<PARAM NAME=longitude VALUE="13.41"><!--Fuer Westlaenge VALUE negativ-->

<PARAM NAME=timezone VALUE=1><!--Fuer westliche Zeitzonen VALUE negativ-->

<PARAM NAME=daylightsaving VALUE=1><!--VALUE=0, falls immer Standardzeit-->

</APPLET>


Das "Erde und Sonne" Applet gibt im Fenster "Java-Nachrichten" (Menü "Ansicht") des Browsers die Zeitgleichung aus, wenn die entsprechende Option in den Voreinstellungen des Browsers aktiviert ist (Menü "Extras": "Internetoptionen"):


Links (am 30.4.2000 erfolgreich getestet):

Datenbank geografischer Koordinaten (2 Mio. Orte weltweit):
http://www.heavens-above.com/countries.asp

Zeitzonen der Erde:
http://www.netcamera.de/wcn/index.htm?/wcn/timezone.htm|contents.htm

Zeitzonen (Physikalisch-Technische Bundesanstalt):
http://www.ptb.de/deutsch/org/4/43/432/zeit.htm

Virtual Globe (Edward R. Hobbs) zeigt die Erdkugel mit ihrer Tag- und Nachtseite in verschiedenen Ansichten:
http://members.aol.com/edhobbs/applets/vglobe/

Earth and Moon Viewer (John Walker) zeigt verschiedene Ansichten der Erde:
http://www.fourmilab.ch/earthview als Karte oder wie man sie von der Sonne oder vom Mond aus sieht.

World timezones map with current time:
http://www.worldtimezone.com/

Date and Time Gateway:
http://www.bsdi.com/date?

The World Clock (Current local times around the world): http://www.timeanddate.com/worldclock/full.html

Local Times Around the World:
http://swissinfo.net/cgi/worldtime/


© 2000 SWR / Jürgen Giesen