Seezeichen, Baken und Landmarken

Seezeichen, Tagesmarken und Toppzeichen

Da der meiste Verkehr auf den Wasserstraßen tagsüber stattfindet, muss ein Tagessichtzeichen von Seeleuten aus der Ferne ohne die Möglichkeit einer Verwechslung leicht identifiziert werden können. Die Größe einer Tagesmarke steht in direktem Zusammenhang mit ihrer sichtbaren Reichweite Die sichtbare Reichweite einer Tagesmarke wird von den zuständigen Behörden im Rahmen einer Gesamtbeurteilung der Navigationsanforderungen für die Wasserstraße oder einen bestimmten Standort ermittelt.
Die mit bloßem Auge sichtbare Reichweite einer Tagesmarke ist nicht unbedingt mit der Reichweite des zugehörigen Leuchtfeuers verknüpft. Nachts wird sie meist wesentlich weniger sein. Durch den Einsatz eines Fernglases lässt sich die Reichweite jedoch deutlich vergrößern. Typischerweise liegt die Reichweite je nach verwendetem Fernglas in der Größenordnung des 8- bis 10-fachen.
Eine Tagesmarke wird durch Größe, Leuchtdichte, Farbe, Form und Höhe über dem Meeresspiegel definiert. Wenn sich ein Navigator einer Boje nähert, erkennt er abhängig von den Sichtbedingungen (Hintergrund, Wetter, Sonnenstand) als Erstes die Form und Farbe der Boje. Anschließend erkennt der Navigator die oberste Markierung und schließlich deren Zahlen bzw. Buchstaben.

Flache Tagesmarken

Eine flache Tagesmarke kann verwendet werden, wenn die Position des Beobachters nahezu senkrecht zur Oberfläche ist. Die projizierte Form in die Richtung des Betrachters ändert sich mit dem Winkel zwischen der Vertikalen und dem Betrachter. Auch bei Winkeln von bis zu 30° ist die Form erkennbar.
Flache Tagesmarken in Form von Dreiecken oder Tafeln werden z. B. bei allen Richtfeuern verwendet. Ein stehendes Kreuz kennzeichnet ein Wrack, eine Untiefe oder ein Sperrgebiet. Flache Tagesmarken können verwendet werden, wenn der Nutzungswinkel 60° (±30°) oder weniger beträgt.

Tagesmarke mit Rotationssymmetrie

Eine Tagesmarke, die in allen horizontalen Richtungen die gleiche Form aufweist, muss um ihre vertikale Achse herum rotationssymmetrisch sein. Die drei Formen des "IALA Maritime Buoyage System" (MBS) sind Zylinder, Kegel und Kugeln. Sie werden meist als Toppzeichen auf Bojen und Leuchttonnen angebracht. Bei den Tagesmarken mit dreidimensionalem Profil nimmt der Benutzer beim Betrachten der Tagesmarke eine Zweidimensionalität wahr.

In der Seefahrt bezeichnen grüne Kegel mit nach oben gerichteter Spitze die einlaufend rechte Seite und rote Zylinder die einlaufend linke Seite eines Fahrwassers. Die Toppzeichen dienen in der Regel auch als Radarreflektor. Mit einer roten Kugel als Toppzeichen wird die Fahrwassermitte gekennzeichnet. Außerdem werden rote Kugeln als Toppzeichen bei Ansteuerungstonnen verwendet. Mit schwarzen Doppelkegeln  in unterschiedlichen Kombinationen werden im Kardinalsystem Richtungsbezeichnungen angegeben.
Bei direkter Sonneneinstrahlung können die Toppzeichen mit 3D-Formen unterschiedliche Leuchtdichten ausstrahlen und die projizierte Oberfläche sieht aufgrund der Schattenbildung möglicherweise nicht gleichmäßig aus. Für kurze Entfernungen können omnidirektionale Tagesmarken verwendet werden. Ein Kompromiss kann die Verwendung von gekreuzten Platten oder einer Gitterkonstruktion sein.
Einige zuständige Behörden untersuchen alternative Materialien für feste Tagesmarkierungen; zum Beispiel in Schweden prüft die Maritime Administration (SMA) die Verwendung von Gummi- oder flexiblen Kunststoffborsten, um Tagesmarken widerstandsfähiger gegen schwere Eisbedingungen zu machen.

Gekreuzte Platten

Gekreuzte Platten können für Toppzeichen und zur Verbesserung der Bojenform verwendet werden. Sie benötigen weniger Material, haben ein geringeres Gewicht und sind einfach herzustellen. Wenn das Material aus Metall besteht, können die gekreuzten Platten als Radarreflektor dienen.

