Wiss. Kompakt


Geschichte der Meteorologie ? Teil 11: Meteorologie Ende des 18.
Jahrhunderts (b) und um 1800


Der Blickpunkt in diesem Teil der Serie zur Geschichte der
Meteorologie liegt mit seinem zweiten Teil auf Entwicklungen der
Meteorologie Ende des 18. Jahrhunderts und um das Jahr 1800. Auf
verschiedenen Expeditionsreisen wurden bedeutende meteorologische
Messungen vorgenommen. Daneben liegen umfangreiche Aufzeichnungen von
Wetterbeobachtungen durch amerikanische Staatsmänner vor und es
werden allgemeine Beiträge zur Meteorologie aus dieser Zeit
vorgestellt.


Im letzten Thema des Tages zur Geschichte der Meteorologie wurde die
Entwicklung der Meteorologie Ende des 18. Jahrhunderts beschrieben.
Zeitlich rücken wir kaum vor. Neben weiteren Beiträgen zur
allgemeinen Meteorologie richtet sich der Blick auf meteorologische
Erkenntnisse aus verschiedenen Expeditionsreisen sowie allgemeinen
frühen Wetterbeobachtungen.

Starten wir zunächst mit einem Nachtrag. Der preußische Theologe und
Naturforscher Gottlob Burchard Genzmer (1716-1771) wurde 1764
Augenzeuge eines verheerenden Tornados in der Region Woldegk im
Südosten von Mecklenburg. Er beschrieb dessen Auswirkungen in seiner
1765 erschienenen Publikation "Umständliche und zuverläßige
Beschreibung des Orcans, welcher den 29ten Jun. 1764. einen Strich
von etlichen Meilen im Stargardischen Kreise des Herzogthums
Mecklenburg gewaltig verwüstet hat."
Nachfolgend werden die meteorologischen Erkenntnissen aus
verschiedenen Expeditionsreisen geschildert.
Der britische Seefahrer, Kartograph und Entdecker James Cook
(1728-1779) unternahm Reisen in den Pazifischen Ozean. Er führte
Beobachtungen in einer Vielzahl wissenschaftlicher Disziplinen von
der Ethnologie und Anthropologie über die Botanik und Biologie bis
hin zur Glaziologie und Meteorologie durch. Cooks Schiffe machten
1773 die ersten dokumentierten Beobachtungen der Aurora australis.

Der französische Offizier und Entdecker Louis-Antoine de Bougainville
(1729-1811) leitete von 1766 bis 1769 die erste französische
Weltumsegelung mit zwei Schiffen, der Boudeuse und der Etoile. Die
Expedition war eine der ersten großen See-Expeditionen, die eine
wissenschaftliche Komponente aufwies. Die Logbücher seiner
Weltumsegelung enthielten astronomische, meteorologische,
hydrographische und navigatorische Aufzeichnungen, beispielsweise
während seines Aufenthalts in der Magellanstraße, die Feuerland vom
südamerikanischen Festland trennt.

Der britische Mathematiker und Astronom William Wales (um 1734-1798)
führte vor und während einer Astronomie-Expedition 1768 bis 1769 bei
Churchill an der Küste der Hudson Bay im Winter meteorologische
Aufzeichnungen durch. Er war der erste Wissenschaftler im Winter an
der Hudson Bay und der Erste, der regelmäßige Wetterbeobachtungen in
Kanada leistete.

Der Naturforscher und Ethnologe Georg Forster (1754-1794) aus
Polnisch-Preußen war Teilnehmer der zweiten Expedition von Cook von
1772 bis 1775. Die Expedition besuchte Australien, dessen Klima
Forster 1786 in seinem Buch "Neuholland und die britische Kolonie in
Botany Bay" beschrieb und mit dem Südafrikas verglich: "Aus den oben
genannten Breitengraden lässt sich ersehen, dass dieses Land in
günstigen Klimazonen liegt. Seine nördlichen Gebiete, die 12 Grad
innerhalb der Tropen liegen und somit den direkten Sonnenstrahlen
ausgesetzt sind, leiden gelegentlich unter übermäßiger Hitze; doch
jenseits des südlichen Wendekreises bis zum 43. südlichen Breitengrad
ist das Klima gemäßigt und lässt sich beispielsweise mit dem Kap der
Guten Hoffnung vergleichen. Selbst der südlichste Punkt von
Van-Diemen-Land [Tasmanien], der ganze 9 Grad weiter südlich liegt
als das afrikanische Kap, scheint in gleichem Maße begünstigt zu
sein, wahrscheinlich weil es dort keine schneebedeckten Berge gibt
wie jene, die nördlich des Kaps liegen und die die Atmosphäre
abkühlen und dem Wind eine durchdringende Schärfe verleihen." Forster
wies zudem auf die allgemeinen klimatologischen Grundsätze hin,
wonach die westlichen Grenzen der Kontinente in den gemäßigten
Breiten stets wärmer sind als die entsprechenden Breitengrade ihrer
östlichen Grenzen, und dass die Temperaturen in Meeresnähe milder
sind als im Inneren der Kontinente.

