Gradnetz

Es war eine lebensgefährliche Reise, in der Antike die Weltmeere zu überqueren. Auf dem Meer kann man sich nicht an der Umgebung orientieren, da sie überall gleich aussieht. Außerdem gab es auch noch keine Standortbestimmung mit dem Handy. Wie es die Seefahrer damals trotzdem geschafft haben, über einen ganzen Ozean zu fahren, erfährst Du in dieser Erklärung!

Gradnetz der Erde – Definition

Um sich auf der Erde zu orientieren und einen genauen Standpunkt angeben zu können, wurde die Erdoberfläche in kleine gedachte Quadrate eingeteilt. Damit konnten die Seefahrer ablesen, durch welche Quadrate sie als Nächstes fahren mussten, um zu ihrem Ziel zu gelangen. Dieses Modell von gedachten Quadraten ist das Gradnetz, das auch heute noch die Grundlage der Navigation ist.

Der griechische Astronom und Mathematiker Hipparch entwickelte circa 190 bis 120 v. Chr. die Längengrade, die 100 bis 175 n. Chr. von dem Kartograf und Astronom Ptolemäus mit dem Entwickeln des kompletten Gradnetzes erweitert wurden.

Gradnetz einer Karte ablesen

Das Gradnetz ist eingeteilt in Breitenkreise, die von Ost nach West über die Erde laufen und Längenkreise, die den Nord- und Südpol kreuzen. Dadurch kann man sich auf der Erde orientieren und einen genauen Standort angeben und finden. Es ist die Grundlage für das Erstellen von Karten. In Abbildung 1 siehst Du, wie die horizontalen Breitenkreise und die vertikalen Längenkreise verlaufen.

Gradnetz – Breitenkreise

Die Breitenkreise werden häufig Breitengrade genannt und verlaufen von Ost nach West über die Erde. Das Gradnetz besteht aus 180 Breitengrade, wobei sich der Äquator genau in der Mitte befindet und bei 0° liegt. In Abbildung 2 siehst Du, dass der Äquator am breitesten Punkt der Erde verläuft und somit den längsten Breitengrad von etwa 40.000 km darstellt. Der Äquator teilt die Erde in die Nord- und Südhalbkugel. In der Abbildung 2 kannst Du die Breitenkreise des Gradnetzes sehen.

Von dieser Linie aus werden die Breitengrade zum Nord- und Südpol kürzer und die entsprechenden Gradzahlen höher. Von dem Äquator bis zum Nordpol werden die Breiten von 0° bis 90° N (nördliche Breite) gezählt und von dem Äquator bis zum Südpol von 0° bis 90° S (südliche Breite). Der Abstand zwischen den Graden bleibt allerdings immer gleich und beträgt etwa 111 km.

Gradnetz – Wendekreise

Zwei sehr wichtige Breitengrade sind die beiden Wendekreise der Sonne. Zwischen diesen Kreisen wandert die Sonne im Verlauf des Jahres und lässt dadurch die Jahreszeiten entstehen. Der nördliche Wendekreis liegt bei 23,5° N und der südliche Wendekreis liegt bei 23,5° S.

Gradnetz – Längenkreise

Das Gradnetz besteht aus 180 Längenkreise, die einmal um die Erde durch den Nord- und Südpol verlaufen. Die rot markierten Linien auf der unten abgebildeten Karte sind ein Längenkreis. Um diese etwas komplizierte Abbildung zu vermeiden und um das Ablesen auf einer Karte zu erleichtern, werden die 180 Längenkreise in 360 Längenhalbkreise eingeteilt. Diese Längenhalbkreise werden Längengrade oder Meridian genannt. In Abbildung 4 siehst Du die Längenkreise des Gradnetzes.

Der sogenannte Nullmeridian liegt bei genau 0° und teilt die Erde in die West- und Osthalbkugel ein. Von ihm aus werden die Längengrade nach Westen und Osten gezählt. Die westliche Länge wird von 0° bis 180° W und die östliche Länge wird von 0° bis 180° O gezählt.

In der Abbildung 4 ist der 60. Längengrad westliche Länge und der 120. Längengrad östliche Länge rot eingezeichnet. Zusammen sind sie ein kompletter Längenkreis. Die zusammengehörenden Längengrade ergeben immer 180° (z. B. 60° + 120° = 180°).

Gradnetz – Zeitzonen

Da die Erde eine Kugel ist, kann die Sonne immer nur einen Teil des Globus bescheinen. Dadurch ist er in verschiedene Zeitzonen eingeteilt, die sich an den Längengraden orientieren. Teilt man die 360 Längengrade durch die 24 Stunden des Tages, erhält jede Zeitzone 15°. Die Weltzeit befindet sich auf dem Nullmedian, der zum Beispiel durch Greenwich in England verläuft. Das heißt, dass von dort aus die Differenz der Zeitzonen gezählt wird.

Gradnetz – Übung mit Lösungen

Für das Angeben des genauen Ortes auf dem Gradnetz werden heutzutage zwei Schreibweisen verwendet, die jeweils in unterschiedlichen Bereichen der Koordination beliebter sind.

Gradnetz – Sexagesimalsystem

1. Die erste Koordinate dieser Schreibweise gibt den Breiten- und Längengrad in Grad (°) an und variiert auf dem Breitengrad 0° und 90° zwischen Süd und Nord und auf dem Längengrad 0° und 180° zwischen Ost und West. Dabei ist wichtig, dass zuerst der Breitengrad und anschließend der Längengrad genannt wird. Teilweise wird hinter dem Breitengrad ein S oder N für die Lage auf der Süd- oder Nordhalbkugel und für den Längengrad ein O oder W für die Ost- und Westhalbkugel angegeben. In manchen Angaben ist dies nicht der Fall, somit wird die West- und Südhalbkugel im negativen Bereich mit einem Minus (-) gekennzeichnet (siehe Beispiele unten).
2. Die zweite Koordinate bezieht sich auf die Minuten eines Breitengrades. Diese Angabe wird mit einer Prime (‘) angegeben und kann zwischen 0’ und 60’ variieren.
3. Die dritte Koordinate gibt die jeweilige Sekunde in einer Minute an. Sie wird mit der Doppelprime (“) gekennzeichnet und kann zwischen 0” und 60” variieren.

Gradnetz – Dezimalschreibweise

1. Die Zahl vor dem Punkt (.) ist die Breiten- und Längengradzahl. Dabei wird ebenfalls zuerst der Breitengrad und anschließend der Längengrad genannt. Die Breite wird zwischen 0° und 90° und die Länge zwischen 0° und 180° angegeben. Orte auf der West- und Südhalbkugel werden durch ein Minus (-) gekennzeichnet.
2. Der Breiten- und Längengrad wird in beliebig viele Bruchteile unterteilt. Je mehr Bruchteile einbezogen werden, desto mehr Nachkommastellen hat die Angabe und umso genauer ist sie. Gibt man 2 Nachkommastellen an, kann die Angabe der Koordinate um einen Kilometer abweichen. Bei 6 Nachkommastellen beträgt die Abweichung nur noch 10 Meter.