Wie man Sonnenfinsterniskarten liest

In diesem Artikel lernst du, wie du eine Sonnenfinsterniskarte liest und interpretierst. Wir verwenden die auf photoephemeris.com verfügbaren Karten, etwa diese Karte der totalen Sonnenfinsternis vom 2. August 2027. Du solltest ein gewisses Grundwissen über Sonnenfinsternisse mitbringen, da wir einige finsternisspezifische Begriffe verwenden. Du kannst dir alle Begriffe, die du nicht kennst, in unserem Glossar der Begriffe zur Sonnenfinsternis ansehen.

Pfade und Linien auf Sonnenfinsterniskarten

Sonnenfinsterniskarten werden seit Hunderten von Jahren veröffentlicht. Auf Michael Zeilers EclipseAtlas kannst du viele Beispiele erkunden.

Die Pfade und Linien, die auf den meisten modernen, interaktiven digitalen Karten dargestellt werden, sind nicht neu – sie wurden seit Jahrhunderten auf gedruckten Finsterniskarten verwendet. Trotzdem können sie manchmal knifflig zu interpretieren sein. Außerdem gibt es bei diesen Karten Einschränkungen und Feinheiten, die je nach deinen Zielen als Beobachter einer Sonnenfinsternis wichtig sein können.

Hier sind die verschiedenen Pfade und Linien, die wir im Detail behandeln:

• Zentrale Linie: die Linie, die die kontinuierliche Folge von Punkten darstellt, an denen die Finsternis am längsten dauert
• Zentralpfad: der Streifen von Orten, an denen Totalität (oder Ringförmigkeit bei einer ringförmigen Finsternis) beobachtet werden kann
• Nördliche und südliche Grenzlinien des Zentralpfads: die Sichtbarkeitsgrenzen für Totalität oder Ringförmigkeit
• Nördliche und südliche Teilgrenzlinien: die nördlichen und südlichen Grenzen der Sichtbarkeit der partiellen Finsternis
• Maximale Finsternis bei Sonnenaufgang: die Linie von Punkten, an denen die maximale Finsternis bei Sonnenaufgang eintritt
• Maximale Finsternis bei Sonnenuntergang: die Linie von Punkten, an denen die maximale Finsternis bei Sonnenuntergang eintritt
• Beginn/Ende der partiellen Finsternis bei Sonnenaufgang: eine Schleife von Punkten, an denen die partielle Finsternis bei Sonnenaufgang entweder beginnt oder endet
• Beginn/Ende der partiellen Finsternis bei Sonnenuntergang: eine Schleife von Punkten, an denen die partielle Finsternis bei Sonnenuntergang entweder beginnt oder endet
• Linien gleicher Größe: Linien, auf denen ein Beobachter eine Finsternis bestimmter Größe sehen würde, z. B. 0,8, 0,6, 0,4, 0,2

Wichtig ist, dass nicht alle Finsternisse alle Linien haben. Wenn es keine zentrale Linie oder keinen Zentralpfad gibt, ist es eine partielle Finsternis. Wenn es keine nördliche Teilgrenzlinie gibt, kann es sich um eine Finsternis in hohen Breiten handeln, die den Nordpol ganz verfehlt. Darauf kommen wir später mit einigen Beispielen zurück.

Der Zentralpfad

Auf der Karte oben ist der Zentralpfad in Pink dargestellt. Der blaue Kartenmarker liegt direkt auf der zentralen Linie, die als dickere, durchgezogene pinke Linie gezeigt wird. Die nördlichen und südlichen Grenzlinien begrenzen den Zentralpfad und sind als dünnere, durchgezogene pinke Linien dargestellt.

Warum Pink? Es ähnelt der Farbe der Sonnenchromosphäre, wie sie das menschliche Auge wahrnimmt, und weckt Assoziationen mit der „Totalität“ . Außerdem ist es vor fast jedem Grundkartenhintergrund sehr leicht zu erkennen!

