Wissenschaft kompakt


Geschichte der Meteorologie - Teil 23: Meteorologie im 19.
Jahrhundert (c)


Der Schwerpunkt des heutigen Thema des Tages liegt bei
Persönlichkeiten aus dem Bereich der Meteorologie, die im 19.
Jahrhundert interessante Forschungsarbeiten erzielten. Die
Meteorologie war zu dieser Zeit eine aufstrebende Wissenschaft, so
dass es viele erwähnenswerte Forscher mit wichtigen Beiträgen aus
dieser Zeit gibt.


Wir beginnen mit einem Wissenschaftler aus Asien, der besonders
prägend für die Meteorologie auf dem indischen Subkontinent war.
Nachfolgend werden Forscher aus Europa und Amerika vorgestellt.

Der indische Mathematiker Radhanath Sikdar (1813-1870) aus Bengalen
war von 1852 bis 1862 Leiter der Wetterwarte in Kalkutta (Kolkata).
Seine erste Aufgabe bestand darin, eine Tabelle zur Umrechnung
barometrischer Beobachtungen auf eine Standardtemperatur von 32 Grad
F zu erstellen. Dazu entwickelte er die erforderliche Formel,
basierend auf der bekannten thermischen Ausdehnung und Kontraktion
der Messingskala des Barometers und des Quecksilbers selbst in
Abhängigkeit von der Temperatur. Dies war notwendig, um den Vergleich
von bei unterschiedlichen Temperaturen gemessenen Druckwerten zu
ermöglichen. Vor 1852 hatte das Observatorium nur unregelmäßige
Beobachtungen durchgeführt. Sikdar richtete umgehend ein Programm
regelmäßiger stündlicher Wetterbeobachtungen ein, welches die
Anwendung der notwendigen Korrekturen hinsichtlich der
Instrumentenleistung umfasste. Er wurde 1853 Mitglied der Asiatic
Society of Bengal und hatte bereits (ab Dezember 1852) die
regelmäßige Veröffentlichung der stündlichen Beobachtungen seines
Observatoriums sowie verschiedener Tages- und Monatsmittelwerte in
den "Proceedings and Journal" der Gesellschaft veranlasst. Dieses
Veröffentlichungsprogramm wurde bis 1877 fortgesetzt. Darüber hinaus
gelang ihm, in Dienste der Großen Trigonometrischen Vermessung
stehend, 1852 per Triangulation auch die erste Höhenbestimmung von
Peak XV im Himalaya. Er stellte fest, dass dieser wahrscheinlich der
höchste Berg der Welt sei (später nach dem Leiter der Großen
Trigonometrischen Vermessung Mount Everest genannt).
Der französische Meteorologe Emilien Renou (1815-1902) widmete sich
zunächst der Geologie und der Geographie in den nordafrikanischen
Regionen Algerien und Marokko. 1852 gründete mit Charles Joseph
Sainte-Claire Deville (1814?1876) die Societe Meteorologique de
France, deren Sekretär er in insgesamt elf Jahren war. Dabei hatte er
viermal das einjährige Amt des Präsidenten inne. Er führte 1855 die
Kategorien Altocumulus und Altostratus in die Wolkenklassifikation
nach Howard (siehe Teil 12 der Serie zur Geschichte der Meteorologie)
ein und etablierte damit das mittlere Wolkenstockwerk. Ab 1872 war er
bis zu seinem Tod Direktor im Parc Saint-Maur, von wo aus
meteorologische Untersuchungen angestellt wurden, die insbesondere
das Klima von Paris betrafen. In seinen Arbeiten über das Klima von
Paris diagnostizierte er unter anderem die urbane Wärme-Insel.
Der US-amerikanische Meteorologe William Ferrel (1817-1891) wuchs in
ärmlichen Verhältnissen auf und eignete sich sein ganzes Wissen als
Autodidakt an. Um das Jahr 1850 stieß er zufällig auf eine Abhandlung
über die Gezeiten und entdeckte, dass Laplace (siehe Teil 11 der
Serie zur Geschichte der Meteorologie) in seiner berühmten Abhandlung
zur Himmelsmechanik ein Fehler unterlaufen sein müsse: die Wirkung
von Sonne und Mond auf die Tiden auf der Erde muss die Erddrehung
langsam abbremsen. Laplace hatte den Effekt der Reibung nicht
berücksichtigt. 1856 erschien sein Artikel "An essay on the winds and
currents of the ocean", in dem er als Erster eine plausible Erklärung
für die Windzirkulation in den mittleren Breiten der Erde vorlegte
(planetarische oder planetare Zirkulation). 1858 veröffentlichte er
den Artikel "The influence of the Earth's rotation upon the relative
motion of bodies near its surface". Er stellte hierin fest, dass ein
Gegenstand, der sich auf der Erde bewegt, infolge der Erddrehung auf
der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhemisphäre nach links
abgelenkt wird. Nahezu gleichzeitig und unabhängig davon gelang dies
auch Buys Ballot (siehe Teil 20 der Serie zur Geschichte der
Meteorologie) mit dem Barischen Windgesetz. Er veröffentlichte noch
weitere Arbeiten zur Meteorologie und zur Hydrodynamik.
Der preußisch-US-amerikanische Meteorologe Heinrich Wilhelm Blasius
oder William Blasius (1818-1899) stellte 1852 als Erster eine Theorie
über die Genese der Stürme ("New theory of storms") auf, die bis
heute vollständig den Grundanschauungen der Vertreter der
Polarfronttheorie entspricht und in wesentlichen Punkten die Lehre
von Dove (siehe Teil 21 der Serie zur Geschichte der Meteorologie)
ergänzte. Er fand jedoch wenig Unterstützer, weil er seine eigene
Terminologie schuf und es versäumte, seine Theorien zu begründen.
Seine Thesen gerieten bald weitgehend in Vergessenheit.

