Längen- und Breitengrade Vom Äquator nach Nord und Süd
Die geografische Breite gibt an, wie weit südlich oder nördlich ein Punkt auf der Erdoberfläche vom Äquator entfernt ist. Das Konzept basiert auf Naturbeobachtungen und Winkelberechnungen, deren Grundelemente bereits in der Antike bekannt sind:
- Die Erde ist eine Kugel, die der Äquator in zwei gleich große Halbkugeln teilt. Der Äquator selbst ist keine erdachte Linie, sondern eine geografische Tatsache: Entlang dieser Linie steht die Sonne fast senkrecht über dem Kopf des Betrachters. Durchschneidet man die Erde am Äquator, ergibt sich die Äquatorebene als virtuelle Schnittfläche. Der Winkel zwischen der Äquatorebene und der Sonne beträgt also 0 Grad.
- Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um ihre eigene Achse. Die Drehachse läuft durch den Nord- und den Südpol und steht senkrecht zur Äquatorebene. Der Winkel zwischen der Äquatorebene und der Erdachse beträgt 90 Grad. Die geografische Breite ist der Winkel, den ein Punkt auf der Erdoberfläche zur Äquatorebene hat.
- Die geografische Breite eines Punktes entspricht seiner nördlichen oder südlichen Entfernung vom Äquator. Alle Punkte der Erde mit derselben Entfernung vom Äquator liegen auf demselben nördlichen oder südlichen Breitenkreis. Die Breitengrade reichen von 90 Grad Nord bis 90 Grad Süd. Sie sind Parallelkreise, deren Umfang vom Äquator zum Pol hin abnimmt. Der Abstand zwischen zwei Breitengraden beträgt konstant 111 Kilometer.
Kompass, Kreuz- und Jakobsstab
Die geografische Breite ist ein Winkelmaß. Sie wird in der Einheit "Grad" gemessen und hat am Äquator den Wert 0 und an den Polen den Wert 90 Grad. Um die geografische Breite zu bestimmen, genügt es im Prinzip, den Winkel zwischen dem Horizont und der Höhe eines Gestirns, meist der Sonne, am Himmel zu messen. Wie solche Messungen funktionieren, zeigt der seit dem 15. Jahrhundert gebräuchliche Jakobs- oder Kreuzstab. Das Instrument besteht aus einem Längsstab und einem verschiebbaren Querholz. Der Längsstab wird am Auge angelegt und das senkrecht stehende Querholz dann so lange verschoben, bis sein unteres Ende den Horizont berührt und sein oberes Ende das angepeilte Gestirn abdeckt. Der gemessene Winkel kann entweder auf einer Skala am Längsstab abgelesen oder berechnet werden. Zu Beginn des 18. Jahrhunderts perfektioniert der Spiegelsextant die optische Winkelmessung. Mithilfe dieses Instrumentes und spezieller Tabellenwerke können Seefahrer nun die geografische Breite ihres Standortes auf etwa zwei Kilometer genau bestimmen.
