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Online-Nachschlagewerk zur Meeresforschung
Herausgeber: Dr. D. Völker

Karten, Koordinaten und Navigation

Autor: Dr. David Voelker

Um eine Ort auf der Erdoberfläche eindeutig anzugeben, wird ein Koordinatenpaar aus Längen und Breitengraden verwendet.

Breitengrade (Englisch Latitude) sind Kleinkreise (Kreise, deren Ebene nicht den Erdmittelpunkt schneiden) die parallel zum Äquator verlaufen. Per Festlegung beträgt der Breitengrad des Äquators 0 Grad, der des geografischen Nordpols 90 Grad Nord (90°N) der des geografischen Südpols 90 Grad Süd (90°S). Andere. Häufig werden die Breitengrade der Südhalbkugel mit einem negativen Vorzeichen gekennzeichnet (-30° entspricht 30°S).

Die y-Koordinaten auf Karten entsprechen den Längengraden oder Meridianen (englisch: Longitude). Meridiane sind Grosskreise (Kreise, deren Ebenen durch den Erdmittelpunkt verlaufen), die sich am Nord- und Südpol treffen. Insgesamt ist die Erdoberfläche in 360 Längengrade aufgeteilt. Der Nullmeridian (Prime Meridian) verläuft durch das Observatorium von Greenwich bei London, von dort aus wird nach Osten gezählt. An Stelle von allen Längengraden größer als 180° kann man auch nach Westen zählen und die Angabe westliche Länge oder ein negatives Vorzeichen für die Gradzahlen verwenden. Ein Beispiel: 204° Länge (Längengrad auf dem Hawaii liegt) entspricht 156°W oder -156°.

Längen- und Breitengrade werden weiter in je 60 Bogenminuten (') unterteilt. Manchmal findet man eine weitere Unterteilung in je 60 Sekunden (''), manchmal werden auch nur die Zehnerbruchteile von Minuten angegeben. Eine vollständige nautische Angabe wäre z.B. 53°59'44''N, 8°28'36''E (Koordinate des Leuchtturms Vogelsand in der Nordsee). Die Minute ist eine praktische Basisgrösse weil eine Minute auf einem Längengrad genau der Entfernung von einer Seemeile (nautical mile, nm = 1.85185 km) entspricht. Auch die Geschwindigkeitsangaben auf See beziehen sich auf diese Basisgröße: ein Knoten (kn) entspricht einer Seemeile pro Stunde. Um also entlang eines Längengrads einen Breitengrad pol- oder äquatorwärts zu kommen, muss ich 60 nm = 111,111 km zurücklegen. Wenn mein Schiff 10 Knoten Geschwindigkeit macht, benötige ich dafür 6 Stunden.

Für die Breitengrade trifft das nicht zu, weil ja die Kleinkreise in Richtung Auf die Pole immer kleiner werden (und zwar mit dem cosinus der Breitengrade). Bei einer Breite von 60° (Nord oder Süd) entspricht eine Minute auf einem Breitengrad einer Entfernung von cos(60°)*1 nm = 0.925925 km). Da die Erde nicht perfekt rund ist und ihren größten Umfang am Äquator besitzt, beträgt dort ein Grad Länge eine Distanz von 69 nm am. An den Polen dagegen 0 nm. Eine computergerechtere Schreibweise der geografischen Koordinaten verwendet anstelle von Minuten und Sekunden Dezimalgrad, also Zehnerbruchteile von Gradzahlen. Die Umrechnung ist einfach:

Die Berechnung der Distanz zwischen 2 Punkten auf einem Grosskreis (d.h. die Entfernung auf dem direktesten Weg auf der Erdoberfläche) zwischen den Punkten kann man hier nachvollziehen: Die Längengrade sind direkt mit der Zeitverschiebung verbunden: in 24 Stunden dreht sich die Erde um die vollen 360°, daher entsprechen =15° Länge (360°/h geteilt durch 24h) einer Zeitverschiebung von einer Stunde.

Die Bestimmung der geografischen Breite wurde von den alten Seefahrern durch Messung des Winkels zwischen dem Horizont und dem Nordstern vorgenommen. Das Messen der geografischen Länge war dagegen ein lange unbewältigtes technisches Problem. Man kann die Länge durch exakte Messungen der Zeitdifferenz zwischen einer Referenzzeit und der lokalen Zeit (festgelegt durch Sternenaufgänge) bestimmen. Dafür mussten allerdings erst einmal hinreichend genaue und seefeste Uhren konstruiert werden Dieses Bild signalisiert einen Literaturhinweis!(Sobel, 1998) Sobel, D. Latitude. Penguin books, 138 pp..