Der französische Mathematiker und Physiker Gaspard Monge (1746-1818)
untersuchte während der Teilnahme an einem Feldzug in Unterägypten
1798 die physikalischen Ursachen einer Fata Morgana, einer
Luftspiegelung, in der Wüste. Er erklärte, dass diese mit der Schicht
überhitzter Luft nahe der Wüstenoberfläche zusammenhingen: Die Grenze
zwischen dieser Luft und der kühleren, dichteren Luft direkt darüber
bewirkt, dass sich die Lichtstrahlen vom Himmel nach oben und in das
Auge des Betrachters krümmen, anstatt sich geradlinig fortzubewegen
und auf den Sand zu treffen. Dies erzeugt die Illusion von Wasser in
der Ferne (der Betrachter interpretiert das Licht als Wasser auf dem
Sand). Monges Abhandlung, in der er dieses Phänomen erklärte,
erschien 1800 in den "Memoires sur l'Egypte" des Ägyptischen
Instituts.
Neben Expeditionen wurden Wetterbeobachtungen wichtiger.

Der erste US-amerikanische Präsident George Washington (1732-1799)
aus der Kolonie Virginia hinterließ ein gewaltiges Werk von 36
Tagebuchbänden. Diese enthalten zahlreiche Wetterbeobachtungen und
Kommentare zum Wetter ? ein Thema, das ihn offenbar faszinierte,
wahrscheinlich aufgrund seines ländlichen Hintergrunds aus der
Landwirtschaft.
Die Royal Society begann 1774 mit zweimal täglichen Beobachtungen,
die von dem britischen Theologen und Bischof Samuel Horsley
(1733-1806) zusammengestellt wurden. Ziel der Beobachtungen war die
Untersuchung der Einflüsse von Winden und des Mondes auf die
Barometerwerte.
Die beiden Gründerväter und Präsidenten der Vereinigten Staaten
Thomas Jefferson (1743-1826) und James Madison (1751-1836), beide aus
der Kolonie Virginia, interessierten sich für die Meteorologie. Ihr
Interesse war auch auf ihren Antrieb zurückzuführen, die vom
französischen Naturforscher Buffon veröffentlichte Behauptung zu
widerlegen, die amerikanische Natur sei der europäischen aufgrund
eines angeblich minderwertigen Klimas in gewisser Weise unterlegen
(siehe Teil 9 der Serie Geschichte der Meteorologie). Von 1772 bis
1778 führte Jefferson in seinem Haus in Monticello regelmäßig
Wetterbeobachtungen durch. In den Jahren 1777 und 1778 arbeiteten
Jefferson und Madison zusammen und führten die ersten bekannten
gleichzeitigen Wetterbeobachtungen in Amerika durch. Jefferson
interessierte sich auch dafür, wie das Wetter, und insbesondere
extreme Wetterereignisse, das Leben der Menschen und die Gesellschaft
beeinflussen könnten.
Die nachfolgenden Persönlichkeiten lieferten allgemeine Beiträge zur
Meteorologie.
Der kurhannöversch-britische Astronom Friedrich Wilhelm Herschel oder
William Herschel (1738-1822) interessierte sich auch für das Klima.
Er stellte Hypothesen über physikalische Prozesse auf, die das Klima
beeinflussen könnten, wie beispielsweise eine Abkühlung durch Vulkan-
oder Meteoritenstaubschleier in der Atmosphäre oder eine Erwärmung
durch erhöhte Sonnenaktivität. Herschel legte seinen Fokus auf die
Auswirkungen der Sonne und stellte fest, dass in Jahren, in denen
viele Sonnenflecken auf der Sonnenoberfläche auftraten, oft
reichhaltige Weizenernten zu verzeichnen waren. Herschel
veröffentlichte zwischen 1780 und 1801 einige Artikel über mögliche
Auswirkungen der Sonne auf das Klima in den "Philosophical
Transactions of the Royal Society". Der Artikel von 1801 warf die
Frage auf, ob ein Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität
(dargestellt durch das Auftreten von Sonnenflecken) und dem
Getreidepreis festgestellt werden könne. Herschel konnte allerdings
darauf keine schlüssige Antwort geben. In der Astronomie ist Herschel
als Entdecker des Planeten Uranus bekannt.

