Wissenschaft Kompakt

Geschichte der Meteorologie ? Teil 19: Übertragung meteorologischer
Daten mit Telegraphie im 19. Jahrhundert



Das heutige Thema des Tages widmet sich der Entwicklung der
Telegraphie, mit der in rascher Zeit meteorologische Daten und
Beobachtungen über große Entfernungen übermittelt werden konnten.


Im letzten Thema des Tages zur Geschichte der Meteorologie wurde die
Entwicklung atmosphärischer Messungen mittels Drachen und Ballonen im
18. und 19. Jahrhundert beleuchtet. Im aktuellen Thema des Tages
dieser Serie widmen wir uns heute der Historie der Telegraphie,
mittels derer meteorologische Daten und Beobachtungen rasch über
große Entfernungen vermittelt werden konnten. Damit konnten
meteorologische Messnetze regional und nachfolgend auch global in
engem zeitlichem Rahmen verknüpft werden. Vorgestellt werden
Persönlichkeiten, die maßgeblich zur Entwicklung der Telegraphie
beitrugen, als auch solche, die die Telegraphie in bedeutendem Umfang
für die Meteorologie nutzten.
Die Physiker Carl Friedrich Gauß (1777?1855) aus dem Fürstentum
Braunschweig-Wolfenbüttel und Wilhelm Weber (1804?1891) aus dem
Kurfürstentum Sachsen konstruierten 1833 einen elektromagnetischen
Telegraphen. Dazu verlegten sie zwei Kupferdrähte über die Dächer der
Stadt Göttingen und vermittelten an Ostern 1833 den telegraphischen
Verkehr zwischen dem physikalischen Institut und dem magnetischen
Observatorium der Sternwarte.
Der russische Orientalist, Militäroffizier und Erfinder Paul Ludwig
Schilling von Cannstatt oder Pawel Lwowitsch Schilling von Cannstatt
(1786?1837) aus dem Gouvernement Estland interessierte sich schon
früh für Elektrotechnik. Erste Telegraphie-Versuche konnte er im
Fünften Koalitionskrieg 1809 vorführen. Nachfolgend verlagerten sich
seine Interessen auf die Drucktechnik der Lithographie und
ostasiatische Sprachen. 1832 setzte er seine Arbeiten an der
Telegraphie fort und konstruierte einen Apparat, mit dem er das
Alphabet und die Ziffern darstellen konnte. Gauß und Weber (siehe
oben) hatten da ihren Telegraphen bereits vorgestellt. 1835 konnte er
einen verbesserten Nadeltelegraphen präsentieren. 1836 erprobte er
erfolgreich eine telegraphische Übertragung über eine zehn Kilometer
lange Unterwasserleitung. Eine geplante Telegraphenleitung von der
Marinebasis Kronstadt über Oranienbaum zum Palast Peterhof bei Sankt
Petersburg wurde wegen seines Ablebens nicht realisiert.
Der britische Meteorologe und Erfinder Francis Ronalds (1788?1873)
war ein Pionier der elektrischen Telegraphie. 1816 errichtete er
einen elektrostatischen Telegraphen. 1843 wurde Ronalds zum Leiter
des Königlichen Observatoriums Kew in London ernannt. Dort arbeitete
er an der systematischen Erfassung meteorologischer Daten mittels
Photographie. Er entwickelte eine Kamera, die, durch eine Uhr
gesteuert, automatisch zeitliche Abfolgen von Wetterphänomenen,
insbesondere zu atmosphärischer Elektrizität, aufnehmen konnte.

Der US-amerikanische Künstler und Erfinder Samuel Morse (1791?1872)
ist vor allem für seine Erfindung des elektrischen Telegraphen und
des Morsecodes bekannt. Anfang der 1830er Jahre kam er erstmals zu
der Erkenntnis, dass ein elektrischer Telegraph möglich sein könnte.
