Magnetische Deklination - Magnetic declination

Beispiel einer magnetischen Deklination, die eine Kompassnadel mit einer "positiven" (oder "östlichen") Abweichung vom geografischen Norden zeigt. N g ist der geografische oder geographische Norden, N m ist der magnetische Norden und δ ist die magnetische Deklination

Magnetische Deklination oder magnetische Variation ist der Winkel auf der horizontalen Ebene zwischen dem magnetischen Norden (die Richtung, in die das nördliche Ende einer magnetisierten Kompassnadel zeigt, entsprechend der Richtung der Magnetfeldlinien der Erde ) und dem wahren Norden (der Richtung entlang eines Meridians). zum geografischen Nordpol ). Dieser Winkel variiert je nach Position auf der Erdoberfläche und ändert sich im Laufe der Zeit .

Etwas formaler definiert Bowditch Variation als „den Winkel zwischen dem magnetischen und geographischen Meridian an jedem Ort, ausgedrückt in Grad und Minuten nach Osten oder Westen, um die Richtung des magnetischen Nordens vom wahren Norden anzuzeigen. Der Winkel zwischen Magnet- und Gittermeridianen wird als magnetischer Gitterwinkel, Gittervariation oder Grivation bezeichnet.“

Konventionell ist die Deklination positiv, wenn der magnetische Norden östlich des wahren Nordens liegt, und negativ, wenn er im Westen liegt. Isogonische Linien sind Linien auf der Erdoberfläche, entlang derer die Deklination den gleichen konstanten Wert hat, und Linien, entlang derer die Deklination null ist, werden als agonische Linien bezeichnet . Der griechische Kleinbuchstabe δ (Delta) wird häufig als Symbol für die magnetische Deklination verwendet.

Der Begriff magnetische Abweichung wird manchmal lose verwendet, um dasselbe wie magnetische Deklination zu bedeuten, aber richtiger bezieht er sich auf den Fehler bei einer Kompassanzeige, der durch nahe gelegene metallische Gegenstände wie Eisen an Bord eines Schiffes oder Flugzeugs verursacht wird.

Die magnetische Deklination sollte nicht mit der magnetischen Neigung verwechselt werden , auch bekannt als magnetischer Dip, der der Winkel ist, den die magnetischen Feldlinien der Erde mit der Abwärtsseite der horizontalen Ebene bilden.

Deklinationsänderung über Zeit und Ort

Die magnetische Deklination variiert sowohl von Ort zu Ort als auch im Laufe der Zeit. Wenn ein Reisender beispielsweise an der Ostküste der Vereinigten Staaten kreuzt, variiert die Deklination von 16 Grad West in Maine über 6 in Florida, bis 0 Grad in Louisiana und 4 Grad Ost in Texas. Die Deklination in London, Großbritannien, betrug ein Grad westlich (2014) und ging Anfang 2020 auf null zurück. Berichte über die gemessene magnetische Deklination für entfernte Orte wurden im 17. Jahrhundert alltäglich, und Edmund Halley erstellte eine Deklinationskarte für den Atlantik in 1700.

In den meisten Gebieten spiegelt die räumliche Variation die Unregelmäßigkeiten der Strömungen tief in der Erde wider; in einigen Bereichen, Ablagerungen von Eisen Erz oder Magnetit in der Erdkruste können stark auf die Deklination beitragen. In ähnlicher Weise führen säkulare Änderungen dieser Ströme zu langsamen Änderungen der Feldstärke und -richtung am selben Punkt auf der Erde.

Niveaukurven, die auf einer Deklinationskarte gezeichnet sind, um die magnetische Deklination anzugeben, die durch Grade mit Vorzeichen beschrieben wird. Jede Niveaukurve ist eine isogonische Linie.
NIMA Magnetische Variationskarte 2000

Die magnetische Deklination in einem bestimmten Gebiet kann sich (höchstwahrscheinlich) im Laufe der Zeit langsam ändern, möglicherweise nur alle hundert Jahre um 2 bis 2,5 Grad, je nachdem, wie weit sie von den Magnetpolen entfernt ist. Für einen Standort näher am Pol wie Ivujivik kann sich die Deklination alle drei Jahre um 1 Grad ändern. Dies mag für die meisten Reisenden unbedeutend sein, kann aber wichtig sein, wenn magnetische Peilungen aus alten Karten oder Metes (Richtungen) in alten Urkunden verwendet werden, um Orte mit beliebiger Genauigkeit zu lokalisieren.