Der Naturforscher und Bergsteiger Horace Benedict de Saussure
(1740-1799) aus der Alten Eidgenossenschaft untersuchte eingehend die
Geologie, Chemie und Meteorologie der Alpen. Er war der Ansicht, dass
Wetterbeobachtungen in großen Höhen in den Bergen für die
Meteorologie von großer Bedeutung sein könnten, und führte
sorgfältige Messungen von Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit
in verschiedenen Höhen durch. Er nahm sogar Barometer und Thermometer
mit auf einige Berggipfel. Auf dem Gipfel des Mont Blanc stellte er
beispielsweise 1787 fest, dass der Luftdruck einen Wert von "16 Zoll
und eine Linie" aufwies. Er maß zudem die Zusammensetzung und
Transparenz der Luft in verschiedenen Höhen sowie die Stärke der
Sonneneinstrahlung. De Saussure entwickelte viele der Instrumente,
die er für seine Beobachtungen verwendete. Er baute ein Cyanometer
zur Messung des Blauanteils des Himmels und ein Diaphanometer zur
Beurteilung der Klarheit der Atmosphäre. Er tüftelte an Windmessern
herum und passte Thermometer an, um andere Temperaturen als die
übliche Lufttemperatur zu messen. Beispielsweise steckte er den
Thermometerkolben in ein Stück nassen Schwamm und schwang das
Thermometer dann schnell hin und her, sodass es sich im Kreis drehte.
In der modernen Terminologie ist dieses Instrument als
Feuchtkugelthermometer oder Psychrometer bekannt. Es misst die
Feuchtkugeltemperatur, die in Kombination mit der
Trockenkugeltemperatur (der üblichen Lufttemperaturmessung mit einem
Thermometer, dessen Kugel nicht befeuchtet ist) zur Berechnung der
relativen Luftfeuchtigkeit und des Taupunkts der Luft verwendet
werden kann. De Saussure maß auch Temperaturwerte im Boden bis zu den
größten Tiefen, in die er seine Thermometerstäbe treiben konnte. Er
zeigte, dass die Sommerhitze sechs Monate brauchte, um eine Tiefe von
30 Fuß (9 m) im Boden zu erreichen. Er maß auch Wassertemperaturen
und zeigte, dass das Wasser am Grund tiefer Seen kalt ist und sich
seine Temperatur im Laufe der vier Jahreszeiten kaum verändert. Diese
Messungen wurden durch eine neuartige Erfindung ermöglicht: Er
verwendete Thermometer, die in isolierendes Material eingewickelt
waren, sodass sich der im Boden oder See gemessene Wert kaum
veränderte, wenn das Instrument an die Oberfläche gehoben wurde. De
Saussure befasste sich auch mit Niederschlägen und schätzte deren
Auswirkungen auf Bäche, Flüsse, Seen und Gletscher. Aufgrund seiner
Arbeiten auf dem Gebiet der Hygrometrie war de Saussure der Erste,
der nachwies, dass sich Luft bei steigendem Feuchtigkeitsgehalt
ausdehnt und ihre Dichte abnimmt. Er experimentierte nicht nur mit
einem Feuchtthermometer, sondern testete auch verschiedene Arten von
Hygrometern. Diese Forschungen gipfelten um 1775 in seiner Erfindung
des Haarhygrometers. In seinem 1783 veröffentlichten Buch "Essais sur
l'Hygrometrie" erörterte er die allgemeinen Prinzipien der
Hygrometrie, stellte die Ergebnisse seiner Experimente mit
verschiedenen Hygrometern vor und beschrieb sein Haarhygrometer.

Außerdem ging er auf die Prinzipien der Verdunstung ein und stellte
einige meteorologische Anwendungen seiner Forschung vor. De Saussure
experimentierte zudem mit einem isolierten Kasten, der mit drei
Glasschichten abgedeckt war, und stellte fest, dass die durch das
Glas einfallende Sonnenenergie den Kasten erwärmte. Damit entwickelte
er einen frühen Solarofen. De Saussure beschäftigte sich auch mit der
atmosphärischen Elektrizität. Anhand von Messungen, die zwischen 1785
und 1788 durchgeführt wurden, stellte er tageszeitliche Schwankungen
der atmosphärischen Elektrizität fest.
Der Wissenschaftler Georg Christoph Lichtenberg (1742-1799) aus
Hessen lehrte der an der Universität Göttingen und entwickelte sich
zu einem führenden Experten der deutschen Staaten auf vielen
wissenschaftlichen Gebieten, darunter Chemie, Geodäsie, Geologie,
Physik, Meteorologie und Astronomie. In der Meteorologie beschäftigte
er sich mit der Gewitterelektrizität.