Mitte der 1830er Jahre experimentierte Morse mit Prototypen. Die
erste öffentliche Vorführung seines Geräts fand 1837 statt. Er
verwendete eine frühe Form eines Telegraphencodes, der Buchstaben in
einen Zifferncode verwandelt und als Amerikanischer Morsecode bekannt
ist. Der US-Kongress gewährte ihm schließlich die notwendige
finanzielle Unterstützung, sodass eine
Demonstrations-Telegraphenleitung von Washington, D. C. nach
Baltimore mit einer Streckenlänge von 61 km errichtet werden konnte.
Die Leitung wurde am 24. Mai 1844 erfolgreich in Betrieb genommen,
als Morse den Satz ?What hath God wrought?? sendete. Morse erhielt
1847 ein türkisches Patent für den Telegraphen. Seine Erfindung wurde
1851 offiziell als Standard für die europäische Telegraphie anerkannt
(mit Ausnahme Großbritanniens, wo der Telegraph von Cooke und
Wheatstone (siehe unten) bevorzugt wurde). Morses US-amerikanische
Patente wurden angefochten, da er behauptete, der alleinige Erfinder
des Geräts zu sein, was Joseph Henry (siehe unten) bestritt.
Schließlich entschied der Oberste Gerichtshof 1853 zugunsten von
Morse. Obwohl Morse nie direkt in der Meteorologie tätig war, sollte
sein Telegraph eine Revolution in dieser Wissenschaft auslösen, da er
die schnelle Übertragung von Wetterdaten ermöglichte. Mit diesen
konnten Wetterkarten erstellt werden, die wiederum zur Untersuchung
von Wettersystemen und zur Erstellung von Wettervorhersagen genutzt
werden konnten. Die Vorläufer zentralisierter nationaler
Wetterdienste in vielen Ländern, darunter Frankreich, Großbritannien
und den Vereinigten Staaten, begannen sich alle zu entwickeln, sobald
die Wettertelegraphie Ende der 1840er und in den 1850er Jahren
verfügbar wurde (siehe Teile 13 und 15 der Serie Geschichte der
Meteorologie). Nach kleineren Änderungen bei den kodierten Buchstaben
und einer Neucodierung der Ziffern wurde der von Morse generierte
Code 1865 von der International Telegraph Union als Standardcode
eingeführt.
Der US-amerikanische Physiker und Wissenschaftsadministrator Joseph
Henry (1797?1878) gilt allgemein als der ?Vater? des
US-amerikanischen Wetterdienstes (National Weather Service). Außerdem
entdeckte er unabhängig von anderen Wissenschaftlern die
elektromagnetische Induktion. Aufgrund dieser Entdeckung wurde die
SI-Einheit (Internationales Einheitensystem) für die Induktivität
nach Henry benannt. Ein Henry entspricht einer elektromotorischen
Kraft von einem Volt in einem geschlossenen Stromkreis mit einer
gleichmäßigen Stromänderungsrate von einem Ampère pro Sekunde. Henry
entwickelte während seiner Zeit als Professor an der Albany Academy
in Albany, New York, ein Interesse an der Meteorologie. Dort sammelte
er landesweite Wetterbeobachtungen für die University of the State of
New York. Später war er Professor am College of New Jersey in
Princeton, wo er Forschungen zum Blitz durchführte und Sturmverläufe
sowie atmosphärische Physik untersuchte. Henry wurde 1846 erster
Sekretär der neu gegründeten Smithsonian Institution. Dieses Amt
bekleidete er bis zu seinem Tod im Jahr 1878. Er richtete
unverzüglich ein meteorologisches Programm an der Institution ein und
forderte 1847 ?ein System umfassender meteorologischer Beobachtungen
zur Lösung des Problems der amerikanischen Stürme?. Ihm war klar,
dass der elektrische Telegraph in einem solchen System eine
Schlüsselrolle spielen würde. Henry hatte bereits in den frühen
1830er Jahren die grundlegenden wissenschaftlichen Prinzipien des
Telegraphen beschrieben, doch die eigentliche Entwicklung des
Telegraphen wird Samuel Morse zugeschrieben (siehe oben). Henry
wusste, dass sich Stürme in den USA im Allgemeinen von Westen nach
Osten bewegten, und schrieb im Jahresbericht der Smithsonian
Institution von 1847, dass ?die ausgedehnten Telegraphenleitungen ein