Ein Beobachter, der auf der zentralen Linie steht, erlebt die längste Dauer der Totalität oder, im Fall einer ringförmigen Finsternis, der Ringförmigkeit. Dieses Bild von TSE2024 wurde während der Totalität an einem Ort auf der zentralen Linie nördlich von Torreón, Mexiko, aufgenommen:

Die Dauer der Totalität variiert von Finsternis zu Finsternis und von Ort zu Ort entlang des Zentralpfads. Wenn du dich von der zentralen Linie in Richtung der Grenzen des Zentralpfads bewegst, nimmt die Dauer ab – aber nicht linear mit der Entfernung. Der Grund dafür wird viel intuitiver, wenn du die Form des Mondschattens auf der Erde betrachtest. Hier ist ein Screenshot aus TPE Web, der die Umrisse des Schattens bei zweitem Kontakt auf der zentralen Linie nahe Luxor für TSE2027 zeigt:

Der Schatten bewegt sich entlang des Zentralpfads schnell von Nordwesten nach Südosten: Der Zentralpfad ist genau das – der Weg des Kernschattens des Mondes über die Erdoberfläche. Wenn du am roten Marker stehst, bleibst du länger im Schatten als ein Beobachter in der Nähe der nördlichen oder südlichen Grenze. Aber es wird auch klar, dass selbst ein Drittel der Entfernung von der zentralen Linie deine Zeit in der Totalität nicht drastisch reduziert. Wenn du dich den Pfadgrenzen näherst, verkürzt sich die Dauer schnell.

Teilgrenzen und Linien gleicher Größe

Wenn du dich nördlich (oder südlich) aus dem Zentralpfad bewegst, wird keine Totalität mehr beobachtet. Du befindest dich in der Zone von „nope“ .

Die nördlichste, durchgezogene graue Linie oben markiert die Grenze der partiellen Finsternis. Wenn du nördlich davon bist, ist überhaupt keine Finsternis zu sehen. Die gepunkteten Linien – Linien gleicher Größe – zeigen, wie die maximale Größe abnimmt, wenn du dich vom Zentralpfad entfernst. Hier zeigt die Karte Linien von 0,8 (am nächsten am Zentralpfad), 0,6, 0,4 und 0,2 (am nächsten an der nördlichen Teilgrenzlinie).

Wichtiger Vorbehalt: Du siehst auch im Zentralpfad eine partielle Finsternis! Die Totalität dauert nur wenige Minuten. Der Rest der Finsternis wird als partielle Finsternis beobachtet.

Du kannst dir die Teilgrenzlinien als die Bahn der Halbschatten des Mondes vorstellen, während er sich zeitlich über die Erdoberfläche bewegt.

Linien der maximalen Finsternis bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang

Hier können Finsterniskarten weniger intuitiv zu lesen sein. Finsternisse beginnen und enden bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang (einige seltsame Fälle in Polarregionen beginnen auch bei Sonnenuntergang, nur um es noch komplizierter zu machen). Diese Linien zeigen an, wo die lokale maximale Finsternis mit Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang zusammenfällt – mit einigen Feinheiten, die du beachten solltest.

Im folgenden Screenshot ist der blaue Kartenmarker am Ende des Zentralpfads gesetzt, direkt hinter der Linie der maximalen Finsternis bei Sonnenuntergang:

Sieh dir das Panel Lokale Umstände unten links an. Es zeigt die konkreten Zeitangaben der Finsternis für einen Beobachter an der Position des blauen Markers – die „lokalen Umstände“ .

Ich habe MAX-Finsternis ausgewählt, die um 17:48:19 in der Zeitzone GMT+6 eintritt. Der Mini-Finsternissimulator zeigt die verdeckte Sonne gerade dabei, unter den Horizont zu sinken, in einer Höhe von +0,3°. Dritter Kontakt (C3) wird als nicht sichtbar angezeigt. Sonnenuntergang ist um 17:51.

Bis hierher alles gut: Die Idee ist, dass du, wenn du östlich der Sonnenuntergangslinie bist, die maximale Finsternis nicht sehen wirst, weil die Sonne bereits untergegangen ist. Vielleicht fragst du dich aber: „Ist der blaue Marker nicht schon knapp hinter der Sonnenuntergangslinie?“  – und du hättest recht. Das ist er.

Der Grund für diese Abweichung ist wichtig. Nahezu alle Finsterniskarten werden mit der ungebeugten Position der Sonne berechnet. Die atmosphärische Refraktion hebt Sonne und Mond scheinbar etwas höher am Himmel an: Die scheinbare Höhe nimmt leicht zu. Die Karte berücksichtigt das jedoch nicht: Die Sonnenuntergangslinie wird für den „geometrischen“  Sonnenuntergang berechnet, bei dem das Zentrum der ungebeugten Sonne genau am idealen Horizont bei 0° liegt.

Da der tatsächliche Sonnenuntergang definiert ist als der Moment, in dem der obere Sonnenrand (12-Uhr-Position) unter dem Horizont verschwindet, tritt er später ein als der „geometrische“  Sonnenuntergang. Daher stellst du fest, dass du ein kleines Stück hinter die Sonnenuntergangsgrenze gelangen und trotzdem die maximale Finsternis sehen kannst, während die Sonne untergeht. Entsprechend gilt das auch für die Sonnenaufgangsgrenze: Du kannst etwas hinter der Linie sein, weil Sonnenaufgang aufgrund der Refraktion früher eintritt.

