Sonnenuhr aus einem Stock bauen und die Uhrzeit ablesen
Ein senkrechter Stock und ein paar Steine werden zur Sonnenuhr: Am ersten sonnigen Tag markierst du mit einer Uhr zu jeder vollen Stunde die Spitze des Schattens. An den nächsten Tagen liest du die Uhrzeit dann am Schatten ab. Das ist ein tolles Projekt mit Kindern und im Lager nützlich, wenn der Akku leer ist. Die Marken stimmen aber nur einige Tage bis Wochen, weil sich die Sonnenbahn verschiebt – und natürlich nur, wenn die Sonne scheint.
- Aufbau 10 Minuten, dann jede Stunde eine Minute Markieren an einem sonnigen Tag
Einfach erklärt
Mit einem Stock und ein paar Steinen kannst du dir eine eigene Uhr bauen – eine Sonnenuhr. Du steckst den Stock gerade in den Boden. Die Sonne wirft einen Schatten, und dieser Schatten wandert im Lauf des Tages wie ein Uhrzeiger um den Stock herum.
Am ersten Tag brauchst du noch eine echte Uhr. Immer wenn eine volle Stunde ist, legst du einen Stein genau an die Spitze des Schattens und schreibst die Zahl daneben in den Sand. Am Abend hast du einen Bogen aus Steinen. Am nächsten Tag schaust du nur noch, wo der Schatten ist – und weißt, wie spät es ungefähr ist.
Die Sonnenuhr stimmt aber nicht für immer. Die Sonne läuft jeden Tag ein kleines bisschen anders über den Himmel, deshalb musst du die Steine nach einiger Zeit neu legen. Bei Wolken zeigt sie gar nichts. Und denk daran: Du schaust immer nur auf den Schatten, nie in die Sonne.
Wie es funktioniert
Die Sonne wandert über den Tag gleichmäßig über den Himmel, und der Schatten eines senkrechten Stocks dreht sich mit. Auf der Nordhalbkugel zeigt er morgens grob nach Westen, mittags nach Norden und abends grob nach Osten – er wandert im Uhrzeigersinn. Morgens und abends ist er lang, mittags am kürzesten. Auf der Südhalbkugel wandert er gegen den Uhrzeigersinn, und der kürzeste Schatten zeigt nach Süden.
Wenn du an einem Tag mit einer Uhr markierst, wo die Schattenspitze zu jeder vollen Stunde liegt, hast du für diesen Tag eine Stundenskala. Weil die Sonne an den folgenden Tagen fast denselben Weg läuft, passt die Skala noch eine Weile. Deine Sonnenuhr zeigt dabei die Uhrzeit deiner Uhr, nicht die Sonnenzeit – denn du hast sie mit der Uhr eingemessen.
Worauf es ankommt
Der Platz muss eben sein und den ganzen Tag Sonne bekommen. Ein Baum, der nachmittags Schatten wirft, macht die Nachmittagsstunden unbrauchbar. Der Stock muss fest und senkrecht stehen – eine Schnur mit einem Stein daran hängt genau senkrecht und hilft beim Ausrichten. Wackelt der Stock, wandern alle Marken mit.
Leg die Steine genau an die Spitze des Schattens, nicht daneben, und beschrifte sie: mit einer Zahl im Sand, einem Strich auf dem Stein oder einer bestimmten Anzahl kleiner Zweige. Zwischen zwei Marken schätzt du die Minuten. Mehr als eine grobe Uhrzeit darfst du nicht erwarten.
Die Marken verschieben sich, weil die Sonne im Sommer höher und weiter nördlich läuft als im Winter. Um März und September geht das schneller, um Juni und Dezember langsamer. Wenn du noch eine Uhr hast, vergleichst du alle paar Tage und legst die Steine neu. Bei der Zeitumstellung liegen alle Marken plötzlich eine Stunde daneben.
Mit Kindern
Eine Sonnenuhr ist ein wunderbares Projekt für einen Lagertag oder den Garten. Kinder legen jede Stunde ihren Stein, malen Zahlen auf Kiesel und sehen, wie der Schatten morgens lang ist, mittags kurz wird und abends wieder wächst. Nebenbei lernen sie, dass die kürzeste Marke nach Norden zeigt (auf der Südhalbkugel nach Süden).
Achte darauf, dass der Stock oben stumpf ist oder eine Kappe trägt, dass niemand zur Sonne hochschaut und dass alle zwischendurch in den Schatten gehen, trinken und einen Hut tragen. Um die Mittagszeit ist die Sonne am stärksten.
