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Azimutale und Höhen-Sonnenuhren
Was ist ihr Zweck?
Eine azimutale Sonnenuhr braucht einen vertikalen Stab als Schattenwerfer. Sein Schatten gibt unmittelbar den Azimut-Winkel a der Sonne an (abgesehen davon, dass er in die Gegenrichtung fällt). Bei einer Höhensonnenuhr hat ein vertikaler Stab einen anschaulichen Vorteil, denn die Länge seines Schattens ist in der Umgangssprache ein gängiger Ausdruck für die Höhe der Sonne (kurzer/langer Schatten für hohen/tiefen Sonnenstand). Höhensonnenuhren sind aber meistens transportable Sonnenuhren mit oft vertikalem Zifferblatt. Durch Aufhängen an einem Faden kann es auf einfache Weise senkrecht ausgerichtet werden (leichter und sicherer als horizontal). Ist der Schattenwerfer ein Stab, so steht er senkrecht auf dem Zifferblatt und ist horizontal ausgerichtet (hierbei ist der Schatten bei hohem/tiefen Sonnenstand lang/kurz).
Im Allgemeinen lässt sich die Frage stellen, warum mit Hilfe eines vertikalen Stabes nicht gleich auch noch der Höhenwinkel h der Sonne gemessen und der Stundenwinkel τ der Sonne (die Tageszeit) als Funktion von a und h angezeigt wird. Statt dessen musss der Deklinationswinkel δ der Sonne bekannt sein, um aus a oder h auf τ schliessen zu können. Die Frage ist überhaupt nicht abwegig, denn bei jeder Sonnenuhr mit punktförmigen Schattenwerfer (Nodus) wird so vorgegangen. Der schattenwerfende Stab ist auf einen punktförmigen Körper reduziert. Er kann zwar noch vorhanden sein, aber als Schattenwerfer wird nur seine Spitze verwendet, und er heisst dann Gnomon. Angezeigt wird der Stundenwinkel τ und als Zugabe gelegentlich auch die Deklination δ (auf Datums-Linien). Die Skalierung zum Ablesen von a und/oder h ist möglich. Nur ist ein entsprechendes atronomisches Instrument keine Sonnenuhr mehr.
Die Frage lautet jetzt: Warum gibt es überhaupt Sonnenuhren, die derart eingeschränkt funktionieren?
Die Reduktion auf die Messung der Höhe h bei tragbaren Sonnenuhren ist erzwungen (Ausnahme: tragbare Ringsonnenuhr), denn das Azimut a lässt sich mangels eines Bezugspunktes nicht messen. Die Himmelsrichtungen (Windrose) sind nicht bekannt, im Gegensatz zu fest platzierten Sonnenuhren, die man ein für alle Male "einnordet". Höhensonnenuhren werden unabhängig von der Kenntnis des Azimuts aber immer um eine vertikale Achse gedreht. Man stellt sie in Richtung zur Sonne oder peilt mit einer Absehe die Sonne direkt an.
Auf azimutale Sonnenuhren kann verzichtet werden, sie waren auch selten. Heute sind sie eine geheimnisvolle Modeerscheinung. Die analemmatischen Bodensonnenuhr blieb lange unbeachtet. Zur Zeit bevölkert sie Parks, Schulhöfe o.ä. und wirkt wegen der eigenen Rolle als Schattenwerfer mehr belustigend als belehrend. Die Sonnenuhren-Spinne ist z.Zt. noch selten, was sich aber wegen der "irren" Form der Stundenlinien auch ändern könnte.
Anhang: Koordinaten-Umrechnungen
Stunden und Deklinations-Winkel:
Siegfried Wetzel, CH 3400 Burgdorf, Januar 2012