Der französische Botaniker, Zoologe und Naturwissenschaftler
Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) war der Ansicht, dass das Klima
zwangsläufig das Tierleben beeinflusse und daher einer der
wichtigsten Umweltfaktoren im Evolutionsprozess sein müsse. Er
vermutete, dass Veränderungen in der Atmosphäre auf atmosphärische
Gezeiteneffekte zurückzuführen seien, die von Sonne und Mond
verursacht würden. Er glaubte, dass die Gesamttiefe der Atmosphäre im
Bereich von 66 bis 80 km lag, und stellte fest, dass Wolken, Winde,
Regen, Gewitter, Nebel, Hagel und alle anderen gewöhnlichen
Wetterphänomene auf den untersten Teil der Atmosphäre beschränkt
waren (eine Schicht, deren Tiefe er auf etwa 10 km schätzte, die
"Troposphäre" in der heutigen Terminologie). Lamarck stellte 1802 in
Band 3 im "Annuaire meteorologique" und in einem Aufsatz mit dem
Titel "Über Wolkenformen" das erste System zur Wolkenklassifikation
vor. Er schlug zunächst fünf Wolkentypen vor, die "mit allgemein
feststellbaren Ursachen zusammenhängen": dunstige Wolken (en forme de
voile); zusammengeballte Wolken (attroupes); fleckige Wolken
(pommeles); besenartige Wolken (en balayeurs); gruppierte Wolken
(groupes). Im "Annuaire" von 1805 schlug er eine detailliertere
Klassifizierung vor: 12 verschiedene Kategorien und insgesamt 20
verschiedene Wolkentypen. Im "Annuaire" von 1807 schlug Lamarck die
Einrichtung eines französischen zentralen Wetterdienstes vor, der
Daten von verschiedenen Observatorien sammeln und diese zur
Erstellung von Wettervorhersagen nutzen sollte.
Der Bergkommissarius Gottfried Erich Rosenthal (1745-1813) aus der
Freien Reichsstadt Nordhausen (heute Thüringen) war ein Pionier der
Meteorologie. 1780 erstieg er den Gipfel des Brocken, um mit einem
Barometer Experimente durchführen zu können. Er erkannte die
Möglichkeiten der barometrischen Höhenmessung und verbesserte so
Landkarten und Nivellierpläne ausgewählter Orte.

Der Dichter, Politiker und Naturforscher Johann Wolfgang von Goethe
(1749-1832) aus der Freien Reichsstadt Frankfurt interessierte sich
auch für Meteorologie. Er richtete 1775 eine erste Wetterstation im
Herzogtum Weimar ein. Auf seinen Reisen durch Europa entdeckte Goethe
ein einfaches Wasserbarometer, das als Wetterglas bekannt war, und
führte es in den deutschsprachigen Ländern ein. Durch seine Förderung
wurde das Instrument mit ihm in Verbindung gebracht und in Europa als
Goethe-Barometer bekannt. Goethe war auch fasziniert von Wolken. Sein
Gedicht "Ehrengedächtnis" besteht aus den Strophen "Stratus",
"Cumulus", "Cirrus" und "Nimbus", welche Bezeichnungen der heute
gültigen Wolkenklassifikation darstellen.