Grenzen
Eine Stock-Sonnenuhr zeigt nur eine ungefähre Uhrzeit und nur, wenn die Sonne scheint. Für alles, bei dem die Zeit wirklich zählt – Medikamente, ein Treffpunkt, die Rückkehrzeit einer Tour – brauchst du eine echte Uhr. Die Sonnenuhr ohne jede Uhr, die Überlebenshandbücher beschreiben, zählt Sonnenaufgang als 6 Uhr und Sonnenuntergang als 18 Uhr und ist noch gröber.
Schritt für Schritt
Einen sonnigen, ebenen Platz wählen
Such dir einen Platz, der möglichst den ganzen Tag Sonne bekommt und eben ist – eine Wiese, eine Sandfläche oder eine freie Stelle im Lager. Bäume, Felsen oder Zelte dürfen ihn im Lauf des Tages nicht beschatten. Er sollte abseits von Wegen liegen, damit niemand die Steine wegkickt.
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Einen sonnigen, ebenen Platz wählen
Such dir einen Platz, der möglichst den ganzen Tag Sonne bekommt und eben ist – eine Wiese, eine Sandfläche oder eine freie Stelle im Lager. Bäume, Felsen oder Zelte dürfen ihn im Lauf des Tages nicht beschatten. Er sollte abseits von Wegen liegen, damit niemand die Steine wegkickt.
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Den Stock senkrecht aufstellen
Steck den Stock fest in den Boden, sodass er sich nicht mehr bewegt. Halte eine Schnur mit einem kleinen Stein daran neben den Stock: Die hängende Schnur ist genau senkrecht, und so richtest du den Stock aus. Steht der Stock schief oder wackelt er, stimmen die Marken später nicht.
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Die erste Stunde markieren
Warte bis zu einer vollen Stunde auf deiner Uhr, zum Beispiel 9 Uhr. Leg genau an die Spitze des Schattens einen Stein und schreib oder ritz die Zahl daneben in den Boden. Schau dabei nur auf den Schatten, nie zur Sonne.
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Jede volle Stunde eine Marke
Leg nun zu jeder vollen Stunde einen weiteren Stein an die Schattenspitze, bis zum späten Nachmittag. Die Steine bilden einen Bogen um den Stock. Auf der Nordhalbkugel wandert der Schatten dabei im Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Zwischendurch suchst du Schatten, trinkst etwas und trägst einen Hut.
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Die kürzeste Marke ist der Sonnenmittag
Schau dir den Bogen an: Der Schatten ist um den Sonnenmittag am kürzesten. Das ist meist nicht 12 Uhr – bei Sommerzeit liegt der kürzeste Schatten bei uns oft erst um 13 Uhr oder später. Deine Sonnenuhr zeigt trotzdem die Uhrzeit deiner Uhr, weil du sie damit eingemessen hast. Die Linie vom Stock zur kürzesten Marke zeigt nebenbei grob nach Norden (Südhalbkugel: Süden).
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Am nächsten Tag die Zeit ablesen
Am nächsten sonnigen Tag schaust du, wo die Schattenspitze gerade liegt. Liegt sie genau auf einem Stein, ist es diese Stunde. Liegt sie zwischen zwei Steinen, zum Beispiel ungefähr in der Mitte zwischen 10 und 11, ist es etwa halb elf. Die Minuten schätzt du – genauer wird es nicht.
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Regelmäßig neu einmessen
Die Marken gelten nur für einige Tage bis wenige Wochen, weil sich die Sonnenbahn mit der Jahreszeit verschiebt. Hast du noch eine Uhr, vergleichst du immer wieder und legst die Steine neu. Bei Wolken zeigt die Sonnenuhr gar nichts. Und wenn die Uhr umgestellt wird (Sommerzeit/Winterzeit), liegen alle Marken eine Stunde daneben.
Häufige Fehler
- Der Stock steht schief oder wackelt
- Platz wird im Lauf des Tages beschattet
- Zur Sonne hochschauen statt auf den Schatten
- Die Marken über Monate weiterverwenden
- Zeitumstellung vergessen
- Steine nicht beschriftet und später verwechselt
Kurzüberblick
Material
Stabile Äste / Stangen
Ein gerader Stock, etwa armlang, oder ein Zeltstab
Kein frisches Holz von lebenden Bäumen schneiden, wo das verboten ist.
