Die Sonnenuhr auf der Rheinuferpromenade
Das Licht. Die Zeit. Der Ort. Der Heimatverein Düsseldorfer Jonges e.V. hat seit der Gründung 1932 eine Vielzahl sichtbarer Zeichen im öffentlichen Raum geschaffen und an die Stadt Düsseldorf als Geschenk übergeben. Anlässlich des 75jährigen Jubiläums schenkten die Jonges ihrer Stadt am Rheinufer an der Altstadt eine Sonnenuhr. Am 1. Dezember 2007 nahm Oberbürgermeister Joachim Erwin im Namen der Stadt das Werk offiziell in Besitz.
Nachdem der Geschäftsführende Vorstand des Vereins die Idee der Sonnenuhr als Jubiläumsgeschenk beschlossen und der Gesamtvorstand und die Versammlung der Tischbaase das Vorhaben mit großer Sympathie und ungeteilter Zustimmung angenommen hatte, wurden die Grundzüge der Umsetzung mit der Stadt Düsseldorf besprochen. Der Standort einer Sonnenuhr muss naturgemäß bestimmte Voraussetzungen erfüllen.
Nach Abwägung einiger Möglichkeiten wurde die Wiese neben der Reuterkaserne am Joseph-Beuys-Ufer ausgewählt. Nah am Herzen der Altstadt gelegen und unmittelbar am Rhein, erfüllte diese Fläche mit ihrer annähernden Nord-Süd-Ausrichtung alle Bedingungen. Erste Entwürfe wurden gefertigt. Grundforderung war, dass die Sonnenuhr in ihrer Dimension die Aufmerksamkeit des Betrachters wecken und sich dabei harmonisch in die Umgebung einfügen solle. Mit großer Unterstützung seitens der Stadt Düsseldorf und besonders durch Oberbürgermeister Joachim Erwin wurde das Projekt konkretisiert.
Projektteam mit vielen Helfern
Mit der erarbeiteten Grundlage galt es, Unterstützung bei der Realisierung zu finden. Nachfolgende Unternehmen bildeten aufgrund ihrer großzügigen Mitwirkung das Projektteam: Schmolz + Bickenbach AG für den Edelstahl, Ed. Züblin AG, Direktion NRW, für den Tiefbau, Schüßler-Plan Consult für die Statik, Dr. Robert Blinken, Rolf Töpfer und Horst Mühlmann für die Vermessung, Wolfgang Frett für die baubegleitende Architektur, die Stadt Düsseldorf für Koordinierungsaufgaben, Neuss-Düsseldorfer Häfen GmbH & Co. KG für Baustoffe, Victoria Versicherungs-Gesellschaften. Finanziell wurde das Projekt unterstützt von folgenden Firmen: Amand GmbH & Co. KG, Lichttechnik H. Hessling, Firmengruppe Brück, Metro AG, Deutsche Bank AG, Heinz Schmöle Stiftung, Klüh Service Management, Stadtsparkasse Düsseldorf. Nicht nur die technische und rechtliche Realisierung des Vorhabens wurde in diesem Team besprochen, sondern auch die wirtschaftliche Unterstützung zur bescheidenen Vorgabe aus dem Jonges-Haushalt. Nachvollziehbar ist bei einem solchen Vorhaben, dass eine Vielzahl von Zwangspunkten zu berücksichtigen sind. Im Laufe der Erörterungen wurden diese definiert, geklärt und berücksichtigt. Ausschließlich lösungsorientiert wurde das Projekt Sonnenuhr realisiert. Als astronomisches Instrument ist die Sonnenuhr ein technischwissenschaftliches Objekt. Die Wahl des Materials Edelstahl und die räumliche Gestaltung und Anordnung soll harmonisch und leicht im Umfeld wirken. Die gewählte Anordnung der einzelnen Elemente soll ansprechen und aufrufen, sich mit dem Thema Sonnenuhr zu beschäftigen; eine Erläuterungstafel soll hierzu notwendige Informationen vermitteln. Die etwa 1.000 Quadratmeter große Fläche, in deren Einzugsgebiet die Sonnenuhr aufgestellt wurde, soll auch einen Aufenthaltsort darstellen fürs Verweilen. Dank der Stadt darf sich dieser Bereich „Platz der Düsseldorfer Jonges“ nennen, eine symbolische Darstellung des engen Verhältnisses zwischen unserem Heimatverein und Düsseldorf.
