Warum ist der Azimutwinkel so unkontinuierlich?

Wissenschaft Astronomie
#1

Hallo Leute!!

Da hab ich so’ne Frage. Im Link unten könnt ihr eine Graphik sehen, wo der Azimutalwinkel der Sonne draufgezeichnet ist, ab dem 21 März 2005 bis 21 März 2006. Die Jahre sollten eigentlich egal sein.

http://img710.imageshack.us/i/azimut.png/

Meine Frage ist, warum das so unkontinuierlich ist.

Der Zenitwinkel ist z.B. eine wunderschöne Sinusfunktion, was auch meinen Kenntnissen entspricht. Warum aber nicht etwas ähnliches mit dem Azimutalwinkel?

Woher ich das habe, kommt von diesem Programm:
http://www.nrel.gov/midc/solpos/spa.html

Vielen Dank!!
Alfred

#2

Hallo Leute!

Die Form dieser Graphik ist ganz meine Schuld, und hat mit der Zeitauflösung zutun. Ich habe also das Problem lösen können, und verbrennt Eure Zeit nicht mit dieser schlecht gemachten Graphik.

Wer mehr hiervon wissen will, schreibt einfach.

Alles Gute!

Alfred

#3

Hallo Alfred, die Entwicklung des Azimutwinkels folgt zwei, sich ständig gegenseitig, beeinflussenden Winkelgeschwindigkeiten. Die eine gibt die Drehung des Horizonts (sin phi* Erdrotation) wieder, die andere das Umlaufen der Ortsvertikalen auf einem Kegelmantel mit Öffnungswinkel 90°-phi, (cos phi* Erdrotation). Die Vektorsumme beider ist 15°/Stunde, wie die Erdrotation.

Nimm den einfachen Fall: Sommeranfang, Mitternacht auf dem Polarkreis. Die Sonne steht im Norden auf dem Horizont, der dort und jetzt 23,5° über der Äquatorebene verläuft. Nach einer Stunde hat sich der Horizont samt Nord um etwas weniger als [(sin phi*15°)/cos Höhe der Sonne] nach Westen gedreht und um ziemlich genau [(1-cos Azimut)*23,5°] gegenüber der Polarkreisebene abgesenkt. Dadurch steigt die Sonne zunächst langsam und bewegt sich nach Osten.

Die horizontale Winkelgeschwindigkeit der Sonne nimmt zunächst sogar ab, weil etwas davon an die Steigkomponente verlorengeht. Dann nimmt sie wieder zu, weil mit zunehmender Höhe der Sonne, diese die enger zusammenrückenden örtlichen „Längenkreise“ schneller überquert, als unten am Horizont. Maximum ist mittags, keine Höhenänderung mehr, und maximale Höhe. Hier am Polarkreis etwa 20°/h, bei phi=50° über 25°/h und bei Zenitdurchgang, etwa am Äquator, sogar unendlich. Gruß, eck.

#4

Lieber Eckhart und lieber Ralf,

vielen Dank für Eure Antworten und erklärungen.

Die Graphik, die ich Euch gezeigt habe ist schlecht gemacht worden. Es geht darum, den Azimuth und Zenithwinkel darzustellen, ob bei Tag oder Nacht. Als ich diese Graphik sah, konnte ich mir nicht vorstellen, warum der dargestellte Zenithwinkel (con 0 bis 360° gemessen), nicht bei 0° anfing oder bei 360° aufhörte. Die Sonne springt nun mal nicht von einem Punkt zum anderen, und macht immer einen Kreis um die Erde (BZW. die Erde einen Kreis um die Sonne) Und ein Kreis hat ja immer 360°.

Desswegen konnte ich mir nicht die Sprünge erklären, die da zu sehen sind.

Was war also? Als ich die Datentabelle vom gezeigten Programm generiren liess, habe ich die Auflösung der Zeit nicht richtig eingestellt. Ich habe die Daten für 1 Mal/Stunde generieren lassen. Und, wenn man je 1 Stunde in den Himmel schaut und die Zeitspanne dazwichen nicht wahrnimmt, könnte es eben so aussehen, als wäre die Sonne um ein paar Grad gesprungen. Das erklärt warum der Zenithwinkel auf dieser Graphik nicht immer bei 0° anfängt, und sie so unkontinuierlich ausschaut.

Da habe ich schon Zeit gebraucht, biss ich das kappiert habe.

So, und das war das Problem und seine Lösung.

Nochmal, vielen Dank Eckhart und Ralf,
Bis bald.
Alfred