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Struve-Bogen

Allgemeines, Definition

Durch die Sternwarte in Tartu verläuft der Struwebogen © goruma ( v.koppenwallner)

Der Struve-Bogen wird im Englischen als Struve Geodetic Arc bezeichnet. Die englische Bezeichnung charakterisiert bereits ein wenig, um was es sich bei diesem "Bogen" handelt.
Der Struve-Bogen ist ein Netz von geodätischen Vermessungspunkten, die sich auf einer Länge von rund 2.821 km über 10 Länder von Fuglenes (bei Hammerfest/Norwegen) auf einer nördlichen Breite von 70°40'11'' und einer Länge von 23°38'48" östlich des Nullmeridians von Greenwich bis nach Staro-Nekrassowka (Ukraine) auf einer nördlichen Breite von 45°19'54" und einer östlichen Länge von 28°55'14" erstrecken.

Überblick über die Messmethode

Berechnung zum Struve-Bogen © goruma

Der Bogen wurde in den Jahren 1816 bis 1855 unter der Leitung des deutschen Astronoms Friedrich Georg Wilhelm von Struve (1793 -1864) und des russischen Offiziers Carl F. Tenner (1783–1859) errichtet. Es diente der exakten geodätischen Vermessung der Erdoberfläche und stellt die erste akkurate Vermessung eines langen Abschnitts eines Meridians dar. Die Messpunkte des Bogens liegen östlich und westlich des so genannten Tartu-Nullmeridians, also des Längengrads, der genau durch Tartu in Estland geht. Dieser Nullmeridian besitzt eine östliche Länge von 26°43'.
Von seinem Ausgangspunkt in der Nähe von Hammerfest Norwegen durchläuft das Messnetz des Struve-Bogens die folgenden Länder:
Schweden, Finnland, Russland, Estland, Lettland, Litauen, Weißrussland, Moldawien und am Endpunkt die Ukraine.

  • das Observatorium von Tartu in Estland. Es dient als Ursprung der Aufteilung einer Fläche in Dreiecke (Triangulation). In dem Observatorium soll später ein Struve-Museum eingerichtet werden .
  • die Kirche Alatornios in Finnland. Als Messpunkt dient hier ein Punkt innerhalb des Turms der Kirche.

Das Messnetz besteht aus 265 Vermessungspunkten und 60 Nebenpunkten. Die 265 Punkte bilden ihrerseits 258 Vermessungsdreiecke. Mit Ausnahme von 2 Messpunkten befinden sich alle Punkte im Freien. Die beiden Messpunkte, die sich in einem Gebäude befinden sind:Zur damaligen Zeit war die Gestalt der Erdoberfläche noch nicht hinreichend genau bekannt. Mit Hilfe von großen Dreiecken der so genannten 1. Ordnung, mit Kantenlängen um 30 km, bis hin zu Dreiecken der 5. Ordnung, mit Kantenlängen um 1 km, wurde die Lage vieler Messpunkte bezüglich dem festgelegten Tartu-Nullmeridian (26°43') berechnet. Man bezeichnet derartige Berechnungsmethoden als "Triangulation".

Dabei machte man sich zunutze, dass in großen Dreiecken auf der Erdoberfläche die Winkel sehr viel genauer bestimmt werden konnten als die Längen. Mit Hilfe des Sinussatzes aus der Geometrie lassen sich in einem Dreieck bei zwei bekannten Winkeln und einer bekannten Länge die beiden anderen gesuchten Längen sehr genau berechnen. Die bekannte Länge wird als Basislänge bezeichnet und ist relativ kurz und wird außerordentlich genau, und das mit großem Aufwand, bestimmt. Es gelten dann für die Berechnung der beiden Längen a und b unter Zugrundelegung der Abbildung und unter Zuhilfenahme des Sinussatzes folgende Gleichungen:

a/c = sinα/sinγ

Daraus folgt für die gesuchte Länge a:

a = c · sinα/sinγ

Und entsprechend für b:

b/c = sinβ/sinγ

b = c · sinβ/sinγ

Da in einem Dreieck die Summe der 3 Winkel stets 180° ergibt, errechnet sich der Winkel γ wie folgt:

γ = 180 – (α + β)

Um ein Dreiecksnetz lagemäßig festzulegen und zu orientieren, ist es notwendig, einen so genannten Zentralpunkt (auch Fundamentalpunkt genannt) in dem Dreieicksnetz zu haben. In Deutschland liegt dieser Zentralpunkt in der Nähe der Berliner Sternwarte. Der Zentralpunkt ist der Ausgangspunkt einer Triangulation, für den über astronomische Messungen geographische Koordinaten vorliegen. Darüber hinaus berechnet man die Orientierung des Netzes den Winkel zwischen der Nordrichtung und einer Dreiecksseite (Azimut) aus astronomischen Vermessungen.
Das Observatorium von Tartu in Estland ist dieser Zentralpunkt für die Lagerung und Orientierung des Struve-Bogens.

Es sei erwähnt, dass man heutzutage mit Hilfe der sphärischen Geometrie und unter Zuhilfenahme der Daten des GPS zu erheblich genaueren Ergebnissen kommt.

Der Struve-Bogen als Unesco Weltkulturerbe

Neben der Bedeutung des Struve Bogens für die Erdvermessung (Geodäsie) stellt er zusätzlich ein wunderbares frühes Zeugnis für eine funktionierende wissenschaftliche Zusammenarbeit über Ländergrenzen hinweg dar. Aus diesem Grund wurden 34 repräsentative Messpunkte am 15. Juli 2005 in die Liste des Weltkulturerbes der UNESCO aufgenommen. Damit ist der Struve Bogen das erste wissenschaftliche Messgerät auf der Liste der UNESCO. Diese 34 Messpunkte sind ein gebohrtes Loch in einem Felsen, ein Eisenkreuz, Steinhügel oder gebaute Obelisken.

  • Norwegen: Fuglenes (Hammerfest), Lille-Reipas (Alta), Lodiken ( Kautokeino), Baelljasvarri ( Kautokeino)
  • Schweden: Tynnyrilaki (Kiruna), Jupukka (Pajala), Pullinki (Övertorneå), Perävaara (Haparanda)
  • Finnland: Stuor-Oivi (Enontekiö), Aavasaksa (Ylitornio), Alatornio-Kirche (Torneå bzw. Tornio), Oravivuori (Korpilahti), Tornikallio (Lapinjärvi), Mustaviiri (Pyhtää)
  • Russland: Insel Goglang
  • Estland: Woibifer (Avanduse), Katko (Avanduse), Tartu Observatorium (Tartu)
  • Lettland: Sestu-Kalns (Sausneja), Jacobstadt (Jçkabpils)
  • Litauen: Karischki (Panemunelis), Meschkanzi (Nemencine), Beresnäki (Nemeþis)
  • Weißrussland: Tupischki (Oshmyany), Lopati (Zelva), Ossownitza (Iwanowo), Tchekutsk (Iwanowo), Leskowitschi (Iwanowo)
  • Moldawien: Rudi
  • Ukraine: Felschtin (Hvardiiske), Baranowka (Baranivka), Staro-Nekrassowka (Nekrasivka)




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