Kleine Steine oder Zweige als Markierung
Etwa ein Dutzend Steine oder Zweige für die Stundenmarken
Analoge Armbanduhr
Am ersten Tag zum Einmessen; ein Handy geht auch
Als Richtungshilfe nur sehr grob – nie als Kompassersatz für genaue Navigation verwenden.
Dünne Schnur
Mit einem Stein daran als Lot, um den Stock senkrecht zu stellen
Geringe Bruchlast – nur für leichte Lasten.
Notizbuch und Bleistift
Datum und Stunden notieren
Sonnencreme und Sonnenbrille
Sonnencreme beim Markieren in der Sonne
Sonnencreme hat ein Ablaufdatum; alte Tuben ersetzen.
Geeignet für
- Mehrtägiges Lager ohne Strom
- Lernprojekt mit Kindern
- Verstehen, wie Sonne und Zeit zusammenhängen
- Grob wissen, wie viel vom Tag noch bleibt
Ungeeignet für
- Genaue Zeitmessung
- Bewölkte Tage
- Unterwegs auf Wanderung (der Stock muss stehen bleiben)
- Mehrere Monate ohne neues Einmessen
Voraussetzungen
- Ein sonniger Tag für das Einmessen
- Ein ebener Platz, der den ganzen Tag Sonne hat
- Eine Uhr am ersten Tag
- Niemals in die Sonne schauen
Sicherheit
- Wer lange in der Sonne steht und Schatten beobachtet, bekommt leicht Sonnenbrand oder einen Hitzschlag. Um die Mittagszeit ist die UV-Strahlung am stärksten, auf Schnee, Wasser und in den Bergen noch mehr. Hut, Sonnencreme, Wasser und Pausen im Schatten gehören dazu – besonders bei Kindern.
- Ein spitzer Stock auf Augenhöhe ist für Kinder gefährlich. Nimm einen Stock, der oben stumpf ist, oder steck eine Kappe, einen Zapfen oder ein Tuch auf die Spitze, und stell die Sonnenuhr abseits von Wegen und Spielflächen auf.
- Die Sonnenuhr zeigt nur ungefähr die Zeit. Für Dinge, bei denen es auf die Uhrzeit ankommt – Medikamente, ein vereinbarter Treffpunkt, die Rückkehrzeit – brauchst du eine echte Uhr.
So funktioniert es
Die Sonne wandert über den Tag gleichmäßig über den Himmel, und mit ihr dreht sich der Schatten eines Stocks. Auf der Nordhalbkugel wandert der Schatten in mittleren Breiten im Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Markierst du an einem Tag mit einer Uhr, wo die Schattenspitze zu jeder vollen Stunde liegt, kannst du die Zeit an den Folgetagen dort ablesen. Weil die Sonne aber jeden Tag eine etwas andere Bahn läuft – höher oder tiefer, nördlicher oder südlicher – verschieben sich Länge und Richtung des Schattens langsam. Um März und September geht das schneller, um Juni und Dezember langsamer. Deshalb musst du die Marken immer wieder neu einmessen.
Vorteile
- Braucht nur Stock, Steine und einmal eine Uhr
- Spannendes Projekt für Kinder
- Funktioniert ohne Strom
- Zeigt nebenbei die Nordrichtung
Nachteile
- Nur bei Sonne
- Marken gelten nur einige Tage bis Wochen
- Ungenau
- Muss am selben Ort stehen bleiben
Hintergrundwissen
Fachlicher Hintergrund
Die einfachste Sonnenuhr ist ein senkrechter Stab, den Griechen nannten ihn Gnomon. Überlebenshandbücher wie FM 3-05.70 beschreiben eine Schattenuhr, die auf dem Schattenstab aufbaut und Sonnenaufgang als 6 Uhr und Sonnenuntergang als 18 Uhr zählt; sie weisen darauf hin, dass sie keine Uhr im üblichen Sinn ist.
Dass sich die Marken verschieben, liegt an der schrägen Erdachse: Die Sonne läuft im Sommer höher und weiter nördlich, im Winter tiefer und weiter südlich. Wie stark der Schatten an einem bestimmten Tag zu einer bestimmten Uhrzeit liegt, kannst du mit Sonnenhöhe und -richtung aus dem Sonnenrechner der NOAA nachvollziehen.
Varianten
- Mit Kindern
- Kinder können jede Stunde „ihren“ Stein legen und die Zahl mit einem Stöckchen in den Sand schreiben oder einen bemalten Stein nehmen. Ein Wecker oder Handy erinnert an die nächste Stunde. Am Abend schaut ihr gemeinsam, wie der Schatten morgens lang, mittags kurz und abends wieder lang war. Achte auf Hut, Sonnencreme und Pausen im Schatten – und darauf, dass niemand in die Sonne schaut.
