Deklination (Geographie)

Begriff und Bedeutung

Die Deklination, auch Missweisung oder Ortsmissweisung genannt, ist der Winkelunterschied zwischen der Nordrichtung, die ein Magnetkompass anzeigt, und der geographischen Nordrichtung. In der Navigation muss sie berücksichtigt werden, wenn eine Richtung oder ein Kurs genau bestimmt werden soll.

Mathematisch ist die Deklination an einem Punkt der Erdoberfläche die Winkeldifferenz zwischen der Projektion des magnetischen Feldlinienvektors auf die Horizontebene und dem Meridianvektor; beide Vektoren werden nach Norden gerichtet. Liegt magnetisch Nord westlich von geographisch Nord, ist die Deklination westlich und wird negativ gezählt. Liegt magnetisch Nord östlich, ist sie östlich und wird positiv gezählt.

Im deutschsprachigen Raum betrug die Deklination 2010 etwa ein bis vier Grad Ost und nahm jährlich um etwa sechs bis acht Winkelminuten nach Osten zu. Für viele Orientierungsaufgaben, etwa beim Wandern, kann dieser geringe Wert vernachlässigt werden. Bei höheren Genauigkeitsansprüchen oder in Gebieten mit größerer Deklination, beispielsweise in Kanada, den USA, Südafrika und Neuseeland, wo sie bis zu 20° und mehr erreicht, muss sie einbezogen werden.

Erdmagnetfeld, Pole und örtliche Abweichungen

Der geographische Nordpol ist durch die Rotationsachse der Erde definiert. Er liegt an einem der beiden Punkte, an denen die Erdachse durch die Erdoberfläche tritt. Der arktische Magnetpol ist dagegen die Region, in der das Erdmagnetfeld senkrecht in die Erde eintritt. Er liegt in der kanadischen Arktis, war 2005 etwa 800 km vom geographischen Nordpol entfernt und verlagert sich jährlich um mehrere zehn Kilometer. Nach der magnetischen Polarität ist der arktische Magnetpol ein Südpol.

Die Lage des Magnetpols bestimmt jedoch nicht unmittelbar die Richtung der Kompassnadel. Bei einem einfachen Stabmagneten kann man sich Pole als gedachte Anziehungszentren vorstellen. Solche einzelnen Pole existieren nicht wirklich, können aber zur näherungsweisen mathematischen Beschreibung des äußeren Magnetfeldes verwendet werden. Die Pole des Erdmagnetfeldes sind hingegen lediglich Orte an der Erdoberfläche, an denen das Feld senkrecht steht. Das Erdmagnetfeld entsteht in einer ausgedehnten Region des äußeren Erdkerns und nicht an diesen Polen.

Das reale Erdmagnetfeld ist unregelmäßig und nur annähernd dipolartig. Seine Feldlinien verlaufen keineswegs einfach vom antarktischen zum arktischen Magnetpol. Sie entspringen tief im Erdinneren der Südhalbkugel, treten südlich des magnetischen Äquators aus der Erdoberfläche aus und treten über die Nordhalbkugel verteilt wieder in die Erde ein.

Deshalb folgt ein Weg, bei dem man stets der örtlichen Kompassrichtung folgt, im Allgemeinen einem gekrümmten magnetischen Meridian und nicht einer geraden Linie zum geographischen oder magnetischen Nordpol. Selbst auf dem Meridian 133° West, auf dem Magnetpol und geographischer Pol scheinbar in derselben Richtung liegen, beträgt die Deklination am Äquator und in gemäßigten nördlichen Breiten im Pazifik vor der nordamerikanischen Küste zwischen 10° und 20° und nimmt zum Pol hin noch deutlich zu. Ein dargestellter magnetischer Meridian kann diesen Längengrad unter einem Winkel von gut 10° schneiden, zunächst östlich am Magnetpol vorbeiführen und erst nach einer Kurve in ihm enden.