Von der Idee zum Entwurf
Die Idee zur Errichtung einer Sonnenuhr entwickelte Rolf Töpfer. Er hat an der Universität Bonn Geodäsie studiert und dabei unter anderem die Verfahren der astronomischen Ortsbestimmung erlernt. So befasste er sich seit Mitte der siebziger Jahre mit Sonnenuhren. Bei der Realisierung der Jonges-Sonnenuhr war ihm bei seinen ersten Entwürfen das Material, die Dimensionierung und das harmonische Einpassen in das umgebende Landschaftsbild von vordergründiger Bedeutung. Bei der Wahl des zu verwendenden Materials war die Korrespondenz zu der Energiepyramide am Rheinturm mit entscheidend. Dieses von den Stadtwerken gestiftete technische Kunstwerk im Süden der Rheinpromenade sollte an deren Nordende eine ebenso markante Entsprechung finden. So entstand die Idee, auch die Sonnenuhr in Edelstahl zu errichten. Bei der Dimensionierung sollte auch eine Beziehung zum Jubiläum der Düsseldorfer Jonges mitspielen. So entstand die Vorgabe, dass die Spitze des Schattenstabes exakt 7,50 Meter über dem Niveau der Erdverankerung des Schattenstabes und des Datumsmeridians aufragen sollte. 75 Dezimeter stehen somit für 75 Jahre Düsseldorfer Jonges. Um zu zeigen, dass das Objekt einen eindeutigen Bezug zu den Düsseldorfer Jonges hat, wurde der Kopf des Schattenstabes mit dem Wappenlogo Rot-Weiß versehen. Material und Dimensionierung sollten sich harmonisch in das umgebende Landschaftsbild einpassen. Deshalb galt es, Schattenstab, Stundenbänke und Datumsmeridian in ein ausgewogenes Verhältnis zu bringen; ebenfalls sollte die Bodenplatte des Schattenstabes angenehm das Größenverhältnis der Maßnahme abrunden. Willy Bachmann als diplomierter Mathematiker trat Rolf Töpfer bei dessen Entwürfen zur Seite, um mit ihm gemeinsam das Objekt Sonnenuhr zu realisieren. Seit 1980 konstruiert Bachmann Sonnenuhren und hat sich in Fachkreisen hohe Anerkennung erworben. Bachmann und Töpfer entwickelten aus den ersten Entwürfen ein theoretisches Modell als Grundlage für die weiteren Arbeiten. Die hierzu erforderlichen mathematischen Berechnungen erfolgten durch Bachmann, die georeferenzierten Berechnungen und die vermessungstechnische Umsetzung wurden geleistet von Töpfer und seinem Vermessungskollegen Horst Mühlmann. Hierbei galt es eine Vielzahl von Zwangsbedingungen einzuhalten, dies zum Einen theoretisch bei der Entwicklung des Objektes, zum Anderen wiederum und aktuell bei der Realisierung der Baumaßnahme vor Ort. Die Einhaltung hoher Genauigkeitsanforderungen war die Voraussetzung für das sichtbare Ergebnis.
Ausrichtung auf den Himmelspol
Der 7,50 Meter hohe Schattenwerfer (Gnomon) ist parallel zur Erdachse auf den Himmelspol (Polarstern) ausgerichtet. Entsprechend der geographischen Breite von Düsseldorf bildet er daher mit dem Horizontalebene einen Winkel von ca. 51 Grad. Auf den Stundenbänken zeigt der Schatten des Gnomons die Winterzeit (römische Ziffern) und die Sommerzeit (arabische Ziffern) in Abständen von jeweils zwei Stunden an. Wenn die Sonne im Tagesverlauf ihren höchsten Stand erreicht, fällt der Schatten auf die im Boden eingelassene Mittagslinie, die exakt in Nord-Süd-Richtung verläuft. Die Sonne steht dann „im Meridian“. Das Ende des Schattens zeigt gleichzeitig das aktuelle Datum an. Zur Ablesung sind hierfür in Abständen von jeweils zehn Tagen entsprechende Markierungen angebracht. Der 21. Juni ist der Tag mit dem kürzesten Schatten, die Sonne hat dann ihren höchsten Stand im Jahresverlauf (Sommersonnenwende). Entsprechend steht die Sonne am 21. Dezember am niedrigsten mit dem längsten Schatten (Wintersonnenwende). Der Frühlingsanfang am 21. März und der Herbstanfang am 23. September sind ebenfalls besonders gekennzeichnet. An diesen Tagen sind Tag und Nacht, also die Zeiten zwischen Sonnenauf- und -untergang, jeweils gleich lang (Tagundnachtgleichen). Die Ablesung einer Sonnenuhr erfolgt durch den Schatten eines geeignet ausgerichteten Schattenwerfers, der unabhängig von der Jahreszeit die Stunden korrekt anzeigen soll. Dies ist nur möglich, wenn der schattenwerfende Stab parallel zur Rotationsachse der Erde orientiert ist. Der Stab heißt Gnomon (aus dem Griechischen: „Erkenner“ oder „Beurteiler“). Die Gnomonik ist die Lehre von den Sonnenuhren. Die Verlängerung dieses Stabes zeigt dann exakt auf den nördlichen Himmelspol, weshalb man einen solchen Schattenstab auch „Polstab“ nennt. In der Nähe des Himmelspols, nicht genau auf diesem Punkt, befindet sich der Polarstern, der daher auf einem kaum merklichen Kreis um den Himmelspol „rotiert“. Die Winkelhöhe des Himmelspols über der Horizontebene entspricht der geographischen Breite des jeweiligen Standorts. Für die Sonnenuhr beträgt diese 51 Grad Nord. Die geographische Länge des Sonnenuhrstandorts beträgt ca. sechs Grad Ost. Entlang dieser geographischen Länge verläuft die Mittagslinie (Meridian) der Sonnenuhr. Diese Länge und auch die noch zu erläuternde Zeitgleichung sind maßgeblich für die Differenz zwischen der Wahren Ortszeit (WOZ) des Standorts und der gesetzlichen Zeit (Mitteleuropäische Zeit MEZ oder Mitteleuropäische Sommerzeit MESZ).
