Seemeile

Einheit
Norm	ISO 31-1
Einheitenname	Seemeile, Nautische Meile
Einheitenzeichen	sm / NM
Beschriebene Größe(n)	Strecke, Weg
Dimensionsname	Länge
Dimensionssymbol	L
In SI-Einheiten	$1\,\mathrm{sm} = 1852 \,\mathrm{m}$
Siehe auch: Knoten, Kabellänge

Die Seemeile oder nautische Meile (sm, NM, seltener n. mi.) ist eine in der Schiff- und Luftfahrt gebräuchliche Maßeinheit der Länge. Die davon abgeleitete Geschwindigkeitseinheit Seemeile pro Stunde wird Knoten genannt.

Definition

In der internationalen Norm ISO 31-1 aus dem Jahre 1992 ist 1 Seemeile (sm) auf 1852 m festgelegt, dasselbe findet sich auch in der deutschen DIN 1301, Teil 2, vom Februar 1978.

Geschichte

Ursprünglich wurde das Maß der Seemeile auf die Bogenlänge einer Winkelminute auf einem Großkreis – z. B. dem Äquator oder einem Meridian – des kugelähnlichen Erdkörpers festgelegt. Das entspricht dem 60sten Teil der Entfernung zwischen zwei benachbarten ganzzahligen Längengraden am Äquator - oder zwischen zwei benachbarten Breitengraden. Aus der Länge eines Meridians vom Äquator bis zum Pol von ca. 10.001,966 km^[1] (Ellipsoidparameter des WGS84) ergibt sich ein mittlerer Wert von

$1\,\text{sm} = \frac{10001{,}966\,\,\text{km}}{90 \cdot 60} = 1852{,}216\,\,\text{m}$.

Aufgrund der Erdabplattung misst eine Meridianminute der geographischen Breite jedoch am Äquator 1842,90 m, an den Polen aber 1861,57 m. Hingegen ergibt sich für eine vom Erdmittelpunkt aus gemessene Bogenminute am Äquator eine Bogenlänge von 1855,31 m.

Admiralty Mile, U.S. nautical mile, International Nautical Mile

So wurde bis 1929 von Großbritannien für das Maß der Seemeile zur Länge der englischen Meile eine Länge von genau 800 englischen Fuß hinzugezählt (insgesamt 6080 Fuß), woraus sich das Maß von 1853,18 Metern für die englische Admiralty Mile ergab.

In den USA galt bis 1954 als Maß der Seemeile die U.S. nautical mile, die mit 6080,20 feet festgelegt war, was umgerechnet einer Länge von 1853,24 Metern entspricht.

International übergreifend wurde das Maß der International Nautical Mile 1929 auf der Internationalen Hydrographischen Konferenz in Monaco auf 1.852,01 m festgelegt. Abweichend hiervon geben jedoch die deutsche DIN 1301-1 und die unten erwähnte Broschüre des BIPM an, dass damals der Wert 1852 m für die international nautical mile angenommen wurde.

Nautische Meile, Seemeile

Das Admiralty Manual of Navigation (1964) unterscheidet zwischen nautical mile und sea mile. Die nautical mile entspricht der offiziellen aber nichtgesetzlichen internationalen SI-Einheit Seemeile (französische Namensdefinition: mille marin; wörtlich Deutsch: Seemeile, wörtlich Englisch: sea mile) mit der durch internationale Verträge festgelegten Länge von 1852 m, also ohne Nachkommastellen. Die Einführung des neuen Namens war notwendig, weil der Begriff sea mile mit seiner historischen Definition und seiner aktuellen und zukünftigen Relevanz absolute Priorität genoss. Diese englische sea mile bleibt die Länge einer Bogenminute auf einem beliebigen Großkreis der Erde, schwankt also wegen der Erdabplattung zwischen 1843 m (Meridian am Äquator) und 1862 m (Meridian an den Polen) und wird nach wie vor nur in der unmittelbaren Umgebung des Schiffsorts empfohlen. Bei dieser Gelegenheit wurde auch die weitere Verwendung der admirality mile (1853,18 m) für unerwünscht erklärt. Bei Bedarf ist der Begriff admirality mile bedeutungsgleich durch nautical mile zu ersetzen. Wegen der tatsächlich erzielbaren Genauigkeit in der Ortsbestimmung und Messtechnik auf See (Astronavigation, Funkpeilung, DECCA, LORAN, Sichtpeilung, Log) spielen die unterschiedlichen Definitionen bis heute (GPS) keine praktische Rolle. Fehler entstehen erst, wenn die Rechengenauigkeit moderner Computer dazu verwendet wird, über große Distanzen gezielt mit ungeeignetem Maßstab zu arbeiten.

