Nullmeridian

Definition und geografische Längen

Der Nullmeridian ist der Meridian, von dem aus die geografische Länge nach Osten und Westen gezählt wird. Ein Meridian ist ein im rechten Winkel zum Erdäquator stehender und von Nord- zu Südpol verlaufender Halbkreis. Die Festlegung eines Nullmeridians ist grundsätzlich willkürlich und benötigt daher eine internationale Vereinbarung.

Der heute weltweit gebräuchliche Nullmeridian wurde 1884 in die Meridianebene der Londoner Sternwarte Greenwich gelegt und wird deshalb auch Greenwich-Meridian genannt. Vereinbarungsgemäß werden Längen nach Osten, also im Sinne der Erdrotation, positiv von 0° bis +180° gezählt; Längen nach Westen werden negativ von 0° bis −180° gezählt. Üblicher sind die Bezeichnungen 0–180° Ost und 0–180° West. Als Abkürzungen dienen O beziehungsweise E für Osten sowie W für Westen. E steht für das englische „East“ beziehungsweise französische „Est“ und soll teilweise eine Verwechslung mit der Ziffer 0 verhindern. In der Westhemisphäre, besonders in den USA, wird entgegen der internationalen Norm auch westwärts von 0° bis 360° gezählt.

Auswahl und internationale Vereinheitlichung

Vor 1884 besaßen viele europäische Länder eigene Nullmeridiane, meist durch ihre Hauptstadt oder deren Sternwarte. Der zunehmende internationale Reiseverkehr, insbesondere die Eisenbahn, machte ein einheitliches Koordinaten- und Zeitsystem notwendig. Fahrpläne konnten nicht zuverlässig mit den unterschiedlichen örtlichen Sonnenzeiten der Städte erstellt werden; außerdem wurde eine genaue internationale Zeit benötigt.

Auf der Internationalen Meridian-Konferenz in Washington, D.C., mit Vertretern aus 25 Nationen wurde am 13. Oktober 1884 der durch Greenwich verlaufende Meridian als Grundlage des internationalen Koordinatensystems eingeführt. Diskutiert wurden vor allem fünf Möglichkeiten: der Pariser Meridian des Observatoriums von Paris bei 2° 20′ 14.025″ östlich von Greenwich, der Ferro-Meridian auf der Kanareninsel Ferro (heute El Hierro) bei 17° 40′ West, ein Meridian bei den Azoren bei etwa 28° 0′ West, ein Meridian im Pazifik bei heute 180° sowie der bereits auf modernen Seekarten häufig verwendete Greenwich-Meridian.

Der Pariser Meridian erhielt keine Mehrheit. Der Ferro-Meridian galt wegen seiner einige Jahrzehnte zuvor erfolgten Festlegung auf genau 20° westlich von Paris als französisch beeinflusst. Die Azoren und die Beringstraße schieden unter anderem aus, weil es dort kein Observatorium und damals keine telegrafische Verbindung zur übrigen Welt gab. Greenwich setzte sich mit großer Mehrheit durch; Frankreich enthielt sich der Stimme.

Lage, Erdmodelle und Verlauf

Die historische Markierung des Nullmeridians am Greenwich-Observatorium liegt nicht exakt auf der geografischen Länge 0°. Der tatsächliche Nullmeridian verläuft 102,5 Meter östlich davon durch den Greenwich-Park. Die Markierung liegt daher bei (−)0,001475° beziehungsweise 0° 0′ 5,31″ West.

Stephen Malys und andere vermuteten 2015, dass eine durch Gravitationsanomalien verursachte Lotstörung bei der Festlegung der astronomischen Bezugspunkte im Jahr 1884 zu diesem Messfehler führte. Das Passageninstrument war trotz präziser Beobachtungen nicht exakt vertikal ausgerichtet. Die heute in Greenwich messbare Lotabweichung stützt diese Erklärung. Der Meridian hat sich demnach nicht seit 1884 verschoben; vielmehr war die markierte Linie schon bei ihrer Festlegung ungenau.

Im Geodätischen Referenzsystem 1980, im World Geodetic System 1984 und im Europäischen Terrestrischen Referenzsystem 1989 ist der Nullmeridian nicht mehr fest an die Erdoberfläche gebunden. Er ist ein modelliertes geodätisches Datum. Dadurch werden berücksichtigt, dass Meridiane wegen Gezeitenkräften, Polbewegung und Kontinentaldrift gegenüber den Landmassen nicht vollständig ortsfest sind.

Der Nullmeridian durchquert auf dem Landgebiet acht heutige Staaten: das Vereinigte Königreich (319 km), Frankreich (735 km), Spanien (336 km), Algerien (1555 km), Mali (760 km), Burkina Faso (430 km), Togo (39 km) und Ghana (569 km). In der staatenlosen Antarktis verläuft er durch das Neuschwabenland und weiter südlich durch das Königin-Maud-Land; auf dem Festland der Antarktis beträgt seine Weglänge 2331 km. Zusätzlich durchquert er das Nordpolarmeer (3217 km), die Nordsee (977 km), das Mittelmeer (424 km), den Voltastausee in Ghana (78 km) und den Atlantischen Ozean einschließlich Südpolarmeer (8278 km).