geeignetes Mittel darstellen werden, um die Beobachter weiter im
Norden und Osten zu warnen, damit sie auf das erste Auftreten eines
herannahenden Sturms achten?. Bis 1849 hatte Henry ein Netzwerk von
etwa 150 ehrenamtlichen Wetterbeobachtern aufgebaut, die über
Telegraphen miteinander verbunden waren. Er überzeugte mehrere
Telegraphengesellschaften davon, Wetterdaten kostenlos an die
Smithsonian Institution zu übermitteln. Die Institution diente als
administratives und wissenschaftliches Zentrum des
Wettertelegraphie-Netzwerks. Sie stellte den Beobachtern Anweisungen,
standardisierte Formulare und in einigen Fällen auch Instrumente zur
Verfügung. Von den Beobachtern wurde erwartet, dass sie täglich
mehrere Messungen zu Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Wind,
Bewölkung und Niederschlagsmengen vornahmen. Außerdem wurden sie
angewiesen, ?außergewöhnliche Phänomene? wie Gewitter, Hurrikane,
Tornados, Erdbeben, Meteore und Polarlichter zu notieren. All diese
Informationen wurden in monatlichen Berichten zusammengefasst, die an
die Smithsonian Institution übermittelt wurden, wo Henry sie zur
Erstellung einer großen täglichen Wetterkarte nutzte. Deren Zweck
bestand darin, wie er schrieb, ?die meteorologischen Bedingungen der
Atmosphäre über dem gesamten Land auf einen Blick darzustellen?. Die
Karte wurde erstmals 1856 im ?Castle? (dem ursprünglichen Gebäude der
Smithsonian Institution) ausgestellt. Sie verwendete ein System aus
farbigen Scheiben, um die Art des beobachteten Wetters anzuzeigen
(blau für Schnee, schwarz für Regen, braun für bewölkten Himmel und
weiß für schönes Wetter), wobei Pfeile die vorherrschende
Windrichtung anzeigten. Die Öffentlichkeit war von dieser Karte
fasziniert. Henry stellte fest, dass Touristen, die sie betrachteten,
?alle besonders daran interessiert zu sein scheinen, zu erfahren,
welchen Wetterbedingungen ihre Freunde zu Hause gerade ausgesetzt
sind?.
Henry experimentierte auch damit, die Karte für Wettervorhersagen zu
nutzen. Er stellte beispielsweise fest: ?Wenn morgens an der Station
in Cincinnati eine schwarze Karte [Scheibe] zu sehen ist, die auf
Regen in dieser Stadt hindeutet, kann man mit Sicherheit davon
ausgehen, dass es in Washington gegen sieben Uhr abends zu einem
Regenschauer kommen wird.? Henry lieferte außerdem
Wetterbeobachtungen an die Zeitung ?Washington Evening Star?, welche
im Mai 1857 damit begann, täglich die Wetterbedingungen in fast
zwanzig verschiedenen Städten zu veröffentlichen. Dies war eines der
frühesten Beispiele für die beliebte Wetterseite in Zeitungen. Henry
setzte sich zudem für ein System von Sturmwarnungen ein und schrieb
in seinem Jahresbericht für 1857, dass er hoffte, mit
Telegraphengesellschaften Vereinbarungen zu treffen, ?um an der
Ostküste vor herannahenden Stürmen zu warnen?. Um 1860 war das
meteorologische Netzwerk auf mehr als 600 ehrenamtliche Beobachter in
Kanada, Mexiko, der Karibik und Lateinamerika sowie in den
Vereinigten Staaten angewachsen. Die Vielzahl der
Wetterbeobachtungen, die in den 1850er Jahren bei der Smithsonian
Institution eingingen, bildete eine umfangreiche Datenbank, die
überprüft und ausgewertet werden musste. Henry beauftragte Professor
James Henry Coffin (1806?1873), einen US-amerikanischen Mathematiker
und Meteorologen vom Lafayette College in Easton, Pennsylvania, mit
dieser Arbeit. Im Jahr 1861 veröffentlichte Coffin den ersten von
zwei Bänden mit Klimadaten und Sturmbeobachtungen, die auf den
Berichten der Jahre 1854 bis 1859 basierten. Der Amerikanische
Bürgerkrieg hätte Henrys meteorologische Arbeit beinahe zum Scheitern
gebracht. Er schrieb 1861, dass das Projekt ?mehr unter den Unruhen
im Land litt als jeder andere Bereich der Smithsonian Institution?.
