Tageslicht und Wetter simulieren
Tageslicht in unterschiedlichen Zeitzonen simulieren
Mit der Drehung der Erde zeigen unterschiedliche Teile des Planeten in Richtung Sonne oder von ihr weg, sodass Tag und Nacht entstehen. Historisch wurden an vielen Orten weltweit für die lokale Zeit beobachtbare Kennzeichen wie der Höchststand der Sonne herangezogen. Mit zunehmender Globalisierung wurde es beispielsweise für Zugreisen, Arbeitstage und Frachtlieferungen wichtiger, die Zeit auf standardisierte Art anzugeben. Damit die Menschen weltweit die Uhrzeit besser koordinieren konnten, wurden Zeitzonen angelegt. Ursprünglich war etwa jeder 15. Längengrad eine Zeitzonengrenze, aber es gibt basierend auf politischen und geographischen Entscheidungen zahlreiche Abweichungen. Beispielsweise haben die Deutschen bei der Besatzung von Frankreich im 2. Weltkrieg das Land von Greenwich Mean Time (GMT) auf Mitteleuropäische Zeit (CET) umgestellt. Nach dem Krieg kehrte Frankreich zu GMT zurück. Ein weiteres Beispiel ist China: Nach dem Chinesischen Bürgerkrieg 1949 wurde von fünf auf nur eine Zeitzone umgestellt. Als Ergebnis dieser Veränderungen können die Menschen ganz unterschiedliche Nacht- und Tagzeiten erleben, sogar in derselben Zeitzone.
- Öffnen Sie MapMaker.
- Klicken Sie auf der Werkzeugleiste am unteren Rand des Bildschirms auf die Schaltfläche 3D.
Die Karte wird in 3D geöffnet. Als Nächstes fügen Sie einen Layer mit den weltweiten Zeitzonen hinzu.
- Klicken Sie auf der Werkzeugleiste auf Layer hinzufügen.
Der Bereich Layer hinzufügen wird geöffnet.
- Suchen Sie im Bereich Layer hinzufügen nach Time Zones. Klicken Sie in der Liste der Suchergebnisse für den Layer Time Zones auf die Schaltfläche Hinzufügen.
- Schließen Sie den Bereich Layer hinzufügen.
Der Layer Time Zones ist der Karte nun hinzugefügt.
- Zoomen Sie die Karte auf China. Klicken Sie auf die Karte, um das Informations-Pop-up zu öffnen.
Gemäß Pop-up ist China Normalzeit 8 Stunden vor Greenwich Mean Time. Dies bedeutet, wenn es in Greenwich, England, 12:00 Uhr ist, ist es in Peking, China, 20:00 Uhr. Zwar ist es in gewisser Weise praktisch, wenn das ganze Land eine Standardzeit nutzt, es kann die Menschen in unterschiedlichen Teilen des Landes aber vor Herausforderungen stellen, wenn sie das Tageslicht optimal nutzen möchten. Als Nächstes verwenden Sie das Werkzeug "Tageslicht", um den Unterschied der Stunden mit Tageslicht zwischen dem Osten und dem Westen von China zu vergleichen.
- Schließen Sie das Pop-up.
- Klicken Sie auf der Werkzeugleiste auf der linken Bildschirmseite auf die Schaltfläche Werkzeug "Tageslicht" öffnen.
Der Bereich Tageslicht wird angezeigt. Mit diesem Werkzeug können Sie realistische Szenen unter Anzeige von Tageslicht und Schatten modellieren, indem Sie den Zeitpunkt, den Tag des Jahres, das Vorhandensein von Schatten auf der Karte und die Position der Sonne nach Datum und Uhrzeit anpassen.
- Ziehen Sie den Zeitschieberegler im Bereich Tageslicht auf 18:00 Uhr.
Die Karte zeigt nun die Position der Sonne um 18:00 Uhr Ortszeit an. Im Osten von China ist es um 18:00 Uhr bereits dunkel, der Westen von China hat noch Tageslicht.
- Verwenden Sie im Bereich "Tageslicht" den Zeitschieberegler, um die folgende Frage zu beantworten: Wie viele Stunden liegen etwa zwischen dem Sonnenaufgang im Osten und im Westen von China?
Jahreszeitliche Veränderungen erkunden
Neben der Drehung um die eigene Achse umkreist die Erde auch die Sonne. Die dabei auftretende Neigung ist der Auslöser für die Jahreszeiten. An den Polen sind die jahreszeitlichen Veränderungen extrem: Sie reichen von 24 Stunden mit vollem Sonnenlicht und relativ mildem Wetter bis hin zu 24 Stunden völliger Dunkelheit, Kälte und Schnee. In Äquatornähe sind diese Variationen geringer ausgeprägt und möglicherweise kaum merklich. Sie erkunden diese Veränderungen mit MapMaker.
