Rotation

Für Tag und Nacht, romantische Sonnenaufgänge wie -untergänge und unseren Lebensrythmus im allgemeinen ist die Rotation der Erde verantwortlich. Wir schlafen wenn die Erde 'unsere Seite' von der Sonne wegdreht und beginnen  mit einem Arbeitstag wenn die Sonne wieder sichtbar wird. Die Erde rotiert um eine gedachte Achse, die von Pol zu Pol verläuft, von West nach Ost. Die Lufthülle der Erde macht diese Rotation mit. Eine volle Umdrehung dauert 86 164 Sekunden. Das sind 23 Stunden, 56 Minuten und 4 Sekunden. Dies ist ein Sterntag. Ein Sonnentag dauert wegen der gleichzeitig mit der Rotation ablaufenden Bewegung der Erde um die Sonne (Revolution) etwa 4 Minuten länger, also 24 Stunden. Die Rotation der Erde bleibt relativ konstant und die zugrunde liegende Geschwindigkeit wird als Winkelgeschwindigkeit bezeichnet.

Unterschiedlich groß ist hingegen die Geschwindigkeit, mit welcher Punkte auf den verschiedenen Breitenkreisen die Rotation der Erdkugel mitmachen. Die Mitführungsgeschwindigkeit beträgt am Äquator 465 m/s, in 50 Grad Breite 299 m/s und am Pol 0 m/s. Infolge der auf dem jeweiligen Breitenkreis herrschenden Drehbewegung entsteht die Fliehkraft, die am Äquator am größten ist und zum Pol hin abnimmt. Sie ist von der Erde weg gerichtet und steht senkrecht auf der Erdachse.

Abbildung1: Ein Punkt auf der Höhe des Äquators muß bei einer Umdrehung eine viel größere Strecke zurücklegen als ein nördlich gelegener Punkt weil der Umfang dort geringer ist. Eine Folge davon ist die zum Äquator hin zunehmende Fliehkraft (Schleuderkraft) der Erde. Ein sichtbare Veränderung ist z.B. die Flut der Nordsee.

Im Vergleich zur Schwerkraft ist die Fliehkraft gering. Gleichwohl überlagern sich die beiden Kräfte nach dem Gesetz der Addition gerichteter Kräfte. Das hat zur Folge, dass die Schwerkraft vom Pol zum Äquator hin abnehmen muß. Am Pol existiert keine Fliehkraft, die Schwerkraft ist am größten. Daher wurde eine sogenannte Normalschwere definiert. Das ist die Schwerebeschleunigung in 45 Grad Breite und NN. Sie beträgt 9,806 m/s. Für bestimmte von der Schwerkraft abhängige meteorologische Meßgrößen, wie etwa dem Luftdruck, muß daher eine Schwerekorrektur durchgeführt werden, um die Werte vergleichbar zu machen.