Im deutschsprachigen Raum zielen die örtlichen magnetischen Meridiane knapp östlich des geographischen Pols; die Deklination beträgt daher einige Grad Ost. Die Meridiane verlaufen zunächst fast geradlinig und schwenken erst nach dem geographischen Pol in Richtung des Magnetpols um.

Zeitliche Veränderlichkeit

Der Hauptteil des Erdmagnetfeldes wird durch Konvektionsströmungen im Erdkern erzeugt. Weil sich diese Vorgänge sehr langsam verändern, ändert sich auch die Deklination langsam. Diese sogenannten säkularen Änderungen spielen sich auf Zeitskalen von einigen Jahren bis zu einigen Millionen Jahren ab. In Europa zeigt sich dies gegenwärtig vor allem in einer Westdrift der Isogonen von mehr als 20 km pro Jahr. Isogonen sind Linien, die Orte gleicher Deklination verbinden. Die Veränderung kann nur für wenige Jahre näherungsweise vorhergesagt werden.

Für München betrug die Deklination um 1841 fast 17° West. Seitdem nahm sie kontinuierlich östlichere Werte an: Ende der 1980er Jahre erreichte sie 0°, 2014 betrug sie gut 3° Ost, 2021 rund 4° Ost. Sie nimmt dort jährlich um 9,7 Bogenminuten zu.

Kleinere Anteile des Erdmagnetfeldes stammen aus der Magnetosphäre und der elektrisch leitfähigen E-Schicht der Ionosphäre. Diese Anteile verändern sich auf Zeitskalen von Sekundenbruchteilen bis zu einigen Jahren und stehen besonders mit dem Sonnenwind in Wechselwirkung. Dadurch entsteht unter anderem ein leichter Tagesgang der Deklination.

An magnetisch ruhigen Tagen folgt dieser Tagesgang einem im Einzelfall nicht exakt vorhersagbaren, im Mittel aber typischen Muster. In nördlichen Breiten erreicht die Deklination typischerweise gegen 8 oder 9 Uhr Ortszeit ein östliches Maximum; gegen 13 oder 14 Uhr folgt ein westlicher Extremstand. Danach driftet sie nachmittags und nachts langsam wieder nach Osten. In südlichen Breiten liegt das westliche Maximum am Vormittag und das östliche am Nachmittag. Die Schwankung ist im Sommer größer als im Winter und nahe einem magnetischen Pol größer als am Äquator. In Deutschland beträgt sie im Winter typischerweise etwa 4 Bogenminuten, an heißen Sommertagen etwa 8 bis 10 Bogenminuten. Während eines magnetischen Sturms kann sie in Polnähe um 30° und mehr, in gemäßigten Breiten bis zu etwa 2° schwanken.

Ermittlung und Genauigkeit

Deklinationen für Isogonenkarten und Deklinationsrechner werden in der Regel aus mathematischen Magnetfeldmodellen gewonnen. Grundlage sind Satellitenerkundungen und weltweite Messungen von etwa 200 geomagnetischen Observatorien. So lässt sich die Deklination auch für Orte und in begrenztem Rahmen für Zeiten bestimmen, für die keine unmittelbaren Messungen vorliegen.

Wichtige Modelle sind das International Geomagnetic Reference Field (IGRF) und das World Magnetic Model (WMM). Sie beschreiben vor allem die großräumige Feldverteilung, die aus dem Erdkern stammt. Kleinräumige Magnetfeldstrukturen der Erdkruste werden nicht berücksichtigt. Deshalb können örtliche Abweichungen von bis zu einigen Grad auftreten, besonders an Land, über Kontinentalrändern sowie über Tiefseebergen, Meeresrücken und Meeressäumen beziehungsweise -gräben. In Einzelfällen können lokale geologische Strukturen Abweichungen von 10° und mehr gegenüber dem globalen Modell verursachen. Auf See stimmen die Modelle in der Regel mit einer Streuung von etwa 0,5° mit den Messungen überein. Tagesgang und magnetische Stürme sind ebenfalls nicht enthalten. Die Modelle werden grundsätzlich nur alle fünf Jahre neu gefasst; die Zwischenzeit wird über Änderungsraten abgedeckt.