Antimeridian, Datum und Zeit

Die Länge des Nullmeridians beträgt, über die Pole gemessen, die Hälfte des Erdumfangs des internationalen Erdellipsoids: 20.003,9 km. Zusammen mit dem gegenüberliegenden Antimeridian bildet er einen Großkreis. Der Antimeridian liegt bei 180° und schneidet beispielsweise die Wrangelinsel. Die Datumsgrenze verläuft teilweise, besonders nahe den Polen und nördlich des Äquators, auf 180° Greenwich. Von dieser Linie gibt es Abweichungen und Ausnahmen in der Beringstraße, bei den Aleuten, in Kiribati, bei den Fidschi-Inseln, Tuvalu, Tonga sowie bei den zu Neuseeland gehörenden Kermadec- und Chathaminseln.

Die mittlere Ortszeit des Nullmeridians diente als Grundlage der Weltzeit GMT (Greenwich Mean Time). GMT wurde 1972 durch die koordinierte Weltzeit UTC abgelöst. UTC orientiert sich nicht mehr an einer Ortszeit, sondern koordiniert die kontinuierliche Atomzeit mit der astronomisch bestimmten Universal Time, die Unregelmäßigkeiten der Erdrotation und Sonnenstände berücksichtigt. Der Abgleich erfolgt durch Schaltsekunden. Deshalb beträgt die Differenz zwischen mittlerer Ortszeit am Nullmeridian und UTC heute nicht genau null.

Historische und planetare Bezugssysteme

Historisch wurden Bezugslinien mehrfach verlegt. Hipparch von Nikaia (190–120 v. Chr.) teilte die Welt erstmals in geografische Längen und Breiten ein und bezog sie auf Rhodos. In der Antike verwendeten die Perser den Meridian der heutigen Stadt Nimrus im heutigen Afghanistan. Claudius Ptolemaeus verlegte den Bezugsmeridian um 150 an die westliche Grenze der bekannten Welt, nach El Hierro beziehungsweise Ferro auf den Kanaren; der Ferro-Meridian wurde bis ins 20. Jahrhundert verwendet. Arabische Astronomen bezogen den Nullmeridian zunächst auf die Westspitze Afrikas und ab 1075 auf einen Meridian 10° westlich von Bagdad.

Weitere Bezugssysteme entstanden unter anderem nach der Entdeckung der Azoren und Amerikas. Die Prutenischen Tafeln von Erasmus Reinhold verwendeten 1551 Königsberg als Nullmeridian. 1634 ordnete Ludwig XIII. den Ferro-Meridian an. Ab 1718 galt in Frankreich der Meridian von Paris, ab 1738 in England der Greenwich-Meridian. Im 19. Jahrhundert verwendete Philippe Vandermaelen einen Meridian durch Brüssel. Italienische Militärkarten nutzten von 1870 bis 1974 den Meridian von Rom durch den Torre des Meridiano auf dem Monte Mario. Deutschland übernahm Greenwich 1885, Frankreich etwa 1900; Österreich-Ungarn verwendete Greenwich bis 1918 parallel zum Ferro-Meridian. Seit den 1980er Jahren sind Nullmeridian, Äquator sowie Nord- und Südpol nicht mehr an feste Punkte der Erdoberfläche gebunden, sondern an ein Referenzellipsoid.

Auch andere Himmelskörper besitzen definierte Nullmeridiane. Der heliografische Nullmeridian der Sonne, auch Carringtonscher Nullmeridian, wurde am 1. Januar 1854 um 12 Uhr Weltzeit festgelegt und dient zur Bestimmung der heliografischen Koordinaten von Sonnenflecken. Auf dem Mond verläuft der selenografische Nullmeridian durch die Mondmitte, den Punkt, der im Mittel eines 18½-jährigen Zeitraums zum Erdmittelpunkt weist; er liegt in der Nähe des Kraters Bruce im Sinus Medii. Auf der Venus führt er durch den Zentralberg des Kraters Ariadne, auf dem Mars durch den kleinen Krater Airy-0 und auf Ceres durch den Einschlagkrater Kait.

Für Jupiter und Saturn gibt es wegen fehlender vergleichbarer Landstrukturen verschiedene Bezugssysteme, etwa anhand von Atmosphäre oder Magnetosphäre. Der Saturnmond Titan hat wegen seiner gebundenen Rotation einen Nullmeridian in der Mitte der stets zum Planeten gerichteten Seite. Beim Pluto weist der Nullmeridian in Richtung seines größten Mondes Charon; umgekehrt zeigt der Nullmeridian Charons in Richtung Pluto. Pluto und Charon sind die bisher einzigen bekannten Körper im Sonnensystem mit doppelt gebundener Rotation.