Der Name des französischen Mathematikers und Astronomen Pierre-Simon
Laplace (1749-1827) steht für eine bestimmte mathematische Funktion,
die heute in der Meteorologie weit verbreitet ist: den
"Laplace-Operator". Laplace leitete aus Messungen verschiedener
Ballonaufstiege eine hypsometrische Gleichung ab (eine Gleichung, die
den Luftdruck mit der geometrischen Höhe in Beziehung setzt, wobei
die Profile der Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit bekannt sind).
Der Lexikograph und Publizist Noah Webster (1758-1843) aus Neuengland
kritisierte in seinem Aufsatz "On the Supposed Change in the
Temperature of Winter" (Über die vermeintliche Veränderung der
Wintertemperatur) aus dem Jahr 1799 die damals in Amerika und Europa
verbreitete Meinung, dass das Klima, insbesondere im Winter, wärmer
geworden sei. Er argumentierte, dass "wir keinen Grund haben
anzunehmen, dass sich die Neigung der Erdachse zur Ebene ihrer
Umlaufbahn jemals verändert hat; es gibt jedoch starke Beweise für
das Gegenteil. Wenn diese Neigung immer gleich geblieben ist, folgt
daraus, dass die Menge der Sonnenstrahlen, die jährlich auf das
jeweilige Land fällt, immer gleich gewesen sein muss. Würden wir
diese Daten akzeptieren, müssten wir zu dem Schluss kommen, dass die
allgemeine Temperatur jedes Klimas seit der Schöpfung bis zum
heutigen Tag gleich geblieben ist, abgesehen von kleinen jährlichen
Schwankungen, die auf die Positionen der Planeten im Verhältnis zur
Erde oder auf die Wirkungen des Elements Feuer im Erdball und seiner
Atmosphäre zurückzuführen sind". Webster konnte nicht wissen, dass
Schwankungen der Umlaufbahnparameter der Erde, die mit
Klimaveränderungen zusammenhängen, tatsächlich über verschiedene
Zeitskalen hinweg auftreten. Webster war jedoch der Ansicht, dass das
Klima zumindest unbeständiger geworden sei und sich insbesondere als
Reaktion auf landwirtschaftliche Bewirtschaftung verändern könne.

Der britische Naturforscher und Chemiker John Dalton (1766-1844)
entwickelte um 1803 die erste brauchbare Atomtheorie der Materie. Er
war schon früh von der Meteorologie fasziniert, führte
Wetterbeobachtungen durch und legte sein ganzes Leben lang ein
meteorologisches Tagebuch an. Am Ende seines Lebens umfasste dieses
rund 200.000 Beobachtungen. Dalton hielt Vorträge vor der Manchester
Literary and Philosophical Society zu Themen wie allgemeiner
Meteorologie (z. B. Niederschlag, Tau, Verdunstung, Wolkenbildung,
Verteilung und Beschaffenheit der Luftfeuchtigkeit, das Konzept des
Taupunkts), der Aurora borealis und meteorologischen Instrumenten
(Barometer, Thermometer und Hygrometer). In einem dieser Vorträge
skizzierte Dalton 1799 den zunehmend verbreiteten Einsatz von
Regenmessern in England und präsentierte Niederschlagsdaten für
verschiedene Orte, wobei er darauf achtete, die Grafschaften in
Binnen- und Küstengebiete zu unterteilen. Er kam zu dem Schluss, dass
die Binnenlandgrafschaften weniger Regen haben als diejenigen in
Meeresnähe, insbesondere im Westen Englands. Er schätzte zudem die
jährliche Wassermenge, die aus den Flüssen Englands und Wales ins
Meer fließt, sowie die Menge an Tau, die sich auf dem Boden absetzt.
Daltons Interesse an der Meteorologie förderte seine Arbeit an Gasen.
Im Jahr 1801 formulierte er sein Gesetz der Partialdrücke, das als
"Dalton-Gesetz" bekannt wurde: Der Gesamtdruck, den ein Gasgemisch
ausübt, ist gleich der Summe der Drücke, die die einzelnen Gase
ausüben würden, wenn sie dasselbe Volumen einnehmen würden. Er
veröffentlichte dieses Ergebnis in einer Abhandlung 1802. In diesem
Artikel stellte er auch einen Zusammenhang zwischen Dampfdruck und
Temperatur her. Schon in seiner Jugend war Dalton von der Aurora
borealis fasziniert, die er als Junge erstmals in den Regionen Kendal
und Keswick in England beobachtete. In einem Buch mit dem Titel
"Meteorological Observations and Essays" fasste er seine
Beobachtungen der Aurora aus den Jahren 1786 bis 1793 zusammen,
einschließlich Details zu deren Erscheinungsbild, Helligkeit und
Bewegung. Er kam zu dem Schluss, dass es einen Zusammenhang zwischen
der Aurora und dem Erdmagnetfeld geben müsse.
Das nächste Thema des Tages wird sich mit meteorologischen
Entwicklungen um 1800 und zu Beginn des 19. Jahrhunderts
auseinandersetzen. Freuen Sie sich auf weitere meteorologische
Erkenntnisse spannender Entdeckungsreisen, die Grundlage der
Klassifikation von Wolken und Wind sowie Fortschritte in der
Feuchtigkeitsmessung.

Dipl.-Met. Markus Eifried

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 27.07.2026

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