Ist die Deklination am eigenen Standort unbekannt oder nicht genau genug, kann sie annähernd selbst bestimmt werden. Dazu vergleicht man die mit einem präzisen Kompass gemessene Peilrichtung zu einem möglichst weit entfernten Ziel mit der geographischen Richtung zu diesem Ziel, die beispielsweise aus einer Karte stammt. Die Winkeldifferenz umfasst neben der Deklination möglicherweise auch die Ablenkung der Nadel durch lokale magnetische Störungen, die sogenannte Deviation. Für eine reine Deklinationsbestimmung muss die unmittelbare Umgebung frei von solchen Störungen sein. Die Genauigkeit hängt außerdem vom Kompass und von der Durchführung der Peilung ab. Die tatsächliche räumliche Verteilung kann nur durch Messungen erfasst werden; geeignete magnetische Observatorien messen die Deklination mit einer Genauigkeit bis zu 5 Bogensekunden.

Umrechnung, Karten und verwandte Begriffe

Für die Kursumwandlung gilt die Merkregel: „Vom Falschen zum Wahren mit dem wahren Vorzeichen, vom Wahren zum Falschen mit dem falschen Vorzeichen.“ Eine „wahre“ Richtung bezieht sich auf geographisch Nord, eine „falsche“ Richtung auf magnetisch Nord. Wird eine magnetische Richtungsangabe in eine geographische Richtung umgewandelt, addiert man die Deklination mit ihrem angegebenen Vorzeichen. Wird eine geographische Richtung in eine magnetische umgewandelt, addiert man die Deklination mit umgekehrtem Vorzeichen.

Zur Navigation werden örtliche Deklinationen in Isogonenkarten dargestellt. Auf amtlichen Seekarten und den meisten topographischen Karten ist außerdem ein für das Gebiet repräsentativer Zahlenwert angegeben. In der Luftfahrt heißt die Deklination auch Variation (VAR) und wird auf Luftfahrtkarten aus den Isogonen abgelesen.

Die Deklination beeinflusst auch Landebahnkennungen. Diese werden gewöhnlich aus den auf magnetisch Nord bezogenen Bahnrichtungen abgeleitet: Die Gradzahl wird durch zehn geteilt und auf eine ganze Zahl gerundet. Eine Bahn mit der Kennung 04/22 verläuft beispielsweise in Richtung 40° beziehungsweise 220° in der Gegenrichtung. Durch die säkulare Änderung driftet magnetisch Nord langfristig nach Osten, sodass die zugehörige Gradzahl kleiner werden kann. Deshalb wurde die Landebahn des Flughafens Salzburg am 23. August 2012 von 16/34 auf 15/33 umbenannt; auch die Landebahn 02/20 des Flugplatzes Wilhelmshaven wurde entsprechend angepasst.

Die Meridiankonvergenz ist der Winkel zwischen geographisch Nord und Gitternord. Gitternord ergibt sich aus den Gitterlinien einer Karte; mit geographisch Nord stimmt er nur am Hauptmeridian überein. Die Nadelabweichung, englisch grivation, ist der Winkel zwischen Gitternord und magnetisch Nord. Es gilt: Nadelabweichung = magnetische Deklination – Meridiankonvergenz. Dabei müssen die Vorzeichen und die jeweiligen Richtungen beachtet werden. Die Deviation oder Ablenkung ist der Winkel zwischen magnetisch Nord und der durch lokale Störfelder abgelenkten realen Magnetnadel. Die Inklination bezeichnet den Winkel, mit dem die Feldlinien durch die Erdoberfläche treten.