Zonenzeit

Für das gesellschaftliche Leben innerhalb eines größeren Gebietes auf der Erdoberfläche ist die Anwendung einer gemeinsamen Uhrzeit von Vorteil. In einem simplen geometrischen Lösungsansatz wird die Erdoberfläche in Zeitzonen eingeteilt. Der Unterteilung des Tages in 24 Stunden entsprechend sind 24 Zeitzonen vorgesehen, je mit einem Bezugsmeridian, dessen Längengrad ein ganzes Vielfaches von 15 ist (^360°⁄₂₄ = 15°). Die mittlere Sonnenzeit des Bezugsmeridians ist die entsprechende Zonenzeit. Die 24 Zonenzeiten unterscheiden sich somit von der mittleren Sonnenzeit in Greenwich (Greenwich Mean Time) um eine ganze Anzahl Stunden. In moderner, u. a. gesetzlicher Definition werden die Zonenzeiten auf die Koordinierte Weltzeit (Zeitzone UTC±0) bezogen, von der die Greenwich Mean Time zeitweise bis 0,9 Sekunden abweichen kann (siehe Schaltsekunde).^[1]

Die im geometrischen Ansatz gleich breiten und mit Meridianen begrenzten Zonen (Kugelzweiecke) berücksichtigen allerdings keine politischen, geographischen, wirtschaftlichen, sozialen oder sonstigen Gesichtspunkte und sind daher nicht als tatsächliche Zeitzonen praktikabel.^[2] Durch die Wahl einer oder mehrerer Zonenzeiten als gesetzliche Zeit in Staaten und anderen Territorien ergeben sich Zeitzonen, die nicht Längengrade, sondern ausgefranste Staatsgrenzen und innerstaatliche Grenzen als Ränder haben. Sie können stark von den geometrisch definierten Zeitzonen abweichen und auch unterbrochen sein. So ist z. B. die Zeitzone der Mitteleuropäischen Zeit (MEZ) durch deren Wahl als gesetzliche Zeit in Spanien und Frankreich nach Westen ausgebeult. Einige Zeitzonen sind unterbrochen, z. B. in Asien, da in ganz China anstatt fünf Zonenzeiten nur die Peking betreffende Zonenzeit gesetzliche Zeit ist.^[3] Das zugrunde liegende, am Sonnenstand orientierte Ordnungssystem ist deutlich nur in den internationalen Gewässern, wo die Grenzen der realen Zeitzonen weitgehend den Grenzen der geometrisch definierten Zeitzonen folgen, zu erkennen.

Einige wenige Länder haben nicht eine der 24, sich von der UTC±0 um eine ganze Anzahl von Stunden, sondern um eine zusätzliche halbe oder viertel Stunde unterscheidende gesetzliche Zeit. Beispiele hierfür sind Iran, Indien, Nepal, der australische Bundesstaat South Australia und das australische Bundesterritorium Northern Territory.

Viele Staaten haben außerdem mit der Sommerzeit eine zeitweilig abweichende gesetzliche Zeit.

Die Differenz zwischen zwei Zonenzeiten ist gleich der Differenz der in ihren Bezeichnungen angegebenen Abweichungen von der Koordinierten Weltzeit (UTC).

Beispiel: Zwischen Japan (UTC+9) und Finnland (UTC+2) ist die Zeitdifferenz +7 Stunden: (+9) − (+2) = (+7).

Bei Ländern mit sehr großer Ost-West-Ausdehnung wie den USA, Kanada oder Russland sind auch innerhalb des Landes mehrere unterschiedliche Zonenzeiten in Gebrauch.

Beispiel: Zwischen Moskau (UTC+3) und Kamtschatka (UTC+12) beträgt die Zeitdifferenz −9 Stunden.

Die wahre Sonnenzeit ist unmittelbar vom scheinbaren Lauf der Sonne (der wahren Sonne) abgeleitet. Bei ihr ist täglich 12 h, wenn die Sonne ihren höchsten Stand hat. Nördlich des nördlichen Wendekreises steht sie zu diesem Zeitpunkt genau im Süden.