Als Beispiel dafür, wie sich die Variation im Laufe der Zeit ändert, sehen Sie sich die beiden Diagramme desselben Gebiets (westliches Ende des Long Island Sound ) unten an, die im Abstand von 124 Jahren untersucht wurden. Die Karte von 1884 zeigt eine Abweichung von 8 Grad, 20 Minuten West. Der Chart von 2008 zeigt 13 Grad, 15 Minuten West.

Western Long Island Sound, 1884
Western Long Island Sound, 2008
Geschätzte Deklinationskonturen nach Jahr, 1590 bis 1990

Deklination bestimmen

Magnetische Deklination auf einer israelischen Karte angezeigt. Die Pfeile zeigen den wahren Norden, den Gitternord und den magnetischen Norden, und die Bildunterschrift erklärt, dass die durchschnittliche jährliche Änderung der magnetischen Deklination 0°03′ nach Osten beträgt.

Direkte Messung

Antiker Deklinometer

Die magnetische Deklination an einem bestimmten Ort kann direkt durch Bezugnahme auf die Himmelspole gemessen werden – die Punkte am Himmel, um die sich die Sterne zu drehen scheinen, die die Richtung des wahren Nordens und des wahren Südens markieren. Das zur Durchführung dieser Messung verwendete Instrument ist als Deklinometer bekannt .

Die ungefähre Position des nördlichen Himmelspols wird durch Polaris (der Nordstern) angezeigt . Auf der Nordhalbkugel lässt sich die Deklination daher näherungsweise als Differenz zwischen der magnetischen Peilung und einer visuellen Peilung auf Polaris bestimmen. Polaris zeichnet derzeit einen Kreis mit einem Radius von 0,73° um den nördlichen Himmelspol nach, sodass diese Technik auf einen Grad genau ist. In hohen Breitengraden ist ein Senklot hilfreich, um Polaris gegen ein Referenzobjekt nahe dem Horizont zu richten, von dem aus seine Peilung bestimmt werden kann.

Ermittlung aus Karten und Modellen

Eine grobe Schätzung der lokalen Deklination (innerhalb weniger Grad) kann aus einer allgemeinen isogonischen Karte der Welt oder eines Kontinents, wie oben abgebildet, bestimmt werden. Isogonic Linien sind auch gezeigt Luft- und Seekarten .

Lokale Karten in größerem Maßstab können die aktuelle lokale Deklination anzeigen, oft mit Hilfe eines schematischen Diagramms. Sofern der dargestellte Bereich nicht sehr klein ist, kann die Deklination über die Ausdehnung der Karte messbar variieren, sodass die Daten auf einen bestimmten Ort auf der Karte bezogen werden können. Auch die aktuelle Änderungsgeschwindigkeit und -richtung kann zB in Bogenminuten pro Jahr angezeigt werden . Das gleiche Diagramm kann den Nordwinkel des Rasters (die Richtung der Nord-Süd-Rasterlinien der Karte) anzeigen, der vom wahren Norden abweichen kann.

Auf den topografischen Karten des US Geological Survey (USGS) beispielsweise zeigt ein Diagramm den Zusammenhang zwischen magnetischem Norden in dem betreffenden Gebiet (mit einem mit "MN" gekennzeichneten Pfeil) und wahrem Norden (eine vertikale Linie mit einem fünfzackigen Stern) oben), mit einem Etikett in der Nähe des Winkels zwischen dem MN-Pfeil und der vertikalen Linie, das die Größe der Deklination und dieses Winkels in Grad, mils oder beidem angibt .

Eine Vorhersage der aktuellen magnetischen Deklination für einen bestimmten Ort (basierend auf einem weltweiten empirischen Modell der oben beschriebenen Tiefenströmungen) kann online auf einer Webseite des National Geophysical Data Center , einer Abteilung der National Oceanic and Atmospheric Administration , abgerufen werden aus den Vereinigten Staaten. Dieses Modell wird mit allen Informationen erstellt, die den Kartenherstellern zu Beginn des Fünfjahreszeitraums, für den es vorbereitet wird, zur Verfügung stehen. Sie spiegelt eine sehr vorhersehbare Änderungsrate wider und ist in der Regel genauer als eine Karte – die wahrscheinlich Monate oder Jahre veraltet ist – und fast nie weniger genau.