Nachdem Mitte des 19. Jahrhunderts, insbesondere durch Friedrich Wilhelm Bessel, zuverlässige Daten über die Erdabplattung ermittelt wurden, führte man in Deutschland zusätzlich zur großkreisbasierten Definition der Seemeile die geographische Landmeile und die geographische Seemeile ein: Die geographische Landmeile entspricht der historischen Seemeile auf dem Äquator (1855,46 m), die geographische Seemeile entspricht der Seemeile auf einem Meridian (1843 m bis 1862 m). Beides sollte bei der Vermessung zu Land und zur See nützlich sein, konnte sich in der Praxis aber nicht durchsetzen und ist heute kaum noch bekannt. Mit Übernahme der Seemeile als „offizielle aber nichtgesetzliche SI-Einheit“ wurden in Deutschland alle großkreisbasierten Definitionen wegen praktischer Irrelevanz ersatzlos gestrichen. Lediglich in der Astronomischen Navigation wird eine Seemeile immer noch mit einer Bogenminute auf einem Großkreis gleichgesetzt. Dabei ist jedoch die Kenntnis eines Umrechnungfaktors in Meter unnötig, so dass die moderne Definition unerheblich ist. Letztlich wird seit über tausend Jahren in der Astronavigation mit der Kugelgestalt der Erde gerechnet und die Abplattung ignoriert.

Die historische Definition der Seemeile findet in der Seefahrt bis heute noch insofern täglich praktische Anwendung bei der Kartenarbeit, als dass dort fast ausschließlich Mercatorkarten zur Navigation verwendet werden. Alle Linien in Nord-Süd-Richtung sind immer Teile von Meridianen, also Großkreisen. Folglich ist die Skalierung des linken und rechten Kartenrandes mit den Breitengraden und -minuten ein exakter Maßstab für Seemeilen im Bereich des betreffenden Breitengrades. Die Kartenränder sind bewusst so gestaltet, dass Längenmessungen mit dem Zirkel besonders einfach und übersichtlich sind. Die Genauigkeit ist wesentlich besser als die Dicke eines Bleistiftstriches auf der Karte. Wie auch bei der Astronavigation ist es bei der Navigation mit Mercatorkarten unwichtig zu wissen, wie viele Meter eine Seemeile genau hat, da auch der genannte Kartenmaßstab von beispielsweise 1:500.000 nur an einem (nicht explizit genannten) Referenzpunkt gilt. Es reicht zu wissen, dass es Seemeilen sind.

Luftfahrt: Nautical und Statute Miles

Seit den Anfangsjahren der Luftfahrt bis zum Ende des Zweiten Weltkriegs waren in Deutschland Meter für Höhen- und Kilometer für Entfernungsangaben selbstverständlich.

Die USA waren jedoch führend bei der Schaffung von nationalen Regulierungsbehörden für die Luftfahrt (FAA) und später auch bei der Schaffung von internationalen Luftfahrtorganisationen (ICAO, IATA). Flugreisen und Privatflugzeuge gehörten dort schon viel früher und stärker zum Alltag als beispielsweise in Deutschland. Da die USA sich für Seemeilen entschieden haben und sich durch den Einfluss der USA auch Englisch als internationale Kommunikationssprache im Flugfunk durchgesetzt hat, verwendet man heutzutage weltweit Seemeilen als Entfernungsangabe in der Luftfahrt.

Eine Ausnahme bildete die Sowjetunion. Sie hatte konsequent das Internationale Einheitensystem in der Luftfahrt angewendet. Linienpiloten mussten sich bei jedem Überflug auf die „neuen“ SI-Einheiten umstellen, wobei die praktischen Probleme weniger in der Umrechnung von km in Seemeilen lagen, als vielmehr mit der von Höhenangaben in Meter zu Fuß.

Umrechnungen zwischen Seemeile und Kilometer sind selten erforderlich, da durchgehend mit Seemeilen gerechnet wird. Größere Verwirrungen treten vor allem in den USA und Großbritannien bei der Unterscheidung zwischen Seemeile und statute mile auf.

Der Pilot meint immer Seemeile, sagt aber über Sprechfunk immer „miles“ (und nicht „nautical miles“). Die Entfernungsangaben auf Straßenschildern (z. B. Daytona 6 miles) beziehen sich aber immer auf statute miles (≈ 1609,347 m). Im Gespräch unter Piloten kann der US-Amerikaner auch mal statute mile statt Seemeile meinen, wenn er „miles“ sagt. Entfernungsangaben auf Straßenkarten – die man sowieso nicht für die Flugvorbereitung verwenden sollte – sind auch in statute miles. Natürlich steht einfach nur „miles“ im Straßenatlas.

Bei der Definition der amerikanischen Luftraumstruktur sind auch statute miles bei der Definition der Wolkenabstände mit eingeflossen. Das kann sehr verwirrend für Piloten werden, die mit dem metrischen System aufgewachsen sind.

