Sublunarer Punkt

Harmonische Konstituenten des Flutzyklusses, dargestellt für einen bestimmten Tag.
O1 … Einfluss der Breite des sublunaren Punkts
(Department of Oceanography Naval Postgraduate School)

Der Sublunare Punkt (lateinisch sub-lunar ‚unter dem Mond‘, aus dem Lateinischen) ist derjenige Ort auf der Erde, an dem der Mond genau im Zenit steht. Er ist der Punkt, in dem die Verbindungslinie zwischen den Mittelpunkten von Mond und Erde die Erdoberfläche schneidet. Der Punkt ist ein gängiger Hilfpunkt der Mondbeobachtung in der Himmelsmechanik und astronomischen Phänomenologie, und insbesondere der Theorie der Gezeiten, sowie der Theorie der Sonnenfinsternisse.

Die Berechnung des Punkts entspricht der der Ermittlung der geozentrischen Koordinaten des Mondes, er hat dieselbe Geographische Länge und Breite, wie der Mond astronomische Länge und Breite hat – beide werden mit φ und β bezeichnet.

Eine „Auswirkung“ des sublunaren Punkts ist konkreter Natur: Im sublunaren Punkt ist das Maximum des dem Mond zugewandten Wellenbergs, der die Erde umläuft, und die Gezeiten hervorruft. Man nennt diesen darum ebenfalls sublunar, der gegenüberliegende Wellenberg wird antipodal genannt – Flut und Ebbe wechseln sich ja im (grob) 12-stündigen Rhythmus ab, nicht in 24 Stunden ab (exakter 24 h 48′, durchschnittlicher „Mondtag“), man nennt das semidiurnal.[1] Zwar sind diese Auswirkungen keine primär direkte Wirkungen der Anziehung des Wassers durch den Mond, sondern das Phänomen einer stehenden Welle im Erde-Mond-System (sonst gäbe es nur einen Wellenberg) in Korrelation mit den Syszygien, also dem Sonnenstand, haben aber zur Folge, dass Flut und Ebbe auch über die Jahreszeiten mit dem Stand des Mondes korrelieren: Der Vollmond wandert in einem Monat ebenso von Hochständen zu Tiefständen über dem Horizont, wie die Sonne in einem Jahr – weil beide die Erde in der Ekliptik umkreisen,[2] die Sonne jährlich, der Mond monatlich. Der Neumond steht bei der Sonne, also steht er hoch, wenn die Sonne hoch steht, also im Sommer, der Vollmond steht der Sonne gegenüber, steht also hoch, wenn die Sonne tief steht, also im Winter. Daher liegt das Maximum des Flutberges, das im sublunaren Punkt liegt, auf der jeweiligen Winterhalbkugel. Trotzdem addiert die Gravitation des Mondes tatsächlich einen Anteil zum Wellenberg, sodass die sublunare Flut stärker ist als die antipodale (lunar diurnale Frequenzkomponente des Flutzyklusses). Deshalb sind die höchstmöglichen Gezeitenwasserstände, also Springhochwasser, die auf einen Vollmondtermin fallen, stärker als diejenigen, die auf einen Neumond fallen. Die lunar-diurnale, also mit der Deklination/Höhe des Mondes korrelierende Komponente (O1 in der Abbildung) stellt die viertstärkste[3] Konstituente einer analytischen Fluttheorie[4] dar – für das Grundmuster, die Reaktion einzelner Meeresregionen, oft einzelner Buchten, auf die Sonne-Mond-induzierte Anregungsschwingung ist enorm variabel.[3] Da auf beiden Halbkugeln die klimatischen Rahmenbedingungen (Herbst- und Winterstürme) mit den astrophysikalischen korrelieren, sind Vollmond-Sturmfluten im Winterhalbjahr im statistischen Mittel tatsächlich signifikant stärker als sommerliche (auf beiden Erdhalbkugeln im jeweiligen Winter).

Siehe auch

  • Subsolarer Punkt – Fußpunkt der Sonne
  • Moontool (Home Planet) – das Programm von John Walker bietet die Option View Earth from Moon, die Erde vom Mond aus gesehen, also mit dem sublunaren Punkt als Zentrum der Erdscheibe, im Echtzeitbetrieb
  • Gezeitenrechnung, zur angewandten Gezeitentheorie

Literatur

  • Lynne D. Talley, George L. Pickard, W. J. Emery, James H. Swift: Descriptive Physical Oceanography. 6. Auflage. Academic Press, 2011, ISBN 978-0-7506-4552-2, 8.6 Tides, S. 237 ff. (english, Einführung in die mathematisch-astrometrischen Grundlagen).

Anmerkungen und Einzelnachweise

  1. Datei:Orbit4.gif: Sublunarer Punkt, im Erde-Mond-System (EMS) derjenige Punkt der Erdoberfläche, der dem Mond am nächsten ist (animierte, nichtmaßstäbliche Darstellung). Er wandert in grob einem Tag über die Erde, hier ist die monatliche Bewegung dargestellt.
  2. in der geozentrischen Astronomie nimmt man die Sonne als die Erde umkreisend an, wenn man die Erde als Koordinatenursprung festlegt, ist diese Annahme auch physikalisch-mathematisch korrekt – man spricht dann von „scheinbarer“ Position (englisch apperent position) der Sonne, um den geozentrischen Standpunkt klarzulegen; vgl. Heliozentrisches Weltbild
  3. 3,0 3,1 Lynne D. Talley, George L. Pickard, W. J. Emery, James H. Swift: Descriptive Physical Oceanography. 6. Auflage. Academic Press, 2011, ISBN 978-0-7506-4552-2, 8.6.2 Dynamic Tides, S. 240, Sp. 2 (english).
  4. als „analytisch“ bezeichnet man Rechenmodelle, die auf Frequenzüberlagerungen beruhen, also über Fourier-Analyse auf Basis der physikalischen, auf Kräftemodellen beruhenden, synthetischen Theorie erstellt werden. Damit erspart man sich aufwändiges Lösen komplexer zeitabhängiger Differentialgleichungssysteme, und summiert schlicht Frequenzanteile geeigneter Rechengenauigkeit: Solche Theorien sind zum Beispiel im CO-OPS der NOAA, publiziert und erhältlich Center for Operational Oceanographic Products and ServicesHarmonic Constituents - Station Selection

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