Azimutale Sonnenuhr

Historische analemmatische Sonnenuhr in Brou,
Schattenstab angekettet

Bei einer Azimutalen Sonnenuhr wird das Azimut der Sonne gemessen. Bei zusätzlichem Gebrauch des Deklinationswinkels der Sonne, der bekannt sein (oder anderweitig gemessen werden) muss, lässt sich vom Zifferblatt dieser Sonnenuhr die Tageszeit ablesen; d. h. das mit diesem Typ Sonnenuhr gemessene Azimut ist zunächst nur ein indirektes Maß für die Tageszeit.

Azimutale Sonnenuhren sind Orts-fest, ihr Schattenwerfer ist ein vertikaler Stab. Das Zifferblatt ist meistens horizontal.

Die verbreitetsten Azimutalen Sonnenuhren sind die Sonnenuhrenspinne und die Analemmatische Sonnenuhr.

Messprinzip

Normalerweise wird bei einer Sonnenuhr der Stundenwinkel τ der Sonne gemessen, der ein direktes Mass der Tageszeit ist. Zusätzlich und ebenfalls direkt wird mit derselben Sonnenuhr oft auch die zweite äquatoriale Koordinate (ortsfestes System) gemessen: der Deklinationswinkel δ als ungefähres Jahresdatum (Zwei-Zweck-Sonnenuhr).

Der Höhenwinkel h und das Azimut a sind die beiden Sonnen-Koordinaten im horizontalen Koordinatensystem. Sonnenuhren, die diese Koordinaten messen und damit auf die Tageszeit schließen lassen, sind die Höhensonnenuhren bzw. die Azimutalen Sonnenuhren.

Eine Umrechnungsgleichung zwischen äquatorialem und horizontalem Koordinatensystem lautet:

${\begin{aligned}\tan a&={\frac {\cos \delta \cdot \sin \tau }{\sin \varphi \cdot \cos \delta \cdot \cos \tau -\cos \varphi \cdot \sin \delta }}\\&={\frac {\sin \tau }{\sin \varphi \cdot \cos \tau -\cos \varphi \cdot \tan \delta }}\end{aligned}}$,

was zeigt, dass der Stundenwinkel τ eine Funktion des Azimuts a und des Deklinationswinkels δ ist (außerdem hängen azimutale Sonnenuhren ab von der geographischen Breite $\varphi =\mathrm {const.;}$ sie sind für eine bestimmte Breite eingerichtet):

$\Rightarrow \tau =f(a,\delta ;\varphi )=\dots$

Anders ausgedrückt: die Deklination wird als Eingabegröße gebraucht, um den Stundenwinkel - d. h. die Tageszeit - über das Azimut zu bestimmen.

Die Deklination erscheint auf den Zifferblättern der Azimutalen Sonnenuhren

• als eine Schar von Datumslinien (bei der Sonnenuhrenspinne) oder
• wird zur Positionierung des Schattenwerfers verwendet (bei der Analemmatischen Sonnenuhr).

Einzelnachweis

Einteilung der Sonnenuhren

Gemessener Winkel und Messmethode	Stundenwinkel Messung mit Polstab (schattenwerfender Stab oder lichtwerfender Spalt) Messung mit Nodus (schattenwerfender Punkt oder lichtwerfendes Loch (Öhrsonnenuhr)) Deklinationswinkel Messung mit Nodus (schattenwerfender Punkt oder lichtwerfendes Loch) Höhenwinkel Höhensonnenuhr (Alt-Ägyptische Streiflicht-Sonnenuhr | Säulensonnenuhr | Bauernring) Azimut Azimutale Sonnenuhr (Analemmatische Sonnenuhr | Sonnenuhren-Spinne)
Form und Lage des Zifferblatts	Ebene Fläche Äquatorialsonnenuhr | Vertikalsonnenuhr (Mittagssonnenuhr) | Polare Sonnenuhr | Horizontalsonnenuhr | Alt-Ägyptische Wanduhr | Kanoniale Sonnenuhren | Mittagsweiser | Öhrsonnenuhr nach Hahn Kugelfläche Globus-Sonnenuhr | Helios-Sonnenuhr Zylinderfläche Ringsonnenuhr | Ringförmige Äquatorialsonnenuhr | Bauernring | Säulensonnenuhr
Mit besonderem	Schattenwerfer Bernhardtsche Walze | Bifilar-Sonnenuhr | Kegel-Sonnenuhr