- Klicken Sie oben links auf die Schaltfläche Suche öffnen.
- Geben Sie für Adresse oder Ort suchen den Text Longyearbyen, Svalbard ein, und drücken Sie die Eingabetaste.
Die Karte zoomt auf Longyearbyen, eine Stadt auf Spitzbergen in Norwegen. Dieser Ort ist eine der nördlichsten Siedlungen der Erde. Aufgrund der Neigung der Erde gibt es in Longyearbyen zwischen Ende Oktober und Anfang Februar kaum bis kein Tageslicht.
- Schließen Sie das Fenster Suchergebnis, verkleinern Sie dann die Ansicht, bis Sie ganz Spitzbergen und den Nordpol sehen können.
- Legen Sie im Bereich "Tageslicht" im Kalender das Datum der Wintersonnenwende, also den 21. Dezember, fest. Ziehen Sie den Zeitschieberegler von 00:00 Uhr auf 23:59 Uhr.
Was fällt Ihnen bei der Tageslichtmenge am Nordpol auf? Und wie verhält es sich am Südpol?
- Legen Sie im Bereich "Tageslicht" im Kalender das Datum der Sommersonnenwende, also den 21. Juni, fest.
Die Sommersonnenwende ist auf der Nordhalbkugel die kürzeste Nacht des Jahres.
Was fällt Ihnen bei der Tageslichtmenge am Nordpol auf? Und wie verhält es sich am Südpol?
- Ziehen Sie den Zeitschieberegler im Bereich "Tageslicht" auf 00:00 Uhr, und klicken Sie dann auf die Schaltfläche Sonne und Schatten im Jahresverlauf animieren.
In einer Animation wird der Sonnenstand im Verlauf der 12 Monate des Jahres jeweils für den gleichen Tag des Monats angezeigt.
- Klicken Sie nach der Wiedergabe der Animation erneut auf die Schaltfläche Sonne und Schatten im Jahresverlauf animieren, um die Animation anzuhalten.
Wetter in 3D modellieren
Abschließend modellieren Sie Sonnenlicht und Wetter für die Stadt Minneapolis in Minnesota im Verlauf eines Tages. Mit der 3D-Grundkarte Topographic können Sie modellieren, wie sich Gebäudeschatten auf die Umgebung auswirken, wie die Straßenbedingungen aussehen könnten und vieles andere mehr.
- Klicken Sie oben links in der Karte auf die Schaltfläche "Suchen" öffnen. Suchen Sie nach Minneapolis, Minnesota, und drücken Sie die Eingabetaste.
- Schließen Sie das Pop-up Suchergebnis.
- Klicken Sie auf der Werkzeugleiste auf die Schaltfläche Grundkarten. Wählen Sie im Bereich Grundkarten die Grundkarte 3D Buildings aus.
- Schließen Sie den Bereich Grundkarten.
- Zoomen Sie auf die Innenstadt von Minneapolis, bis 3D-Gebäude auf der Karte angezeigt werden.
- Halten Sie die rechte Maustaste gedrückt, und ziehen Sie die Karte, um sie zu neigen. Neigen Sie die Karte, bis Sie die Gebäude so sehen, als würden Sie in einem Hubschrauber um sie herumfliegen.
- Öffnen Sie ggf. den Bereich Tageslicht erneut.
- Legen Sie im Bereich "Tageslicht" im Kalender das Datum der Frühlingssonnenwende – also den 19. März – fest, und legen Sie mit dem Zeitschieberegler die Uhrzeit auf 07:30 Uhr fest.
Was fällt Ihnen bei den Schatten der Gebäude auf? In welchem Winkel steht die Sonne, sodass diese Schatten entstehen?
- Klicken Sie auf der Werkzeugleiste auf der linken Bildschirmseite auf die Schaltfläche Wettersimulation öffnen.
- Klicken Sie im Bereich Wetter auf Regnerisch.
Hinweis:
Falls kein Regen angezeigt wird, zoomen Sie näher heran, oder drehen Sie die Karte stärker.
- Ziehen Sie im Bereich Wetter den Schieberegler für die Wolkendecke nach rechts, um die Anzahl der Wolken am Himmel zu erhöhen.
- Ziehen Sie den Schieberegler für den Niederschlag nach rechts, um die Regenmenge zu erhöhen.
- Ändern Sie das Wetter zu Schneefall.
Die Möglichkeit, die Unterschiede beim Tageslicht im Zeitverlauf zu erkunden, verhilft uns zu einem besseren Verständnis der jahreszeitlichen Unterschiede an unterschiedlichen Orten der Erde. Ebenso kann uns die Darstellung der Variationen bei den Wetterbedingungen dabei helfen, uns auf die Zukunft vorzubereiten oder die Umweltbedingungen bei Ereignissen in der Vergangenheit zu verstehen.
Weitere Lernprogramme finden Sie in der Lernprogrammgalerie.