Stundenbänke als Zifferblatt
Der Schatten des Gnomons ist der Zeiger der Sonnenuhr, der sich im Verlauf des Tages über das Zifferblatt bewegt. Das Zifferblatt besteht aus sieben Stundenbänken, die in Intervallen von je zwei Stunden aufgestellt sind. Die Sommerzeit ist in arabischen Ziffern von 10 Uhr vormittags bis 22 Uhr abends markiert. Da die Sonne zur Sommermitte bereits gegen 21.45 Uhr untergeht, wird die 22-Uhr-Bank nicht mehr vom Stabschatten erreicht, sie dient daher nur zur Abschätzung der Zeitanzeige nach 20 Uhr. Neben den Stunden für die Sommerzeit sind auf den Bänken auch die Stunden für die Winterzeit in römischen Ziffern vermerkt; diese liegen jeweils eine Stunde „früher“, von 9 Uhr vormittags bis 21 Uhr abends. Die ersten fünf Stundenbänke von 10 bis 18 Uhr Sommerzeit sind in einer besonderen Anordnung aufgestellt: Die dem Schattenwerfer zugewandten Stirnseiten liegen entlang der sogenannten „Sommersonnenwendlinie“ vom 21. Juni. Das bedeutet, dass der Stabschatten am Tag der Sommersonnenwende die jeweilige Bankoberseite soeben streift. Die Sonne steht an den einzelnen Tagen des Jahres zur Mittagszeit unterschiedlich hoch über dem Horizont. Dies resultiert daraus, dass die Rotationsachse der Erde gegen ihre Bahnebene um 23,44 Grad „schief“ liegt und daher auf ihrer jährlichen Bahn um die Sonne täglich eine relativ andere Neigung zur Sonne annimmt. Man bezeichnet diese Neigung als Deklination der Sonne. An den Tagundnachtgleichen am 21. März und 23. September hat die Sonne den definitionsgemäßen Deklinationswert Null. Am Tag des höchsten Sonnenstandes, dem 21. Juni, dem Tag der Sommersonnenwende, beträgt die Deklination plus 23,44 Grad. Entsprechend zur Wintersonnenwende, dem 21. Dezember, beträgt die Deklination der Sonne minus 23,44 Grad. Für einen beliebigen Tag im Jahr kann man nun anhand des Standortes und der jeweiligen Deklination die maximale mittägliche Höhe der Sonne (Sonnenhöchststand) über der Horizontebene berechnen: Höhe der Sonne ist gleich 90 Grad minus geographische Breite plus Deklination der Sonne. Für den Standort der Sonnenuhr beträgt die maximale Höhe der Sonne jeweils mittags zur Sommersonnenwende 21. Juni 62,2 Grad. Tagundnachtgleiche 21. März/23. September 38,8 Grad. Wintersonnenwende 21. Dezember 15,3 Grad. Entsprechend dieser Sonnenhöhen sind auf der Mittagslinie zum jeweiligen Sonnenhöchststand die unterschiedlichen Schattenlängen des Gnomons für die einzelnen Tage des Jahres aufgetragen. Damit kann zur Mittagszeit am Ende des Stabschattens das Tagesdatum abgelesen werden. Wegen unserer Kalenderkonvention bezüglich der Einschiebung eines Schalttages (29. Februar) in den festgelegten Schaltjahren kann dabei ein Unterschied von einem Tag auftreten.
Die Zeit und die staatlichen Gesetze
Eine Sonnenuhr kann nur die durch die Erdbewegung um die Sonne bestimmte „Wahre Sonnenzeit“, auch "Wahre Ortszeit" genannt, anzeigen. Gegenüber der gesetzlichen mittleren Zeit, die sich aus gleich langen elementaren Zeitintervallen zusammensetzt, geht die Sonnenuhr im Jahresverlauf unterschiedlich vor oder nach. Diese Differenz nennt man „Zeitgleichung“. Hierfür gibt es zwei wesentliche Ursachen: Erstens, die Erde bewegt sich auf einer Ellipsenbahn um die Sonne und nicht gleichmäßig auf einer Kreisbahn. Zweitens, die Rotationsachse der Erde ist gegen ihre Bahnebene um ca. 23,44 Grad geneigt, das heißt, die Erdbahn schneidet dieÄquatorebene in diesem Winkel (Schiefe der Ekliptik). Eine dritte Ursache ist die Präzession (Kreiselbewegung) der Erdachse, die sich aber erst im Lauf der Jahrtausende bemerkbar macht. Die standortabhängige Wahre Ortszeit (WOZ) oder Wahre Sonnenzeit war in Deutschland üblich bis zum Inkrafttreten des „Reichsgesetzes betreffend die Einführung einer einheitlichen Zeitbestimmung“ am 1. April 1893. Mit diesem Tag wurde die Mitteleuropäische Zeit als Einheitszeit für ganz Deutschland festgelegt. Ein wichtiger Grund hierfür war der stark zunehmende Eisenbahnverkehr und die damit verbundene Notwendigkeit für einheitliche Zeitangaben in den Fahrplänen. Die Mitteleuropäische Zeit (MEZ) ist die Mittlere Orts- oder Sonnenzeit am 15. Längengrad östlich von