Maximale partielle Finsternis bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang

Oft sind die interessantesten Orte zur Beobachtung einer partiellen Finsternis die Sonnenaufgangs-/Sonnenuntergangsgrenzlinien. Hier kann das Phänomen des „Teufelshorns“  beobachtet werden, wenn eine teilweise verfinsterte Sonne den Horizont überquert. So sollte beispielsweise ein Beobachter an der Küste Italiens nördlich von Ravenna am 12. August 2026 die untergehende, verfinsterte Sonne etwa so sehen können:

Um attraktive Beobachtungsorte für partielle Finsternisse zu finden, ist es am besten, entlang und um die Linien der maximalen Finsternis bei Sonnenaufgang und Sonnenuntergang herum zu suchen.

Beginn/Ende der partiellen Finsternis bei Sonnenaufgang/Sonnenuntergang

Diese Linien sind vielleicht die verwirrendsten auf einer Finsterniskarte; sie erscheinen als Schleifen aus der zugrunde liegenden Mathematik.

Daher musst du den Kontext der Linie betrachten, um zu verstehen, ob sie sich auf den Beginn oder das Ende der Finsternis an einem bestimmten Punkt auf der Karte bezieht. Ein Beispiel:

Hier würde ein Beobachter bei (1) den vierten Kontakt, C4 (Ende der partiellen Finsternis) bei Sonnenuntergang sehen. Ein Beobachter bei (2) sieht jedoch den ersten Kontakt, C1 (Beginn der partiellen Finsternis) bei Sonnenuntergang. Das ist ein kleiner Denkknoten, aber so ergibt sich die Geometrie der Finsternis.

Der Hinweis darauf, ob sich die gestrichelte Linie auf den Beginn oder das Ende der Finsternis bezieht, liegt in der Topologie: An Position (1) befinden wir uns „innerhalb“  der geschlossenen Form des Pfads, begrenzt von der maximalen Finsternis bei Sonnenaufgang/Sonnenuntergang und den Teilgrenzlinien. Das bedeutet, dass die Finsternis für diese Beobachter bei Sonnenuntergang endet.

Für diejenigen auf der „Außenseite“  beginnt die Finsternis bei Sonnenuntergang.

Wie bestimmst du, welche Linie den Sonnenuntergang markiert und welche sich auf Beginn/Ende bei Sonnenaufgang bezieht? In den meisten Fällen kennzeichnet die westliche Schleife den Sonnenaufgang und die östliche den Sonnenuntergang. Es gibt jedoch Ausnahmen: TSE2026 (12. August 2026) ist ein bemerkenswertes Beispiel, das wir unten betrachten werden.

Außerdem verwenden die Karten auf photoephemeris.com dieselben Farben für Sonnenaufgang/Sonnenuntergang wie TPE – helleres Orange für Sonnenaufgang, dunkleres Orange für Sonnenuntergang, sodass sich die Linien leicht unterscheiden lassen. Andere Karten verwenden mit ziemlicher Sicherheit andere Konventionen.

Finsternisse in hohen Breiten

Manche Finsternisse verlaufen in hohen Breiten. Deshalb können Karten solcher Ereignisse auf den ersten Blick recht seltsam aussehen. TSE2026 ist ein gutes Beispiel. Die Finsternis beginnt über Nord-Sibirien, zieht fast direkt nach Norden in Richtung Nordpol, bevor sie wieder nach Süden schwenkt und über das Mittelmeer zieht. Es sieht so aus, als beginne sie im Osten, verläuft nach Westen und kehre dann um. Der Pfad hat eine merkwürdige, übertrieben geschwungene Form. Achte darauf, wie die Sonnenaufgangslinien (helleres Orange) östlich und die Sonnenuntergangslinien westlich liegen – also genau umgekehrt zu TSE2027 oben:

Mit einer orthografischen Projektion ergibt das alles viel mehr Sinn:

Achte darauf, dass es nun der typischen Form viel näher kommt. Du siehst, dass die Sonnenaufgangslinien links auf dem Globus liegen und die Sonnenuntergangslinien im Westen. Der Zentralpfad verläuft um den Globus herum, kreuzt den Nordpol (wo digitale Kartenbibliotheken, wie du sehen kannst, Mühe haben, eine saubere Geometrie darzustellen) und endet dann nahe Spanien.