Wetterberichte mussten mit dem öffentlichen Kriegsverkehr um
Telegraphenzeit konkurrieren. Alle Berichte aus dem Süden fielen aus.
Nach dem Krieg forderte Henry in seinem Jahresbericht für 1865 die
Bundesregierung auf, einen nationalen Wetterdienst einzurichten, der
in der Lage sei, Sturmwarnungen und andere Wettervorhersagen
herauszugeben. Etwa zur gleichen Zeit bewegten sich auch andere
Länder in Richtung eigener nationaler Wetterdienste (siehe Teil 13
der Serie zur Geschichte der Meteorologie). Im Jahr 1870 übertrug der
Kongress die Zuständigkeit für Sturmwarnungen und Wettervorhersagen
an den Signal Service der US-Armee. Bis 1874 hatte Henry den Signal
Service davon überzeugt, auch das System der freiwilligen Beobachter
zu übernehmen. Im Jahr 1891 übernahm das neu gegründete US-Wetteramt
alle wetterbezogenen Aufgaben des Signal Service (siehe Teil 15 der
Serie zur Geschichte der Meteorologie).
Der russische Mathematiker und Physiker Adolph Theodor Kupffer
(1799?1865), ein Deutsch-Balte aus dem Gouvernement Kurland,
organisierte in Russland meteorologische und magnetische
Beobachtungen. Nach seinem Studium in Deutschland erhielt Kupffer
1823 eine Stelle als Professor für Chemie an der Universität Kasan in
Russland. Im selben Jahr reiste er nach Paris, um Geräte für seinen
Lehrstuhl zu erwerben. Dort traf er unter anderem von Humboldt (siehe
Teil 12 der Serie zur Geschichte der Meteorologie), und sein
Interesse am Erdmagnetismus und an der Meteorologie war geweckt. 1828
wurde Kupffer Mitglied der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften
und zog nach St. Petersburg, wo er begann, ein Netzwerk von
meteorologischen Beobachtungsstationen in Russland aufzubauen. Auch
von Humboldt trug zu diesen Bemühungen bei. Kupffer wurde vom Zaren
nach Russland eingeladen und unternahm 1829 eine wissenschaftliche
Expedition nach Sibirien. Nach seiner Rückkehr nach St. Petersburg
schlug er die Schaffung eines russischen Netzwerks von magnetischen
und meteorologischen Beobachtungsstationen vor. Diese gemeinsamen
Bemühungen trugen 1835 mit der Einrichtung des ersten russischen
Netzwerks Früchte. Schließlich erkannten Kupffer und andere, dass es
ein Zentralbüro geben sollte, um den Betrieb des gesamten Netzwerks
zu überwachen und alle Beobachtungen zu sammeln. Dieses Büro, welches
den Namen ?Hauptgeophysikalisches Observatorium? trug, wurde 1849 in
St. Petersburg gegründet. Es sollte für den Rest des 19. und den
ersten Teil des 20. Jahrhunderts als administratives und
wissenschaftliches Zentrum der russischen hydrometeorologischen
Aktivitäten dienen. Kupffer war dessen erster Direktor, ein Amt, das
er bis zu seinem Tod im Jahr 1865 innehatte. Kupffer interessierte
sich für den internationalen Datenaustausch. So führte er
beispielsweise eine zweimal wöchentliche Meldung der Wetter- und
Eisverhältnisse im Finnischen Meerbusen nach Hamburg ein. Im Jahr
1864 richtete er das erste russische telegraphische Meldesystem mit
einem Netz aus neun inländischen und zwei ausländischen Stationen
ein. Kupffer meinte, dass ?die Wissenschaft der Meteorologie ein
äußerst weitreichendes Forschungsfeld hat; sie befasst sich mit der
gesamten Erdatmosphäre, die aus verschiedenen Richtungen auf die
Erdoberfläche trifft und einen enormen Einfluss auf alle Bereiche des
menschlichen Lebens ausübt?. Er war der Ansicht, dass es
meteorologische Fragen gebe, die ?ohne die Mithilfe russischer
Beobachter für immer Rätsel bleiben werden?. Kupffer sagte außerdem:
?Zu gegebener Zeit wird es möglich sein, die Zusammenhänge zwischen
dem atmosphärischen Druck, der Luftfeuchtigkeit und der Wolkenbildung
sowie deren Wechselwirkungen bei Regen und Schnee und zwischen den
Windrichtungen zu erklären; vielleicht wird es dann einen Weg geben,
die Dauer dieser Phänomene im Voraus zu berechnen, so wie die Bahnen
der Planeten berechnet werden.? Dies war eine der frühesten
Äußerungen zur Idee der numerischen Wettervorhersage. Diese Idee war
ihrer Zeit weit voraus. Aufgrund des Umfangs seiner Beiträge zur
russischen Meteorologie wird Kupffer als ?Vater? des russischen
Wetterdienstes bezeichnet.