Gitterkonstruktion

Eine Gitterkonstruktion ähnelt den drei oben genannten Formen, die Struktur ist jedoch gebrochen. Sie wird im Allgemeinen bei großen Tagesmarken zur Reduzierung von Gewicht und Windlast verwendet. Aus der Ferne verschmelzen die Streifen der Gitterkonstruktion mit dem grauen Hintergrund. Bei der visuellen Wahrnehmung einer Gitterkonstruktion hat man eine eingeschränkte Augenauflösung.

Vergleich des Profils

Eine flache Tagesmarke ist das bevorzugte Design, da die gesamte Oberfläche in der gleichen Farbe und Helligkeit erscheint. Es ist jedoch nur für einen begrenzten Nutzungsbereich (Beobachtungswinkel) einsetzbar. Die projizierte Oberfläche einer festen 3D-Tagesmarke erscheint nicht gleichmäßig und weist möglicherweise Schatten auf. Gekreuzte Platten zeigen noch mehr Schatten und eine Gitterkonstruktion hat weniger Kontrast.

Luminanz des Objekts

Die Luminanz bestimmt den Lichtaspekt einer beleuchteten Oberfläche in einer bestimmten Richtung. Die Leuchtdichte ist die Helligkeit eines Objekts und wird als Lichtstärke pro projizierter Flächeneinheit definiert. Sie hängt von dem Profil, der Farbe, der Beleuchtung des Objekts und der Ausrichtung der Oberflächenelemente ab. Teile der Tagesmarke können aufgrund unterschiedlicher Ausrichtung oder Verschattung unterschiedliche Leuchtdichten aufweisen. Durch Alterung der Oberfläche kann sich die Leuchtdichte verändern. In den meisten Fällen neigen normale Farben zur Entsättigung. Bei fluoreszierenden Farben kann die Leuchtdichte höher oder niedriger sein.

Oberflächenfarbe

Das IALA MBS verwendet 6 Farben: Rot, Gelb, Weiß, Grün, Blau und Schwarz. Orange sollte als Oberflächenfarbe für Seezeichen nicht verwendet werden, da es zur Verwechslung mit Gelb und Rot kommen kann.
Die Erkennung der Tagesmarke wird stark vom Hintergrund beeinflusst. Bei kleinen Schiffen hat die Farbe Schwarz tagsüber bei klarem Wetter den größten Kontrast zum Himmel. Bei großen Schiffen und schwimmenden Seezeichen ist die vertikale Position des Beobachters viel höher als die Position des Tagesmarke, so dass der Hintergrund für die Beobachtung die Wasseroberfläche ist. Eine glatte Wasseroberfläche fungiert als perfekter Spiegel für flache Einfallswinkel. Wenn die Landschaft oder das Ufer den Hintergrund des Tageszeichens bildet, hängt der Kontrast von der Reflexion der Landschaft ab.
Um eine sehr gesättigte Farbe zu erzielen, muss der absorbierte Anteil des Spektrums groß und der reflektierte Anteil sehr klein sein. IALA unterstützt derzeit die beiden Farbkollektionen, "Schwedisches Naturfarbsystem NCS" und die "Deutsche RAL-Farbe", die weltweit bekannt sind.

Alterung der Farbe

Es gibt verschiedene Ursachen der Farbalterung. Die Verschlechterung der Farbe kann folgende Ursachen haben Einflüsse:

• Verblassen des Farbpigments durch ultraviolette Zersetzung,
• mechanischer Abrieb der Oberfläche,
• Verschmutzungen und Vogelkot.

Retroreflektierende Folien

Diese mehrschichtigen Folien werden mit Acrylharzen und Glasmikroperlen hergestellt, die eine hohe Rückstrahlung ermöglichen. Eine retroreflektierende Oberfläche sollte nicht durchgehend für Tagesmarkierungen verwendet werden, da das retroreflektierende Prinzip nur funktioniert, wenn die Oberfläche nachts mit einem Suchscheinwerfer in der Nähe des Beobachters beleuchtet wird. Bei Tageslicht weisen die retroreflektierende Farben eine geringere Leuchtdichte auf und sind nicht sehr auffällig. Aus diesem Grund hat die Industrie retroreflektierende fluoreszierende Filme eingeführt. Die verfügbaren Farben sind jedoch für den Straßenverkehr hergestellt und es gibt keinen vollständigen Foliensatz für das IALA-Farbsystem. Bei unbeleuchteten Tonnen wird ein kleiner Teil mit Reflexfolien bzw. Reflektorfolien versehen, damit der Seemann sie bei Nacht mithilfe eines Suchscheinwerfers erkennen kann.