Greenwich, der durch Görlitz an der Neiße verläuft. Die Mitteleuropäische Sommerzeit (MESZ) mit der um eine Stunde vorgestellten Uhrzeit für das Sommerhalbjahr wurde in Deutschland erstmals zum 30. April 1916 eingeführt. Mit mehreren Unterbrechungen wurde sie dann ab 1980 dauerhaft etabliert. Wie bestimme ich mit Hilfe der Sonnenuhr die gesetzliche Zeit MEZ oder MESZ? Die Stundenbänke sind Markierungen für volle Stunden nach der Sommer- und der Winterzeit. Diese Zeiten sind zu präzisieren: Da eine Sonnenuhr nur Wahre Ortszeiten anzeigen kann, ist die große Sonnenuhr der Düsseldorfer Jonges derart konstruiert, dass als Winterzeit die Wahre Ortszeit von Görlitz angezeigt wird, also die Wahre Ortszeit auf dem 15. östlichen Längengrad, dem Bezugsmeridian für die MEZ. Die Sommerzeit bezieht sich entsprechend auf den 30. östlichen Längengrad, dem Bezugsmeridian für die MESZ. Diese Zeitanzeige der Sonnenuhr kommt der gesetzlichen Zeit schon recht nahe, es ist aber noch der jeweilige tagesbezogene Wert der Zeitgleichung zu berücksichtigen. Dieser Differenzwert zwischen wahrer (bezogen auf die Erdbewegung) und mittlerer (gleichmäßiger) Zeit wird in Minuten angegeben; positive Werte bedeuten, dass die Sonnenuhr „vorgeht“, negative Werte bedeuten ein „Nachgehen“. Als Beispiel zur Bestimmung der gesetzlichen Zeit wählen wir den 15. September mit einer Anzeige 14 Uhr Sommerzeit auf der Sonnenuhr. Die Zeitgleichung beträgt an diesem Tag plus fünf Minuten. Also geht die Sonnenuhr fünf Minuten vor, und es ist daher erst 13.55 Uhr nach gesetzlicher Zeit. Als zweites Beispiel wählen wir den 14. Februar, zu dem der Schatten die gleiche Stundenbank für die Anzeige 13 Uhr Winterzeit trifft. An diesem Tag beträgt die Zeitgleichung minus 14 Minuten, die Sonnenuhr geht also nach. Daher ist es dann bereits 13.14 Uhr nach gesetzlicher Zeit.
Berechnungsbeispiele für Düsseldorf
In dem folgenden Berechnungsbeispiel wollen wir die Frage beantworten: Um wie viel Uhr ist in Düsseldorf Wahrer Mittag? Diese Frage ist gleichbedeutend mit den beiden folgenden Fragen: Wann steht die Sonne in Düsseldorf im Meridian? Oder: Wann steht die Sonne in Düsseldorf im Verlauf eines Tages am (Sonnenhöchststand)? Hierzu ist es erforderlich, die WOZ in MEZ oder MESZ umzurechnen. Die Umrechnung ist durch die im Jahresverlauf schwankende Zeitgleichung (siehe Kurven-Diagramm) auch abhängig vom Tagesdatum. Für die Wahre Ortszeit (WOZ) ist festgelegt, dass 12 Uhr WOZ der Wahren Mitte des Tages, also dem Wahren Mittag und damit dem Sonnenhöchststand entspricht. Wie errechnet man nun hierfür den entsprechenden Zeitpunkt in MEZ oder MESZ? Zunächst ist zu ermitteln, wie viel Zeit die Sonne zum Zurücklegen der Strecke vom Bezugsmeridian für die MEZ, also dem durch Görlitz verlaufenden 15. östlichen Längengrad bis zum Ortsmeridian in Düsseldorf benötigt. Die östliche Länge des Düsseldorfer Meridians ist sechs Grad, 46 Bogenminuten und 17 Bogensekunden, entsprechend ca. 6,77 Grad. Damit beträgt die Meridiandifferenz zu Görlitz 15 Grad minus 6,77 Grad gleich 8,23 Grad. Da die Sonne für das Durchlaufen von 360 Grad 24 Stunden oder 1.440 Minuten benötigt, benötigt sie für ein Grad genau vier Minuten. Also benötigt die Sonne für die „Strecke“ von 8,23 Grad genau 32,92 Minuten, also rund 33 Minuten. Diese Zeitdauer nennen wir im folgenden Ortszeitdifferenz. Bei Winterzeit gilt die Beziehung: MEZ ist gleich WOZ plus Ortszeitdifferenz minus Zeitgleichung, und bei Sommerzeit gilt: MESZ ist gleich WOZ plus Ortszeitdifferenz plus eine Stunde minus Zeitgleichung. Für die Bestimmung des Wahren Mittags wählen wir wieder als Beispiel den 15. September mit Sommerzeit, an dem die Zeitgleichung plus fünf Minuten beträgt. Damit erhalten wir (in Stunden, für Sommerzeit): MESZ gleich 12.00 (WOZ) plus 0.33 plus 1.00 minus 0.05 ist gleich 13.28. Also ist in Düsseldorf am 15. September um 13.28 Uhr MESZ Wahrer Mittag. Für das Beispiel 14. Februar, an dem Winterzeit gilt und an dem die Zeitgleichung minus 14 Minuten beträgt, gilt analog: MEZ gleich 12.00 (WOZ) plus 0.33 minus (minus 0.14) ist gleich 12.47. Damit ist in Düsseldorf am 14. Februar um 12.47 Uhr MEZ Wahrer Mittag.