Der britische Elektrotechniker und Erfinder William Fothergill Cooke
(1806?1879) arbeitete an der Entwicklung der elektrischen
Telegraphie. Nachdem Cooke am 6. März 1836 einer Demonstration zur
Übertragung von Nachrichten über Draht beigewohnt hatte, kam er auf
die Idee, dass so etwas in den Eisenbahntunneln nützlich sein könne.
Nach Fertigung eines entsprechenden Apparates beschloss er 1836
zusammen mit dem britischen Physiker Charles Wheatstone (1802?1875),
in England Telegraphenlinien aufzubauen. Beide entwickelten zwei
Telegraphiegeräte, den Nadeltelegraphen und den Zeigertelegraphen.
Letzterer fand verbreitete Anwendung und wurde später von der
Morsetelegraphie verdrängt. Die Sende- und Empfangsvorrichtung des
Zeigertelegraphen bestand aus der Bewegung eines Zeigers zu einzelnen
Buchstaben und Ziffern, die eine jeweils unterschiedliche Anzahl von
Stromstößen hervorrief.
Der US-amerikanische Erfinder David Alter (1807?1881) baute die erste
Telegraphenverbindung in Amerika auf. Im Jugendalter las er die
Biographie von Benjamin Franklin (siehe Teil 9 der Serie zur
Geschichte der Meteorologie) und entwickelte eine große Faszination
für die Erforschung der Elektrizität. Unabhängig von den Arbeiten von
Morse und Wheatstone (siehe oben) perfektionierte er 1836 einen
elektrischen Telegraphen, der aus sieben Drähten bestand, wobei der
Strom eine Nadel auf einer Scheibe am Ende jedes Drahtes auslenkte.
Sein System war so ausgereift, dass er damit Nachrichten von seiner
Werkstatt an seine Familienmitglieder im Haus in Elderton,
Pennsylvania, übermitteln konnte. Als er dazu befragt wurde, warum
seine Erfindung von anderen Erfindern unbemerkt geblieben war, sagte
er: ?Ich kann sagen, dass es keinerlei Zusammenhang zwischen dem
Telegraphen von Morse und anderen und meinem eigenen gibt ? Professor
Morse hat höchstwahrscheinlich noch nie von mir oder meinem
Elderton-Telegraphen gehört.? Bedeutende Entwicklungen gelangen Alter
auch auf dem Gebiet der Spektralanalyse.