Software

Die National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) stellt in C geschriebenen Quellcode bereit, der auf dem World Magnetic Model (WMM) basiert . Der Quellcode kann kostenlos heruntergeladen werden und enthält eine alle fünf Jahre aktualisierte Datendatei, um die Bewegung des magnetischen Nordpols zu berücksichtigen.

Verwendung der Deklination

Verstellbare Kompasse

Einstellbarer Kompass mit einer Deklination von 0° und einer Peilung von 312°

Ein Magnetkompass zeigt auf den magnetischen Norden, nicht auf den geografischen Norden. Kompasse der zum Wandern gebräuchlichen Bauart verfügen über eine Deklinationsverstellung in Form einer relativ zur Grundplatte schwenkbaren Lünette . Um eine Deklination festzulegen, wird die Lünette gedreht, bis die gewünschte Gradzahl plus oder minus zwischen der Lünettenbezeichnung N (für Norden) und der Richtung des magnetischen Endes der Nadel (normalerweise rot lackiert) liegt. Auf diese Weise kann der Benutzer eine wahre Peilung für die Reise oder die Orientierung ermitteln, indem er den eingeprägten roten Anzeigepfeil auf der Grundplatte mit einem Orientierungspunkt oder einer Richtung auf einer Karte ausrichtet. Man kann sagen, dass ein so eingestellter Kompass „richtigen Norden“ anstelle von magnetischem Norden anzeigt (solange er innerhalb eines Bereichs auf derselben isogonischen Linie bleibt).

In der Abbildung links wurde das N der Lünette auf die vom magnetischen Ende der Kompassnadel angezeigte Richtung ausgerichtet, was eine magnetische Deklination von 0 Grad widerspiegelt. Der Pfeil auf der Grundplatte zeigt eine Peilung von 312 Grad an.

Nicht verstellbare Kompasse

So kompensieren Sie die magnetische Deklination beim Lesen eines Kompasses. In diesem Beispiel beträgt die Deklination 14° E (+14°), sodass die Kompasskarte auf einen "Norden" 14 Grad östlich des wahren Nordens zeigt. Um eine echte Peilung zu erhalten, addieren Sie 14 Grad zu der vom Kompass angezeigten Peilung.

Um sowohl mit echten als auch magnetischen Peilungen zu arbeiten, muss der Benutzer eines nicht verstellbaren Kompasses einfache Berechnungen durchführen, die die lokale magnetische Deklination berücksichtigen. Das Beispiel auf der linken Seite zeigt, wie Sie eine magnetische Peilung (eine, die mit einem nicht verstellbaren Kompass im Feld aufgenommen wurde) in eine wahre Peilung (eine, die Sie auf einer Karte darstellen könnten) umwandeln, indem Sie die magnetische Deklination hinzufügen . Die Deklination im Beispiel beträgt 14°E (+14°). Wenn die Deklination stattdessen 14°W (−14°) wäre, würden Sie sie immer noch zum magnetischen Lager „hinzufügen“, um die wahre Peilung zu erhalten: 40°+ (−14°) = 26°.

Das umgekehrte Verfahren wird verwendet, um ein echtes Lager in ein magnetisches Lager umzuwandeln. Bei einer lokalen Deklination von 14°E wird eine wahre Peilung (möglicherweise aus einer Karte) von 54° in eine magnetische Peilung (für den Einsatz im Feld) umgewandelt, indem die Deklination abgezogen wird : 54° – 14° = 40°. Wenn die Deklination stattdessen 14°W (−14°) wäre, würden Sie sie immer noch von der wahren Peilung „subtrahieren“, um die magnetische Peilung zu erhalten: 54°- (-14°) = 68°.