Wahrzeichen für die Zivilisation
Eine wissenschaftlich exakte Definition der Sonnenuhr wird von der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie knapp, aber allgemein und vollständig angegeben: „Eine Sonnenuhr ist ein Instrument, das Funktionen von Sonnenkoordinaten anzeigt." Insbesondere sagt uns diese Begriffsbestimmung, dass eine Sonnenuhr kein Messinstrument, sondern ein Anzeigeinstrument ist. Die Bezeichnung „Zeitmesser“ im allgemeinen Sprachgebrauch ist also nicht korrekt. Der Zeiger einer Sonnenuhr ist grundsätzlich der Schatten eines stab- oder punktförmigen Schattenwerfers; bei Verwendung von Lochblenden oder Linsen ist der Zeiger ein Lichtfleck. Die wichtigsten Funktionen von Sonnenkoordinaten sind Uhrzeiten und Datumsangaben. Darüber hinaus ist die Anzeige von beispielsweiseSonnenwenden, Tagundnachtgleichen, Sonnenazimuten, Sonnenhöhen, Tag- und Nachtdauern, Sonnenauf- und -untergangszeiten, Stunden bis Sonnenuntergang oder die Anzeige des Wahren Mittags an anderen Orten der Erde möglich.
Die Wahrnehmung des Urmenschen
Zu Beginn der Menschheitsgeschichte war das Leben vom täglichen Kampf um das Fortbestehen gegen Hunger, Kälte und die Gefahren der Natur geprägt. Der Wechsel von Tag und Nacht wird die einzige Form der Zeiteinteilung dieser Individuen gewesen sein, die ihrem damaligen Denkvermögen entsprach. Der ewige Folge der Sonnenauf- und -untergänge bestimmte schon Millionen Jahre vorher den Lebensrhythmus der Pflanzen, Tiere und auch des Menschen. Noch bevor er irgendein Werkzeug zu verwenden wusste, bemerkte er, dass die Schatten der Bäume nach Sonnenaufgang kürzer und dann in der zweiten Tageshälfte zum Sonnenuntergang hin wieder länger wurden. Dies führte zu einer mehr oder weniger genauen Ermittlung der Mitte des Tages, des „Mittags“, dem später noch die Bedeutung des wichtigsten Maßpunktes unserer modernen Zeitrechnung zukommt. Mit dem Sesshaftwerden des Menschen und dem Beginn des Ackerbaus verlagerte sich der Schwerpunkt der Sonnenbeobachtung in erster Linie auf die Feststellung von Jahreszeiten und auf die Einteilung des Sonnenjahres. Es wurde im mittleren und nördlichen Europa lebenswichtig, den Zeitpunkt der Saat richtig zu bestimmen, oder im nordöstlichen Afrika den für die Fruchtbarkeit wichtigen Zeitpunkt des jährlich wiederkehrenden Nilhochwassers zu kennen. Je weiter der Mensch in nördlichen Breiten lebte, umso mehr wurde ihm die alljährlichen Schwankung der Längen des Tages zwischen zwei Extremen deutlich. Von einem gegebenen Standort aus sah man abhängig von der jeweiligen Länge des Tages die Sonne an unterschiedlichen Orten über dem Horizont aufgehen und unterschiedlich hoch steigen. Die Aufgangsorte der Sonne wanderten im Laufe eines Jahres über einen relativ weiten Horizontbogen, bis sich die Sonne an ihren Extremstellungen wieder wendete. Der Mensch erkannte, dass es eine Beziehung zwischen den Taglängen, also den Zeiten zwischen Sonnenauf- und -Untergang, und den festgestellten Richtungen der „Sonnenwenden“ gab. Die Mitte dazwischen bezeichnete den Tag des Jahres, an dem Tag und Nacht gleich lang sind, also die „Tagundnachtgleiche“. Diesen besonderen Zeitpunkten im Sonnenjahr maßen die Menschen unserer Frühkulturen so wichtige Bedeutung zu, dass sie hochpräzise monumentale Bauwerke errichteten, um die Richtungen der Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen deutlich festzulegen, zum Beispiel durch Steinpaare oder Tore.
Anfänge vor 7000 Jahren
Derartige kalenderastronomische Bauten oder Sonnenobservatorien als die ersten bekannten „Sonnenuhren“ im Sinne unserer Definition finden wir über ganz Europa verteilt und meist in noch recht gutem Erhaltungszustand oder in Rekonstruktion. Einige Beispiele: Das Sonnenobservatorium von Goseck in Sachsen-Anhalt, erst 1991 entdeckt; seine Bauzeit wird auf rund 4800 vor Christus geschätzt, ist also rund 7000 Jahre alt. Es bestehen „Toröffnungen“ in Richtung der Sonnenwenden. In der Nähe dieses Observatoriums in Form eines runden Erdwerkes mit 75 Metern Durchmesser und mit 2,5 Metern hohem Palisadenring wurde auch die berühmte „Himmelsscheibe von Nebra“ aufgefunden, hergestellt im Zeitraum von etwa 2100 bis 1700 vor Christus. An der megalithischen Tempelanlage Mnajdra auf Malta, erbaut um 3350 (oder um 3700?) vor Christus, beim sogenannten Sonnentempel, sind die Richtungen der Sommer- und Wintersonnenwende durch Megalithen gekennzeichnet: Die Eingangsachse entspricht der Tagundnachtgleiche.