Wenn du das nächste Mal auf eine Finsterniskarte schaust und dich fragst, was hier eigentlich los ist, versuch es mit der Ansicht „Globus“ . Kartenzeichner von Finsternissen wissen seit Jahrhunderten, dass diese Projektion gut funktioniert – siehe zum Beispiel die Karte von Joseph Jerome le Francai zur Finsternis vom April 1764.

Hybridfinsternisse

Der Begriff „Hybridfinsternis“  bezeichnet eine Finsternis, die in Teilen ihres Pfads total und in anderen ringförmig ist. Es gibt drei Varianten:

• ATA: ringförmig-total-ringförmig
• TTA: total-ringförmig (total bei größter Finsternis)
• ATT: ringförmig-total (total bei größter Finsternis)

Je nachdem, wo du auf dem Zentralpfad beobachtest, siehst du entweder eine ringförmige oder eine totale Finsternis. Die meisten Finsterniskarten unterscheiden diese zwei oder drei Bereiche visuell jedoch nicht. Wenn die Karte aber ein integriertes Panel für lokale Umstände hat, kannst du per Kontrolle schnell erkennen, welcher Finsternistyp an verschiedenen Punkten gilt.

Zum Beispiel sehen wir bei HSE2031 (der nächsten hybriden Sonnenfinsternis) eine totale Finsternis am Punkt der größten Finsternis:

In Panama, am östlichen Ende des Pfads, wird eine ringförmige Finsternis beobachtet (siehe das Panel für lokale Umstände):

Zentralpfade hybrider Finsternisse sind naturgemäß schmal: Die Karten oben zeigen zwar den Zentralpfad und die Grenzlinien, aber bei der dargestellten Zoomstufe verschmelzen sie fast zu einer einzigen Linie.

Karten partieller Sonnenfinsternissen

Wenn eine Finsternis nur partiell ist, liegt das daran, dass der Kernschatten des Mondes die Erde verfehlt, der Halbschatten jedoch nicht. Aufgrund der Bahngeometrie sind diese Verfehlungen in Bezug auf die Erdpolen entweder „zu hoch“  oder „zu niedrig“ ; das bedeutet, dass partielle Finsternisse tendenziell zu den Polen hin begünstigt sind: Dort findet man die größte Größe der Finsternis.

Wie alle Finsternisse in Polnähe erzeugen sie merkwürdig aussehende, in Mercator-Projektion dargestellte Karten. Hier ist PSE2029Dec vom 6. Dezember 2029:

Hier sehen wir nur eine nördliche Teilgrenzlinie, die den Südlichen Ozean kreuzt, aber keine südliche Teilgrenzlinie: Das liegt daran, dass die südliche Teilgrenzlinie für diese Finsternis nicht existiert. Aber ist das wirklich so? Auch hier hilft eine orthografische Projektion, um Klarheit zu schaffen:

Der blaue Marker liegt am Punkt der größten Finsternis (Größe = 0,8910). An den Polen wird es kompliziert – wenn du ganz im Süden bist, führt der einzige Weg zurück nach Norden. In dieser Ansicht fragst du dich allmählich, ob das, was wir in der Mercator-Ansicht für die sogenannte „nördliche“  Teilgrenzlinie hielten, in Wahrheit die südliche Teilgrenzlinie ist und die nördliche Teilgrenzlinie nicht existiert, weil die Sonne untergeht, wenn du von den Sonnenaufgangs-/Sonnenuntergangsgrenzlinien aus nach Norden in Richtung Australien wanderst.

Finsternisse sind seltsam!

Nicht-zentrale Sonnenfinsterniskarten

Es gibt noch mehr. Irgendwann wirst du als engagierter Finsternisjäger wahrscheinlich einer „nicht-zentralen“  Finsternis begegnen. Tatsächlich könntest du im Jahr 2043 gleich zwei davon erleben, eine totale und eine ringförmige.

Wie bei partiellen Finsternissen zeigen auch nicht-zentrale Finsternisse naturgemäß Pfade in hohen Breiten. Der Teil „nicht-zentral“  bedeutet, dass die zentrale Linie der Finsternis die Erde verfehlt. Wie du hier bei TSE2043 sehen kannst, ist die „südliche“  zentrale Grenzlinie definiert, aber es gibt keine zentrale Linie, keine nördliche zentrale Grenze und damit im üblichen Sinn keinen Zentralpfad:

Der blaue Marker zeigt den Punkt der größten Finsternis, und er liegt genau auf der Linie der maximalen Finsternis bei Sonnenaufgang. Du kannst dir die Linien der maximalen Finsternis bei Sonnenaufgang/-untergang so vorstellen, dass sie markieren, wo der Kernschatten die Erde überhaupt erst nicht mehr trifft. Würdest du den Globus drehen, sähe man, dass die Sonnenaufgangs-/Sonnenuntergangslinien an der sichtbaren Kante mit der Form der Erde selbst zusammenfallen.