Da die Bahn der Erde um die Sonne aber nicht genau ein Kreis, sondern eine Ellipse ist und weil die Drehachse der Erde nicht senkrecht auf ihrer Bahn um die Sonne steht und sich ihre Richtung im Weltall nicht ändert, gibt es jahreszeitliche Schwankungen der scheinbaren Himmels-Bewegung der Sonne und damit der wahren Sonnenzeit (oder wahren Ortszeit WOZ). Die z. B. von einer Sonnenuhr angezeigte wahre Sonnenzeit geht der gleichmäßig vergehenden Zeit mit etwa 16 Minuten im November maximal vor und mit etwa 14 Minuten im Februar maximal nach.

Man definiert eine von einer künstlichen bzw. mittleren Sonne abgeleiteten mittlere Sonnenzeit (oder mittlere Ortszeit MOZ). Diese ist aber wie die wahre Sonnenzeit vom Längengrad des Ortes, an dem sie benutzt wird, abhängig. Die jahreszeitlich unterschiedliche Verschiebung zwischen wahrer und mittlerer Sonnenzeit wird als Zeitgleichung bezeichnet. Die Zonenzeit ist die mittlere Sonnenzeit auf dem Bezugsmeridian der Zeitzone.

Damit ergeben sich innerhalb einer Zeitzone mehrere Zeitverschiebungen, abhängig vom Längengrad des Ortes und vom Jahresdatum, z. B. für Hamburg am 15. November:

• Zeitverschiebung zwischen wahrer Sonnenzeit und mittlerer Sonnenzeit:

15. November: Zeitgleichung = +15 min (die wahre ist der mittleren Sonnenzeit 15 Minuten voraus)

• Zeitverschiebung zwischen Zonenzeit MEZ (λ=15°) und mittlerer Sonnenzeit:

λ=10° in Hamburg: (15° − λ) · 4 min/° = +20 min (die MEZ ist der mittleren Sonnenzeit 20 Minuten voraus),

• Zeitverschiebung zwischen MEZ und wahrer Sonnenzeit:

Zeitverschiebung zwischen Zonenzeit MEZ (λ=15°) und mittlerer Sonnenzeit

minus Zeitverschiebung zwischen wahrer Sonnenzeit und mittlerer Sonnenzeit

20 Minuten − 15 Minuten = +5 min (die MEZ ist der wahren Sonnenzeit 5 Minuten voraus).

• Liste der Zeitverschiebungen gegenüber MEZ
• Liste von Meridiandenkmälern – bauliche Kennzeichnungen der Zonenmeridiane
• Jetlag, die Zeitverschiebung der inneren Uhr, die sich aus der Reise zwischen Zeitzonen ergibt.
• Subjektiver und sozialer Tag, die soziale Komponente der Abweichung von Tagesablauf und offizieller Zeit

• Hermann Mucke: Astronomische Grundlagen der Sonnenuhren. In: Hermann Mucke (Hrsg.): Sonnenuhren. 19. Sternfreunde-Seminar, 1991. Planetarium der Stadt Wien und Österreichischer Astronomischer Verein, Wien 1991, 1.3.4. Uhrzeit und Beobachtungsort; Zonenzeiten, S. 8 (29–48).
• Robert Weber (Institut für Theoretische Geodäsie der TU Wien) Herausgeber=Hermann Mucke: Zeitsysteme. In: Moderne astronomische Phänomenologie. 20. Sternfreunde-Seminar, 1992/93, und 21. Seminar 1994. Planetarium der Stadt Wien und Österreichischer Astronomischer Verein, Wien 1992, S. 33–54.
• P.K. Seidelmann, B. Guinot, L.E. Dogget: Time. Chapter 2. In: P.K. Seidelmann, U. S. Naval Observatory (Hrsg.): Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac. University Science Books, Mill Valley, CA 1992, S. 39 (englisch).