Steine markieren die Sonnenwende
Die Steinsetzungen bzw. Menhirreihen und -felder bei Carnac und Crucuno in der Bretagne, rund 3000 bis 1800 vor Christus, sind ebenso ein Beispiel; bei der Anlage von Crucono bilden die Steine ein Rechteck, deren Diagonalen auf die Auf- und -Untergangszeiten der Sonne an den Sonnwendtagen verweisen. Stonehenge in England ist die berühmteste Steinsetzung des Neolithikums, Bauzeit zwischen 2500 und 1400 vor Christus. Neben den Sonnwendrichtungen ist ein Sonnen- und Mondkalender als „astronomische Uhr“ in das Bauwerk integriert. Die steinernen „Schiffssetzungen" im Norden Europas sind zu nennen; bekanntestes Beispiel ist das Sonnenobservatorium „Ales Stenar“ aus der Bronzezeit um 700 vor Christus, ca. 20 Kilometer südöstlich von Ystad, Schweden, an der Ostseeküste. Die Schiffsachse ist auf eine Linie Nordwest-Südost zur Anzeige des Sonnenaufgangs zur Wintersonnenwende und zum Sonnenuntergang zur Sommersonnenwende ausgerichtet. Mit der Bronzezeit bis ca. 700 vor Christus ging in Europa die Blütezeit der kalenderastronomischen Bauwerke zu Ende. Mit den aufkommenden Hochkulturen des Altertums in Ägyten, Mesopotamien (Babylon), Industal, China, Griechenland und Rom verbreiteten sich die Sonnenuhren über alle Kulturkreise. Eine dahinterstehende Theorie gab es jedoch nur in Griechenland und Rom; aus der griechisch-römischen Antike sind viele Arten von Sonnenuhren bekannt und noch heute vorhanden. Der Schwerpunkt der Zeiteinteilung verlagerte sich im Altertum von der ursprünglich jahreszeitlichen auf eine tageszeitliche Betrachtung. Der Schatten eines Gnomons diente fortan als Zeiger für eine Sonnenuhr. Der Begriff stammt aus dem Griechischen mit der Bedeutung „Erkenner“, „Beurteiler“ oder auch „Richtschnur“. Nach Herodot sollen die Griechen den Gnomon von den Babyloniern übernommen haben. Ursprünglich war der Gnomon ein einfaches Beobachtungsinstrument und sehr altes Messgerät der Astronomie, mit dessen Schattenlänge der Höhenwinkel der Sonne abgelesen und somit auch die Mittagslinie (Meridian) mit den Jahrespunkten der Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen, die Himmelrichtungen und indirekt auch die Schiefe der Ekliptik bestimmt werden konnten.
Pionierleistungen bei den Pharaonen
In altägyptischen Papyrustexten wird berichtet, dass man sich bereits um 1450 vor Christus, also noch in der Entstehungszeit von Stonehenge, für Zeitmessung und Kalenderwesen des Gnomons vornehmlich in der Form des Obelisken bediente. Der Pharao Thutmosis III (1501 bis 1448 vor Christus) war sogar im Besitz einer Reisesonnenuhr, über deren Aussehen der Papyrus zwar nichts andeutet, von der aber angenommen werden kann, dass sie einer aus seiner Zeit in Ägypten aufgefundenen Sonnenuhr ähnlich war. Diese Sonnenuhr gilt als die älteste bekannte Sonnenuhr mit Stundenangaben überhaupt. Die ältesten in Deutschland aufgefundenen Sonnenuhren mit Stundenanzeigen sind ca. 2000 Jahre alte römische Hohlhalbkugel-Sonnenuhren, sogenannte „Skaphen“ aus Stein mit waagerechtem Gnomon aus der Zeit der Römer in Deutschland. Diese Sonnenuhren zeigten üblicherweise die Temporalstunden, mit denen der lichte Tag in 12 Teile eingeteilt wurde. Die Stundenzählung begann mit der ersten Stunde nach Sonnenaufgang, den Mittag markierte das Ende der sechsten Stunde (Sexta, noch heute ist die „Siesta“ im Mittelmeerraum ein Begriff) und endete mit der zwölften Stunde bei Sonnenuntergang. Da die Sonne jeden Tag unterschiedlich lang am Himmel stand, waren diese Stunden abhängig von der Jahreszeit unterschiedlich lang - im Winter kürzer und im Sommerhalbjahr länger als die später bei uns in Mitteleuropa üblichen gleich langen Stunden oder auch Äquinoktialstunden. Aus der Zeit der Römer stammt auch die älteste in Deutschland bekannte Darstellung eines Menschen mit einer Sonnenuhr. Auf einer im Rheinischen Landesmuseum ausgestellten Mosaikwand der Römerstadt Trier (gegründet 15 vor Christus) befindet sich ein Greis, der in den Händen eine Sonnenuhr mit zwölf erkennbaren Stundenlinien hält. Vermutlich handelt es sich um den griechischen Naturphilosoph Anaximander von Milet (um 610-546 vor Christus), der mit Betrachtungen zu Zeit und Ewigkeit in Zusammenhang steht. Im Mittelalter existierten vornehmlich auf Südwänden an