Vertraue den lokalen Umständen mehr als den Finsterniskarten

Finsterniskarten sind eine Verdichtung der Finsternisgeometrie über die Zeit. Die lokalen Umstände sind die präzisen vorhergesagten Bedingungen für einen bestimmten Zeitpunkt und Ort.

Im Allgemeinen solltest du den lokalen Umständen mehr vertrauen als den Karten. Karten sind hervorragend für den Überblick und eine recht präzise Planung als Beobachter geeignet. Aber es gibt eine Reihe von Dingen, die sie typischerweise nicht berücksichtigen:

• Höhe: Die überwiegende Mehrheit der Karten wird für einen Beobachter auf Meereshöhe berechnet. Wenn du auf einem Berggipfel auf der zentralen Linie der Karte stehst, ist die Lage anders – normalerweise verschiebt sich die tatsächliche zentrale Linie aufgrund deiner Höhe über dem Meeresspiegel nach Süden oder Norden (je nach deinem Standort). Die Berechnung der lokalen Umstände berücksichtigt das jedoch und liefert dir die tatsächlichen Werte
• Refraktion: Wie oben gesehen, berücksichtigen Karten die atmosphärische Refraktion nicht; daher können sich Umstände nahe Sonnenaufgang oder Sonnenuntergang leicht von den dargestellten Kartengrenzlinien unterscheiden
• Effekte des Mondrandes: Die meisten Finsterniskarten werden unter der Annahme eines glatten, kugelförmigen Mondes berechnet. Die Realität sieht anders aus. Berge und Täler auf der Mondoberfläche können die Dauer der Totalität an einem bestimmten Ort verlängern oder verkürzen. Unser Rechner für lokale Umstände bewertet die Topographie des Mondrandes an der Position des Kartenmarkers und berechnet die Änderungen der „klassischen“  Kontaktzeiten mit glattem Mondrand und zeigt dir die Differenz:

• Aufgrund der Effekte des Mondrandes ist die Totalität in Orange, NSW, bei TSE2028 um 11,3 s kürzer als vom Modell mit glattem Mondrand vorhergesagt.
• Die lokalen Umstände erkennen auch Situationen, in denen du laut Karte zwar im Zentralpfad bist, in Wirklichkeit aber wegen eines tiefen Mondtals keine Totalität erlebst; sie erkennen auch den umgekehrten Fall, in dem du außerhalb des Zentralpfads bist, aber dennoch Totalität siehst, weil sich ein Mondgrat oder -berg genau passend ausrichtet – hier haben wir 6,1 s Totalität durch Randwirkung, obwohl der Marker außerhalb des Zentralpfads liegt:

Finsterniskarten für Fotografen

Wie solltest du als Fotograf Finsterniskarten verwenden? Im Allgemeinen würde der Ablauf etwa so aussehen:

1. Verstehe, welche Finsternisse bevorstehen: Schau in unseren Finsterniskatalog, um Möglichkeiten zu identifizieren.
2. Mach dich mit den allgemeinen Umständen einer Finsternis vertraut: Sieh dir die Finsterniskarte an, etwa TSE2028, um zu sehen, wo der Zentralpfad liegt
3. Erkunde bei partiellen Finsternissen Orte mit der höchsten Größe und in der Nähe der Sonnenaufgangs- oder Sonnenuntergangsgrenzlinien
4. Prüfe die lokalen Umstände, um einen Überblick über Dauer und Zeitpunkt der Finsternis zu bekommen
5. Spring in TPE, um Motive zu erkunden: Azimut und Höhe der Sonne während der Finsternis bestimmen, welche Aufnahmen möglich sind. Eine hohe Sonnenhöhe während einer Finsternis weist auf Teleobjektivaufnahmen hin; mittlere oder niedrige Höhen eröffnen die Möglichkeit einzigartiger Landschaftsansichten mit der verfinsterten Sonne
6. Prüfe sorgfältig die Effekte des Mondrandes mit dem Sonnenfinsternissimulator von TPE, der dir das Mondrandprofil und die daraus resultierenden Baily’s Beads zeigt

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Glückwunsch! Du hast nun ein solides Fundament darin gewonnen, wie man Sonnenfinsterniskarten liest. Der nächste Schritt ist, mit der Planung zu beginnen, eine Sonnenfinsternis zu sehen – das ist ein lebensveränderndes Erlebnis!