Die beruflichen Interessen des französischen Astronomen Urbain Le
Verrier (1811?1877) beschränkten sich nicht nur auf die Astronomie
(dort gilt er als Entdecker des Planeten Neptun). Bereits in den
frühen 1850er Jahren setzte er sich für die Schaffung eines zentralen
französischen Wetterdienstes ein, der Wetterdaten aus einem
nationalen Beobachtungsnetz mithilfe des elektrischen Telegraphen
erfassen sollte (das von Samuel Morse in den 1830er und 1840er Jahren
entwickelte System wurde 1851 zum offiziellen Standard für die
europäische Telegraphie, siehe oben). Ein solcher Wetterdienst war
bereits 1807 von Lamarck vorgeschlagen worden (siehe Teil 11 der
Serie zur Geschichte der Meteorologie), doch zu jener Zeit gab es für
eine zentrale Stelle keine Möglichkeiten, aktuelle
Wetterinformationen rasch zu erhalten. Am 14. November 1854 führte
ein heftiger Sturm in der Nähe von Sewastopol auf der Krim zum
Untergang von etwa 41 französischen, britischen und türkischen
Schiffen. Le Verrier nahm unverzüglich eine Untersuchung der
Wetterbedingungen in ganz Europa zwischen dem 12. und 16. November
vor. Es gelang ihm, den Verlauf des Sturms einschließlich seiner
Zugbahn nachzuvollziehen, und er kam zu dem Schluss, dass dieser
hätte vorhergesagt werden können, wenn geeignete Echtzeit-Wetterdaten
aus einem Wettertelegraphennetz zur Verfügung gestanden hätten (siehe
Teil 13 der Serie zur Geschichte der Meteorologie). Von dort war es
nur ein kleiner Schritt zu der Schlussfolgerung, dass auch andere
Stürme vorhergesagt werden könnten. Am 16. Februar 1855 schlug er
Kaiser Napoleon III. (1808?1873) vor, in Frankreich ein
Wettertelegraphennetz aufzubauen. Zufälligerweise hatte nur einen Tag
zuvor ein weiterer schwerer Sturm die Fregatte ?La Sémillante? vor
der südfranzösischen Küste heimgesucht. Das Schiff mit mehr als 600
Mann an Bord ging verloren. Dies war die größte Schiffskatastrophe,
die das Mittelmeer je erlebt hatte, und Le Verrier?s Projekt wurde am
17. Februar vom Kaiser genehmigt, nur einen Tag nachdem er den
Vorschlag gehört hatte. Französische Häfen bildeten den ersten Teil
des neuen französischen meteorologischen Beobachtungsnetzes, doch
schon bald kamen weitere französische Beobachtungsstationen hinzu,
und es dauerte nicht lange, bis das Netz internationalen Charakter
annahm. Bereits 1856 umfasste das französische Netz 24
Beobachtungsstationen. Die täglich per Telegraph übermittelten
Wetterbeobachtungen wurden ab dem 2. November 1857 im ?Bulletin
international de l?Observatoire de Paris? veröffentlicht. Am 7.
September 1863 wurde in derselben Zeitschrift eine der frühesten
europäischen Wetterkarten veröffentlicht, die auf der Grundlage der
Beobachtungen der französischen Stationen und von etwa 50 Stationen
außerhalb Frankreichs erstellt worden war. Le Verrier arbeitete rund
20 Jahre lang am Aufbau des noch jungen französischen Wetterdienstes,
doch Meteorologie und Astronomie konkurrierten um seine Zeit und
Aufmerksamkeit sowie um die Ressourcen des Observatoire de Paris.
Kurz vor seinem Tod gelang es Le Verrier, Dienste einzurichten, die
meteorologische Warnungen für Häfen und die Landwirtschaft
herausgaben. Im Jahr 1878, ein Jahr nach seinem Tod, wurde die
meteorologische Abteilung des Observatoire de Paris zu einer
eigenständigen Organisation, dem ?Bureau central météorologique?. Zu
ihren Aufgaben gehörten atmosphärische Untersuchungen,
Wetterwarnungen für Häfen und die Landwirtschaft,
Wetterbeobachtungsstationen, Klimatologie und wissenschaftliche
Veröffentlichungen. Sie war der Vorläufer des heutigen Météo-France.
Damit wurde die Vision von Le Verrier (und vor ihm von Lamarck)
endlich verwirklicht. Le Verrier kann als ?Vater? des französischen
Wetterdienstes angesehen werden.
Die Serie Geschichte der Meteorologie wird fortgesetzt. Der nächste
Teil wird sich mit Persönlichkeiten der Physik im 19. Jahrhundert
beschäftigen, die auch für die Meteorologie bedeutend waren und sind.


Dipl.-Met. Markus Eifried

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.10.2026

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