Navigation

Auf Flugzeugen oder Schiffen gibt es drei Arten der Peilung : Echt-, Magnet- und Kompasspeilung. Der Kompassfehler ist in zwei Teile unterteilt, nämlich magnetische Variation und magnetische Abweichung , wobei letztere von den magnetischen Eigenschaften des Schiffes oder Flugzeugs herrührt. Variation und Abweichung sind vorzeichenbehaftete Mengen. Wie oben besprochen, zeigt eine positive (östliche) Variation an, dass der magnetische Norden östlich des geografischen Nordens liegt. Ebenso zeigt eine positive (östliche) Abweichung an, dass sich die Kompassnadel östlich des magnetischen Nordens befindet.

Kompass, magnetische und wahre Peilung hängen zusammen durch:

Die allgemeine Gleichung für Kompass und wahre Peilung lautet

Woher:

  • ist Kompasslager
  • ist Magnetlager
  • ist Wahres Tragen
  • ist magnetische Variation
  • ist Kompassabweichung
  • für westliche Variation und Abweichung
  • für östliche Variation und Abweichung

Wenn der Kompass beispielsweise 32° anzeigt, die lokale magnetische Abweichung -5,5° (dh West) und die Abweichung 0,5° (dh Ost) beträgt, ist die wahre Peilung:

So berechnen Sie die wahre Peilung aus der Kompasspeilung (und der bekannten Abweichung und Abweichung):

  • Kompasslager + Abweichung = Magnetlager
  • Magnetlager + Variation = wahres Lager

So berechnen Sie die Kompasspeilung aus der wahren Peilung (und der bekannten Abweichung und Abweichung):

  • Wahres Lager - Variation = Magnetlager
  • Magnetlager - Abweichung = Kompasslager

Diese Regeln werden oft mit dem Merksatz "West ist am besten, Osten ist am wenigsten" kombiniert; das heißt, addieren Sie W-Deklinationen, wenn Sie von wahren Peilungen zu magnetischen Peilungen wechseln, und subtrahieren Sie E-Deklinationen.

Eine weitere einfache Möglichkeit, sich daran zu erinnern, wie die Korrektur für die kontinentalen USA angewendet wird, ist:

  • Für Orte östlich der agonischen Linie (Null-Deklination), ungefähr östlich des Mississippi: Die magnetische Peilung ist immer größer.
  • Für Orte westlich der agonischen Linie (Null-Deklination), etwa westlich des Mississippi: Die magnetische Peilung ist immer kleiner.

Gängige Abkürzungen sind:

  • TC = wahrer Kurs;
  • V = Variation (des Erdmagnetfeldes);
  • MC = magnetischer Kurs (wie der Kurs ohne lokale Abweichung wäre);
  • D = Abweichung durch magnetisches Material (meist Eisen und Stahl) auf dem Behälter;
  • CC = Kompasskurs.

Abweichung

Magnetische Abweichung ist der Winkel von einer bestimmten magnetischen Peilung zur entsprechenden Peilungsmarke des Kompasses. Die Abweichung ist positiv, wenn eine Kompasspeilungsmarke (z. B. Kompass Nord) rechts von der entsprechenden magnetischen Peilung (z. B. magnetischer Norden) liegt und umgekehrt. Wenn das Boot beispielsweise auf den magnetischen Norden ausgerichtet ist und die Nordmarkierung des Kompasses 3° weiter nach Osten zeigt, beträgt die Abweichung +3°. Die Abweichung variiert für jeden Kompass am selben Standort und hängt von Faktoren wie dem Magnetfeld des Schiffes, Armbanduhren usw. ab. Der Wert variiert auch je nach Ausrichtung des Bootes. Magnete und/oder Eisenmassen können Abweichungen korrigieren, so dass ein bestimmter Kompass die magnetischen Peilungen genau anzeigt. Häufiger jedoch listet eine Korrekturkarte Fehler für den Kompass auf, die dann rechnerisch ausgeglichen werden können. Um eine magnetische Peilung zu erhalten, muss der Kompasspeilung eine Abweichung hinzugefügt werden.

