Allplan 2014-0: Sonnenstand und Längengrad, Hinweise

Sonnenstand und Längengrad, Hinweise

Beim Erstellen von Schattenberechnungen und Renderings mit Sonnenlicht kann es trotz der Festlegung der Parameter über Orts- und Zeitangaben dazu kommen, dass nach der Berechnung die Position des Schattens unter den angegebenen Parametern mit der Position in der Realität nicht exakt übereinstimmt.

Diese Ungenauigkeit liegt am Unterschied zwischen der sogenannten Ortszeit, die sich nach dem Sonnenstand richtet, und der Uhrzeit, die sich nach der für den Ort politisch gültigen Zeitzone richtet.

Stellt man z.B. alle ortsfesten Uhren auf die Ortszeit, also so, dass sie genau zum Zeitpunkt der senkrecht stehenden Sonne an ihrem Standort 12:00 Uhr mittags anzeigen, so unterscheiden sich die von den Uhren angezeigten Zeiten, und zwar um 4 Minuten pro Längengrad Entfernung; die weiter östlich stehenden Uhren gehen dabei vor. Deshalb gibt es die grundsätzliche Übereinkunft, ein System von 24 Zeitzonen mit einer Ausdehnung von jeweils 15 Längengraden zu verwenden.

Die Weltzeit (UTC) bzw. die früher gültige Mittlere Greenwich-Zeit (GMT) entspricht etwa der mittleren Sonnenzeit am Meridian durch Greenwich (Großbritannien - Nullter Längengrad). Hier entspricht die wahre Ortszeit der in der Zeitzone gültigen Zeit.

Wenn es in Greenwich 8:00 Uhr ist, dann stimmt das für einen Ort wie z.B. Mannheim nicht überein:

Für Mannheim gilt politisch die Mitteleuropäische Zeit (MEZ = UTC + 1 Stunde)
Maßgeblich für die MEZ ist die mittlere Sonnenzeit des 15. Längengrads östlich von Greenwich.
Deutsche Städte liegen im Allgemeinen westlich des 15. Längengrades; unsere Uhrzeit (Zeitzone) ist also vor den Ortszeiten.
Mannheim liegt auf 8° 28' östlicher Länge (östlich von Greenwich), so dass die Differenz zwischen 15° und 8° 28', also für ca. 6,5° je 4 Minuten abgezogen werden müssen, insgesamt etwa 26 Minuten.
Die Ortszeit beträgt in Mannheim also nicht 9:00 Uhr MEZ, sondern 8:34 Uhr.
Die Differenz zwischen Uhrzeit und Ortszeit ist aber nicht konstant, sondern sie ändert sich während des Jahres: Die Neigung und die leichte Exzentrizität der Erdbahn bewirken, dass die wahre Taglänge (Zeitspanne zwischen Mittag und dem folgenden Mittag) um den Mittelwert 24 Stunden schwankt. Je nach Berechnungsart erhält man eine mittlere oder wahre Ortszeit. Hintergrundinformationen zu Analemma und Zeitgleichung finden Sie im Internet, z.B. im Astrolexikon unter
Die Zeitgleichung - eine einfache Formel zu Sonnenaufgang und Untergang

Um eine zeitlich genauere Schattenberechnung zu erhalten, muss die Abweichung zwischen Ortszeit und Uhrzeit (Zeitzone) berücksichtigt werden (dies gilt übrigens ebenso für die in manchen Kalendern verzeichneten Zeiten für den Sonnenaufgang).

Korrekturmöglichkeiten

Korrigieren Sie bitte im Dialogfeld Sonnenstand (Schaltfläche Sonne... in den Funktionen Foto berechnen und Lichteinstellungen) den Wert für die Uhrzeit um den entsprechenden Differenzwert zwischen wahrer Ortszeit und Zeitzone.

Über die Interseite http://www.stadtklima-stuttgart.de/index.php?klima_sonnenstand
können Sie einfach und schnell Werte für den Sonnenhöchststand ermitteln.

Orientieren Sie sich am Wert für Wahre Mittagszeit (Sonnenhöchststand).

Wird der Sonnenhöchststand beispielsweise um 12:20 Uhr erreicht, dann weicht der tatsächliche Sonnenstand 20 Minuten von dem für die Zeitzone maßgeblichen Ort ab. Ziehen Sie also bei der von Ihnen gewünschten Uhrzeit 20 Minuten ab.

Beispiele

Einige Werte für die Abweichung am 01.04.2005:

Aachen - 0:40

Berlin-Charlottenburg - 0:11

Chemnitz - 0:12

Düsseldorf - 0:37

Essen - 0:36

Frankfurt am Main - 0:29

Garmisch-Partenk. - 0:20

Hamburg - 0:24

Heidelberg - 0:29

Kaiserslautern - 0:33

Kempten - 0:23

Leipzig - 0:14

Mannheim - 0:30

München - 0:18

Regensburg - 0:15

Traunstein - 0:13

Ulm (Schwaben) - 0:24

Waren (Müritz) - 0:13

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