Azimut und Sonnenhöhe: So lesen Sie den Sonnenstand
Die zwei Winkel, die beschreiben, wo die Sonne steht, wie Sie sie mit einfachen Mitteln messen und was sie über Schatten, Licht und Solarenergie verraten.
Jeder Punkt am Himmel lässt sich mit zwei Winkeln beschreiben, so wie ein Ort auf der Landkarte mit geografischer Breite und Länge. Für die Sonne heißen diese beiden Winkel Azimut und Sonnenhöhe.
Azimut: die Richtung
Der Azimut sagt Ihnen, in welche Richtung Sie schauen müssen. Er wird in Grad im Uhrzeigersinn ab geografisch Nord gemessen:
| Azimut | Richtung |
|---|---|
| 0° | Norden |
| 45° | Nordosten |
| 90° | Osten |
| 135° | Südosten |
| 180° | Süden |
| 225° | Südwesten |
| 270° | Westen |
| 315° | Nordwesten |
In mittleren nördlichen Breiten geht die Sonne im Sommer im Ostnordosten auf (etwa 50° bis 60°), im Winter im Südosten (etwa 120° bis 130°). Zum Sonnenmittag steht sie überall nördlich der Tropen genau im Süden (180°). Auf der Südhalbkugel außerhalb der Tropen steht sie mittags genau im Norden (0°).
Sonnenhöhe: der Winkel über dem Horizont
Die Sonnenhöhe (Astronomen sprechen oft von Höhe oder Elevation) ist der Winkel zwischen Horizont und Sonne. Der Horizont liegt bei 0°, der Punkt senkrecht über Ihnen (der Zenit) bei 90°. Steht die Sonne unter dem Horizont, ist die Sonnenhöhe negativ. Genau so wird auch die Dämmerung definiert: Die bürgerliche Dämmerung endet bei −6°.
Ihren höchsten Stand des Tages erreicht die Sonne zum Sonnenmittag. Auf 46° N (Ljubljana, Portland in Oregon) sind das zur Juni-Sonnenwende etwa 67°, zur Dezember-Sonnenwende nur etwa 21°. Eine brauchbare Näherung: Mittagshöhe = 90° − Breitengrad + Deklination der Sonne, wobei die Deklination zwischen +23,4° im Juni und −23,4° im Dezember schwankt.
So messen Sie die Winkel selbst
- Sonnenhöhe mit der Hand. Strecken Sie den Arm ganz aus. Eine Faust deckt ungefähr 10° ab, eine Daumenbreite etwa 2°. Vier Fäuste über dem Horizont bedeuten, dass die Sonne rund 40° hoch steht. Schauen Sie nie direkt in die Sonne: Messen Sie bis zum Rand der Blendung oder nutzen Sie die Schattenmethode.
- Sonnenhöhe aus einem Schatten. Ein senkrechter Stab der Höhe h wirft einen Schatten der Länge L. Die Sonnenhöhe ist dann arctan(h / L). Ist der Schatten genauso lang wie der Stab, steht die Sonne 45° hoch.
- Azimut mit dem Kompass. Richten Sie einen Kompass auf die Sonne (oder entlang eines Schattens und addieren Sie 180°). Korrigieren Sie die Missweisung oder stellen Sie Ihren Handykompass auf geografisch Nord um.
- Azimut über den Sonnenmittag. Zum Sonnenmittag zeigt der Schatten eines senkrechten Stabs auf der Nordhalbkugel (außerhalb der Tropen) genau nach Norden.
Warum diese beiden Zahlen wichtig sind
- Schatten. Tiefe Sonne bedeutet lange Schatten. Bei 20° Sonnenhöhe wirft ein 10 m hohes Gebäude einen 27 m langen Schatten.
- Fenster und Balkone. Direkte Sonne fällt nur dann ins Fenster, wenn der Azimut der Sonne weniger als 90° von der Blickrichtung des Fensters abweicht und die Sonne hoch genug steht, um über die Häuser gegenüber zu scheinen, aber tief genug, um unter einen Balkon darüber zu gelangen.
- Fotos. Der Azimut verrät, aus welcher Richtung das Licht kommt, die Sonnenhöhe, wie weich und warm es sein wird.
- Solarmodule. Module liefern am meisten, wenn die Sonne frontal auf sie scheint, und das hängt von beiden Winkeln ab.
Die Sonnenstand-Karte zeigt Azimut und Sonnenhöhe für jeden Ort und jede Uhrzeit und zeichnet die Sonnenbahn des Tages auf die Karte. Der Schattenrechner macht daraus Schattenlängen.
Häufige Fragen
Was bedeutet der Azimut der Sonne?
Der Azimut ist die Himmelsrichtung, in der die Sonne steht, gemessen im Uhrzeigersinn ab geografisch Nord. 0° ist Norden, 90° Osten, 180° Süden und 270° Westen. Ein Azimut von 135° bedeutet, dass die Sonne im Südosten steht.
Was ist die Sonnenhöhe?
Die Sonnenhöhe (auch Höhenwinkel oder Elevation) ist der Winkel der Sonne über dem Horizont in Grad. 0° liegt auf dem Horizont, 90° senkrecht über Ihnen. Negative Werte bedeuten, dass die Sonne unter dem Horizont steht.
Wird der Azimut ab magnetisch Nord gemessen?
Nein. Der astronomische Azimut bezieht sich auf geografisch Nord. Ein Magnetkompass zeigt nach magnetisch Nord, und das kann um mehrere Grad abweichen, in manchen Regionen um mehr als zehn Grad. Die meisten Kompass-Apps auf dem Handy lassen sich auf geografisch Nord umstellen.
Was ist der Zenitwinkel der Sonne?
Der Zenitwinkel ist der Winkel zwischen der Sonne und dem Punkt senkrecht über Ihnen. Er beträgt 90° minus Sonnenhöhe. In der Solartechnik wird er oft statt der Sonnenhöhe verwendet.