Klöstern und Kirchen sogenannte Gebetsuhren oder kanoniale Sonnenuhren, ebenfalls mit einem waagerechten Gnomon, dessen Schatten die klösterlichen Gebetszeiten (zum Beispiel Mette, Prim, Terz, Sext, None oder Vesper) anzeigte. Diese Uhren mit meist halbkreisförmigem und unbezeichnetem Zifferblatt waren in dem Zeitraum vom ausgehenden 7. bis Ende des 15. Jahrhunderts nach Christus gebräuchlich. Hierbei handelte es sich nicht um Sonnenuhren im eigentlichen Sinne, sondern um den Versuch einer gnomonischen Wiedergeburt. Die alten und exakten Sonnenuhren der Römerzeit waren verschwunden, und jede Erinnerung daran in den Wirren der Völkerwanderung untergegangen. Übrig geblieben war nur die alte bekannte Tageseinteilung in zwölf Temporalstunden mit den oben genannten Stundennamen. Gebetsuhren an Klöstern und Kirchen Die nach diesem neuen Muster meist primitiv in Südmauern eingeritzten Sonnenuhren mit einer gleichmäßigen Einteilung eines Halbkreises in vier, sechs, acht oder zwölf gleiche Sektoren wurden von den sich seit dem 7. Jahrhundert von Rom aus über ganz Europa ausbreitenden Benediktinermönchen verwendet. Die älteste derartige mittelalterliche oder kanoniale Sonnenuhr stammt aus dem Jahr 690 und befindet sich auf dem steinernen Rest eines Kreuzes auf dem Friedhof des englischen Ortes Bewcastle in Cumberland. In Deutschland sind Exemplare dieses Sonnenuhrentyps meist in Mecklenburg-Vorpommern an alten romanischen Dorfkirchen des 11. bis 14. Jahrhunderts noch vorhanden. Durch die Zerstörungen des Zweiten Weltkriegs sind in Düsseldorf und in den umliegenden Städten und Klöstern leider keine mittelalterlichen Gebets-Sonnenuhren mehr erhalten geblieben. Für die Anzeige der seit dem Mittelalter aufkommenden gleichmäßigen und von den Jahreszeiten unabhängigen Tageseinteilung in 24 gleich lange Stunden war es erforderlich, den Schattenwerfer oder Gnomon präziser auszurichten. Dies erfolgte parallel zur Erdachse bzw. auf den Himmelspol („Polstab“) gerichtet, so dass die scheinbaren täglichen Sonnenbahnen ebenfalls diese Achse zum Zentrum haben. Diese erdachs-parallelen Schattenstäbe, auch Polos oder Polstäbe genannt, sind damit zum Schattenwerfer unserer modernen neuzeitlichen Sonnenuhren geworden.
Hohe Kunst des Orients
Die Araber waren im 12. Jahrhundert die ersten, die als Erben der griechischen Wissenschaft diesen erdachsparallelen Schattenwerfer beschrieben und verwendeten. Die arabische Sonnenuhrenkunst war zu dieser Zeit bereits so hoch entwickelt, dass sie auch zu ihrer abendländischen Blütezeit im Barock 500 Jahre später nicht übertroffen wurde. Die ersten Sonnenuhren mit erdachsparallelem Schattenwerfer in Mitteleuropa tauchten nach den Kreuzzügen auf. Vermutlich sind Pilger oder Kreuzritter im Vorderen Orient mit arabischen Sonnenuhren in Berührung gekommen und haben dieses Wissen mitgebracht. Die älteste erhaltene derartige Sonnenuhr mit erdachsparallelem Stab in Deutschland stammt aus dem Jahr 1446 und befindet sich an der Kirche St. Marien in Weißenfels in Sachsen-Anhalt und gilt sogar als die älteste Polstabsonnenuhr Mitteleuropas. Die Zeitanzeige dieser nun üblich gewordenen modernen Sonnenuhren in Mittel- und Nordeuropa war die Wahre Ortszeit mit ihren 24 gleich langen Stunden mit Beginn der Zeitzählung mit der nullten Stunde um Mitternacht. 12 Uhr entsprach hierbei dem Mittag. Diese Uhrzeit wurde auch von den seit dem 14. Jahrhundert aufkommenden Räderuhren, vornehmlich als Turmuhren an Kirchtürmen, übernommen. Deren Gangmechanismus war jedoch noch recht ungenau, so dass diese mechanischen Uhren nach den Sonnenuhren, die sich meist am selben Gebäude befanden, täglich nachgestellt werden mussten. In Südeuropa und schwerpunktmäßig in den Alpenländern und in Italien war statt der Wahren Ortszeit die Anzeige der sogenannten „Italischen Stunden“ üblich. Hierbei handelt es sich ebenfalls um 24 gleich lange Stunden, deren Zählung jedoch mit der nullten Stunde bei Sonnenuntergang begann. Diese Zeitanzeige hatte den Vorteil, dass der Sonnenuntergang des jeweiligen Tages exakt mit 24 Uhr bestimmt war. Wie wir jedoch aus der „Italienischen Reise“ wissen, hatte Johann Wolfgang von Goethe im 18. Jahrhundert große Schwierigkeiten bei der Interpretation dieser sich scheinbar täglich ändernden Zeitanzeige.