- Ganz ohne Uhr: die Schattenuhr
- Überlebenshandbücher beschreiben eine Schattenuhr ohne Uhr: Du bestimmst mit dem Schattenstab die West-Ost-Linie und die Nord-Süd-Linie und stellst den Stock auf ihren Kreuzungspunkt. Die Nord-Süd-Linie ist dann die Mittagslinie, die West-Ost-Linie gilt grob als 6 Uhr und 18 Uhr. Dazwischen schätzt du die Stunden. Das ist Sonnenzeit, nicht Uhrzeit, und sehr grob – die „Stunden“ sind ungleich lang.
- Für Fortgeschrittene: schräger Stock
- Richtige Sonnenuhren haben einen schrägen Zeiger, der zum Himmelspol zeigt: auf der Nordhalbkugel nach Norden geneigt, so steil wie dein Breitengrad (in Deutschland etwa 50 Grad über dem Boden). Dann zählt nicht die Spitze, sondern die Richtung des ganzen Schattens, und die Stundenlinien bleiben das ganze Jahr ungefähr gleich – nur die Zeitumstellung und kleine Abweichungen über das Jahr bleiben.
- Südhalbkugel
- Der Schatten wandert gegen den Uhrzeigersinn, und der kürzeste Schatten zeigt nach Süden. Der Bogen aus Steinen liegt deshalb auf der Südseite des Stocks. Sonst funktioniert alles genauso.
Häufige Fehler
- Der Stock steht schief oder wackelt
- Platz wird im Lauf des Tages beschattet
- Zur Sonne hochschauen statt auf den Schatten
- Die Marken über Monate weiterverwenden
- Zeitumstellung vergessen
- Steine nicht beschriftet und später verwechselt
Grenzen und Risiken
- Nur ungefähre Uhrzeit, keine Genauigkeitsangabe
- Marken gelten nur einige Tage bis Wochen
- Zeigt bei Wolken nichts
- Zeitumstellung verschiebt alle Marken um eine Stunde
Materialalternativen
Abgeleitet aus Materialeigenschaften: Ein Ersatz muss alle relevanten Eigenschaften besitzen. Hinweise zum Ersatzmaterial beachten.
- Dünne Schnur
- Seil (Unbekannte oder beschädigte Seile nie für lebenssichernde Zwecke verwenden.), Paracord (Kein Kletter- oder Sicherungsseil.), Reepschnur (Für lebenssichernde Zwecke nur zertifizierte Schnur nach Ausbildung verwenden.), Band (Schlauchband) (Geknotete Bandschlingen vor jeder Verwendung prüfen.), Jute- oder Sisalschnur (gekauft) (Geringe Festigkeit, nimmt Wasser auf und verrottet – nur für leichte Lasten und Übung.), Baumgurte (Nur innerhalb der Herstellerangaben belasten.), Monofile Angelschnur (Schnurreste nie liegen lassen: Vögel und andere Tiere verfangen sich darin und sterben qualvoll. Reste aufwickeln und mitnehmen.), Dünner, weicher Draht (Messing- oder verzinkter Stahldraht) (Drahtenden sind spitz – beim Biegen Augen und Finger schützen), Abschleppseil oder Abschleppgurt (Nur an den vom Hersteller vorgesehenen Abschleppösen befestigen; unter Last niemals daneben stehen.)
Ergebnisse stammen ausschließlich aus strukturierten Einträgen. Es werden keine improvisierten Anleitungen erzeugt.
Quellen (5)
- Headquarters, Department of the Army (USA) (2002): FM 3-05.70 Survival · Schattenuhr auf Basis des Schattenstabs; keine Uhr im üblichen Sinn
- NOAA Global Monitoring Laboratory (Global Radiation and Aerosols): NOAA Solar Calculator – sunrise, sunset, solar noon, azimuth and elevation for any place and date · Sonnenmittag, Sonnenhöhe und -richtung für Ort und Datum
- U.S. Naval Observatory: Astronomical Applications Department – sun and moon data, phases of the moon · Sonnenauf- und -untergangszeiten je nach Ort und Datum
- NASA Science: Eclipse Safety – never look directly at the sun without proper eye protection · Nie direkt in die Sonne schauen
- World Health Organization (with WMO, UNEP and ICNIRP) (2002): Global Solar UV Index: A Practical Guide · Sonnenschutz bei längerem Aufenthalt in der Sonne