Umrechnung

Aus der ursprünglichen Definition von Seemeile (1 Meridianminute) und der ältesten Definition von 1 Meter (der 10-millionste Teil der Entfernung zwischen Nordpol und Äquator) ergibt sich die Tatsache, dass 54 Seemeilen etwa 100 Kilometern entsprechen. Näherungsweise lassen sich x Seemeilen nach der Faustformel „Verdoppeln und vom Ergebnis 10 % abziehen“ in Kilometer umrechnen, was einer Multiplikation mit dem Faktor 1,8 entspricht. Man errechnet durch diese Formel zwar den Seemeilenwert in Kilometer um fast 3 % zu knapp, was aber – kopfgerechnet, für einen groben Überschlag – in den allermeisten Fällen eine praxistaugliche und hinreichende Genauigkeit bedeutet.

Abkürzungen und abgeleitete Einheiten

Im Deutschen ist das Einheitenzeichen der Seemeile „sm“, international wird sie als nautical mile mit „nm“, „NM“ oder „n.m.“ abgekürzt. Laut Encyclopaedia of Scientific Units, Weights and Measures von 1999 ist die international gebräuchliche Abkürzung für Nautical Mile: „mi“. Nach einer Broschüre des BIPM sind hingegen folgende Zeichen gebräuchlich: „M, NM, Nm“ und „nmi“. Eine Verwechslung mit den SI-Einheiten Nanometer (Einheitenzeichen: nm) und Newtonmeter [Nm] kann aus dem Zusammenhang meist ausgeschlossen werden. In Österreich und Deutschland ist die Seemeile auf Grund von internationalen Vereinbarungen als „gesetzliche Einheit im Messwesen“ zulässig, obwohl sie außerhalb des SI steht.

• eine Seemeile wird in 10 Kabellängen [kbl] unterteilt
• eine Seemeile sind annähernd 2000 yard
• annähernd gleich 1/1000 Seemeile (1,852 m) – genau: 6 Fuß, also 1,8288 m – ist der Faden [fm], der fast nur noch für Tiefenangaben in einigen Seekarten für die Schifffahrt verwendet wird.
• der 3600ste Teil der Seemeile ist die Meridiantertie [mtr], die für die Sekundengeschwindigkeit beim Loggen verwendet wird

Die Geschwindigkeit von Wasserfahrzeugen im Seeverkehr und Luftfahrzeugen wird rechnerisch meist in Seemeilen pro Stunde angegeben, als Einheitenzeichen dient aber der Begriff Knoten (englisch: knot).

Alte Seemeilen

Die Türkische Seemeile war ein altes Längenmaß und es entsprachen

• 1 Seemeile = 1296 Meter ^[2]

Die alte Niederländische Seemeile war der Französischen Seemeile gleich und somit

• 1 Seemeile = 5556 Meter^[3]

Siehe auch

• Etmal – von einem Schiff von Mittag zu Mittag zurückgelegte Wegstrecke
• Sphärische Geometrie – Mathematik zur Berechnung
• Geographische Koordinaten – das Gradnetz der Erde
• Angloamerikanisches Maßsystem
• Größenordnung (Länge)
• Meridianbogen

Literatur

• Sobel/Andrewes, Längengrad, Berlin 1999
• The International System of Units Bureau International des Poids et Mesures (BIPM): 8. Auflage 2006. ISBN 92-822-2213-6. Dort speziell S. 124, 127 und 128 im englischen Teil. (PDF-Datei; 3,88 MB)
• Bureau International des Poids et Mesures: Le Système International (SI), 6^e édition, 199, ISBN 92-822-2112-1
• Norm DIN 1313 April 1978, Physikalische Größen und Gleichungen, Begriffe, Schreibweisen
• Richtlinie des Rates zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die Einheiten im Meßwesen (i.d.F) des Vorschlages vom 21. Juni 1991 (91/C185/06) AbL. Nr. C 185 v. 17. Juli 1991, S. 13–21)
• Gesetz über Einheiten im Messwesen (22. Februar 1985) BGBl. I S. 409–410), Einheitenverordnung, 13. Dezember 1985, BGBl. I S. 2272–2275
• A. Sacklowski: Einheitenlexikon, Entstehung, Anwendung, Erläuterung von Gesetz und Normen, Berlin: Beuth-Verlag, 1986 (Beuth-Kommentare) ISBN 3-410-11988-4
• Anderton, P.; Bigg, P.H.: Changing to the metric system, conversion factors, symbols and definitions, London: Her Majesty's Stationery Office, 1965
• Norm ANSI/IEEE Std 268-1982. American National Standard, Metric Practice
• Admiralty Manual of Navigation Volume 1 (B.R. 45(1)), London: Her Majesty's Stationery Office, 1964, consolidated edition 1970

Einzelnachweise

1. ↑ The Earth according to WGS 84 (every degree of latitude), calculated by Sigurd Humerfelt
2. ↑ Johann Ph. Neumann, Lehrbuch der Physik, Band 1, Verlag Carl Gerold, Wien 1930 , S. 506
3. ↑ Johann Ph. Neumann, Lehrbuch der Physik, Band 1, Verlag Carl Gerold, Wien 1930 , S. 505