Flugnavigation

Luftfahrt-Schnittdiagramme (Karten) und Datenbanken, die für die Flugnavigation verwendet werden, basieren auf dem wahren Norden und Süden, da die planetarischen Rotationspole ihre Position in der Landschaft nicht annähernd so stark ändern wie die magnetischen Pole. Das heißt, Low-Tech-Methoden zur Identifizierung des wahren Nordens oder Südens umfassen das Warten auf den Mittag mit einem Stock im Boden, um den kürzesten Schatten zu beurteilen, oder das Warten auf eine klare Nacht, um einen Polarstern zu konsultieren. Im Gegensatz dazu kann man mit einem Low-Tech-Magnetkompass jederzeit den magnetischen Nord- oder Südpol erkennen, weshalb auch heute im GPS-Zeitalter ein Magnetkompass in jedem Cockpit vorhanden ist. Wenn die Bordelektronik ausfällt, können sich Piloten immer noch auf Papierkarten und Instrumente aus der Edwardian-Ära wie einen Magnetkompass verlassen. Es besteht jedoch immer noch die Notwendigkeit, magnetisch in wahr umzuwandeln. Schnittdiagramme zeigen durch gestrichelte magentafarbene Linien die Gradzahl der Abweichung zwischen wahr und magnetisch in jeder lokalen Umgebung zum Zeitpunkt des Druckens dieses Diagramms an. Da sich die wahren Positionen der Magnetpole im Laufe der Zeit manchmal ziemlich dramatisch ändern, müssen Karten und Datenbanken mindestens zweimal im Jahr aktualisiert werden. Ein weiterer Grund für häufige Kartenaktualisierungen sind Bauarbeiten (neue hohe Funktürme, Renovierung der Start- und Landebahn usw.).

Beispielsweise beträgt der magnetische Norden ab März 2021 etwas westlich von Winston-Salem, North Carolina, 8 Grad westlich des wahren Nordens ( beachten Sie die gestrichelte Linie mit der Markierung 8 ° W ).

Beim Plotten eines Kurses zeichnen einige Piloten von kleinen Flugzeugen eine Fahrt mit dem geographischen Norden auf einer Schnittkarte (Karte) und wandeln dann die geographische Nordpeilung in magnetischen Norden für die Navigation in der Ebene mit dem Magnetkompass um. Diese Peilungen werden dann in einen Vorflugplan umgewandelt, indem die auf einem Schnittdiagramm angezeigte lokale Abweichung hinzugefügt oder abgezogen wird.

Am Boden befindliche Funknavigationshilfen wie VORs werden ebenfalls überprüft und aktualisiert, um sie auf den magnetischen Norden auszurichten , damit die Piloten ihre Magnetkompasse für eine genaue und zuverlässige Navigation in der Ebene verwenden können.

Runways von einer Zahl zwischen 01 bezeichnet ist , und 36, die in der Regel ein Zehntel der magnetisch ist Azimut der Rollbahn der Überschrift : eine Landebahn numerierte 09 Punkte Ost (90 °), Start- und Landebahn 18 South ist (180 °), Start- und Landebahn 27 Punkte West ( 270°) und die Landebahn 36 zeigt nach Norden (360° statt 0°). Aufgrund der magnetischen Deklination müssen jedoch zeitweise Änderungen der Landebahnbezeichnungen erfolgen, um ihre Bezeichnung mit dem magnetischen Kurs der Landebahn in Einklang zu bringen. Eine Ausnahme gilt für Start- und Landebahnen im Northern Domestic Airspace of Canada; diese sind relativ zum geographischen Norden nummeriert, da die Nähe zum magnetischen Nordpol die magnetische Deklination groß macht und Änderungen in dieser mit hoher Geschwindigkeit erfolgen.

GPS- Systeme, die für die Flugnavigation verwendet werden, können den magnetischen Norden oder den geografischen Norden verwenden. Um sie besser mit Systemen kompatibel zu machen, die vom magnetischen Norden abhängen, wird nach Wunsch des Piloten oft magnetischer Norden gewählt. Der GPS-Empfänger liest nativ den wahren Norden, kann jedoch den magnetischen Norden basierend auf seiner wahren Position und Datentabellen elegant berechnen. Das Gerät kann dann die aktuelle Position und Richtung des Nordmagnetpols und (möglicherweise) alle lokalen Abweichungen berechnen, wenn das GPS so eingestellt ist, dass es Magnetkompassmessungen verwendet.

Verweise

Externe Links