Meridian zeigt das Datum an
Ein besonders bedeutungsvoller Sonnenuhrtyp, vornehmlich im südlichen Europa, war der sogenannte Meridian. Durch seine Konstruktionsweise war es möglich, auf einer möglichst langen und exakt vermessenen horizontalen Linie mit einem geeigneten Gnomon zur Zeit des Wahren Mittags die Sonnenhöhe und damit das Datum sehr genau anzuzeigen. Dies war wichtig für die Bestimmung des Osterfestes als dem Sonntag nach dem ersten Vollmond nach der Frühlings-Tagundnachtgleiche (21. März). Berühmte noch existierende Meridiane befinden sich in der Kirche San Petronio in Bologna (1655 berechnet von Giandomenico Cassini) und in der Basilika Santa Maria degli Angeli in Rom (berechnet von Francesco Bianchini im Auftrag von Papst Klemens XI. im Jahre 1702). Mit der Einführung der mittleren Zeit MEZ im Jahre 1893 als gesetzliche Zeit und der technischen Verbesserung der mechanischen Uhren ging das klassische Zeitalter der Sonnenuhren in Deutschland und Europa zu Ende. Alle seit diesem Zeitpunkt neu installierten Sonnenuhren haben daher eher symbolische oder erinnernde Bedeutung an dieses Kulturgut. Alle in Düsseldorf bekannten Sonnenuhren entsprechen dem neuzeitlichen Typ mit dem Polstab als Schattenwerfer und der Anzeige der Wahren Ortszeit von Düsseldorf oder der Wahren Ortszeit von Görlitz auf dem 15. östlichen Meridian. Der Fachkreis Sonnenuhren in der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie (DGC) weist mit Stand November 2007 im Stadtgebiet unserer Landeshauptstadt Düsseldorf 32 ortsfeste Sonnenuhren nach. Meist handelt es sich dabei um Sonnenuhren mit vertikal angeordnetem Zifferblatt, die an Wänden von öffentlichen Gebäuden, zum Beispiel an Kirchen oder Schulen, oder an Privathäusern angebracht sind. Daneben gibt es Sonnenuhren mit horizontal angeordnetem Zifferblatt, zum Beispiel als Bodensonnenuhr, und sogenannte Ringsonnenuhren, deren Zifferblatt den parallel zur Erdachse ausgerichteten Schattenwerfer ganz oder teilweise ringförmig umgibt. Die Standorte von einigen der interessantesten Düsseldorfer Sonnenuhren sind im folgenden kurz beschrieben.
Sonnenuhren in Düsseldorf
Die aus zwei Zifferblättern (Stundenbänke und Mittagslinie) kombinierte horizontale Bodensonnenuhr auf dem Platz der Düsseldorfer Jonges an der Rheinuferpromenade am Joseph-Beuys-Ufer ist die größte Sonnenuhr in der Landeshauptstadt. Sie erstreckt sich einschließlich der Meridianlinie über eine Länge von rund 40 Metern und eine Breite von 25 Metern. Der Schattenwerfer hat eine Länge von zehn Metern; seine Spitze liegt 7,50 Meter über dem Bodenniveau. Düsseldorfs vermutlich älteste Sonnenuhr befindet sich am Treppenturm der Basilika St. Lambertus in der Altstadt am Stiftsplatz. Das Zifferblatt befindet sich an der Südwestecke auf einer schräg in das Ziegelmauerwerk eingesetzten Steinplatte. Sie zeigt die Wahre Ortszeit von Düsseldorf von 7 Uhr vormittags bis 6 Uhr nachmittags an. Bezüglich des Alters und gegebenenfalls der Restaurierungen dieser Sonnenuhr bedarf es noch weiterer Nachforschungen. Zwei historisch interessante und wertvolle Sonnenuhren des 18. Jahrhunderts befinden sich ebenfalls in der Altstadt in den Außenanlagen des Stadtmuseums an der Berger Allee 2. Die größere der beiden ist eine schlanke barocke Skulptur und besteht aus einer Kombination von sechs verschiedenen Sonnenuhren, deren Zifferblätter sich auf konkav- und konvex-zylindrischen Oberflächen befinden. Leider sind die schattenwerfenden Kanten stark beschädigt. Bei der zweiten Sonnenuhr besteht das Zifferblatt aus einer gravierten horizontal liegenden Steinplatte auf einer kunstvoll gearbeiteten barocken Säule mit zwei verschlungenen Armen. Auf dem Sonnwendplatz im Südpark befindet sich eine in die Pflasterung eingelassene Bodensonnenuhr mit rund 6 Metern Durchmesser, die anlässlich der Bundesgartenschau 1987 konstruiert wurde. Hier dient der auf einer Datumsskala aufrecht stehende Mensch als beweglicher Schattenwerfer (sogenannte „analemmatische Sonnenuhr“). Einige Düsseldorfer Schulen besitzen künstlerisch gestaltete Sonnenuhren aus dem 20. Jahrhundert, zum Beispiel die Heinrich-Heine-Gesamtschule, Graf-Recke-Straße 170 in Mörsenbroich. An einer Gebäudeecke befindet sich eine vertikale Sonnenuhr aus Kupfer mit Mosaik aus der Zeit um 1953. Sie zeigt die Wahre Ortszeit von Düsseldorf von 7 bis 18 Uhr an. Quellenangabe: Gesamter Text zur Erläuterung der Sonnenuhr: Dipl.-Math. Willy Bachmann und Dipl.-Ing. Rolf Töpfer, Düsseldorf, unter Verwendung von Archivunterlagen des Fachkreises Sonnenuhren in der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie e. V. (DGC).