Der britische Ingenieur Thomas Stevenson (1818-1887) aus Schottland
erfand die Wetterhütte oder Thermometerhütte, die im Englischen als
"Stevenson screen" bekannt wurde. Die Erfindung wurde 1864
veröffentlicht. Diese Wetterhütte ist im Wesentlichen ein belüfteter
Kasten, der die Messgeräte umschließt. Diese sind vor direkter
Sonneneinstrahlung geschützt, während gleichzeitig die Luft
ungehindert um sie herum zirkulieren kann. Das charakteristischste
Merkmal dieser Wetterhütte sind seine mit Lamellen versehenen
Seitenwände. Die Lamellen sind so geneigt, dass sie das Innere des
Kastens beschatten, während gleichzeitig die Zwischenräume zwischen
den Lamellen die Luftzirkulation durch den Schutz ermöglichen. Der
Schutz ist weiß lackiert, da eine dunkle Farbe dazu führen würde,
dass der Schutz Sonnenenergie absorbiert und sich dadurch erwärmt und
durch eine solche Erwärmung die Messgeräte Werte anzeigen, die nicht
repräsentativ für die Temperatur und Luftfeuchtigkeit sind. Diese
Wetterhütte enthält in der Regel mindestens ein Trockenthermometer
zur Messung der Lufttemperatur und ein Feuchtthermometer zur Messung
der Luftfeuchtigkeit. Oft sind auch Thermometer für Höchst- und
Tiefsttemperaturen enthalten, und es können zudem Aufzeichnungsgeräte
für Temperatur und Luftfeuchtigkeit vorhanden sein.
Der französische Physiker, Erfinder und Meteorologe Hippolyte
Marie-Davy (1822-1911) untersuchte rotierende Tiefdruckgebiete. Er
erkannte, dass mitteleuropäische Stürme und Sturmtiefs, von ihm als
"bourrasques" bezeichnet, im Kern dieselbe physikalische, rotierende
Struktur besitzen wie tropische Zyklonen. Um seine Theorie zu
beweisen und Zyklone sichtbar zu machen, führte er als einer der
Ersten tägliche synoptische Wetterkarten ein, die Linien gleichen
Luftdrucks (Isobaren) zeigten. Im September 1863 veröffentlichte er
im offiziellen Bulletin die erste überlieferte Wetterkarte dieser Art
in Frankreich. Marie-Davys Zyklonentheorie und seine herausragende
Arbeit mit Isobaren-Wetterkarten erlaubten es dem Pariser
Observatorium erstmals, heranziehende Stürme telegraphisch an die
französischen Seehäfen zu melden und so den modernen Sturmwarndienst
im Atlantik zu begründen. Seine Erkenntnisse wurden im Werk
"Meteorologie, les mouvements de l'atmosphere et des mers" (übersetzt
"Meteorologie, Bewegungen in der Atmosphäre und in den Meeren") 1866
publiziert. Marie-Davy war darüber hinaus auch auf dem Gebiet der
Elektrochemie tätig, er erfand die nach ihm benannte
Marie-Davy-Batterie.
Der britische Naturforscher und Schriftsteller Sir Francis Galton
(1822-1911) war in vielen verschiedenen Disziplinen wie Geographie,
Afrikaforschung und der Vererbungslehre tätig, er prägte dort den
Begriff Eugenik. Im Bereich der wissenschaftlichen Meteorologie war
Galton der Erste, der die Antizyklone, das Hochdruckgebiet, im
Gegensatz zur Zyklone, dem Tiefdruckgebiet, identifizierte. Er führte
die Verwendung von Karten ein, auf denen Gebiete mit ähnlichem
Luftdruck dargestellt wurden, die moderne Wetterkarte. Sein Buch
"Meteorographica" von 1863 war der erste systematische Versuch,
Wetterdaten auf kontinentaler Ebene zu sammeln, graphisch
darzustellen und zu interpretieren. Es wurde so zu einem
grundlegenden Werk der modernen wissenschaftlichen Meteorologie.
Seine Aktivitäten im Bereich der Datenerfassung und Datendarstellung,
sowohl hier als auch für die Geographische Gesellschaft und deren
Suche nach der Nilquelle, führten ihn schließlich zu den
statistischen Innovationen, die für seine quantitative Erforschung
der Vererbung erforderlich waren. Galton erstellte die erste
Wetterkarte, die in der Zeitung "The Times" veröffentlicht wurde (am
1. April 1875; sie zeigte die synoptische Situation des Vortags, des
31. März 1875). Wetterkarten entwickelten sich in der Folge weltweit
zu einem festen Bestandteil von Zeitungen.
Der französische Medizinier und Chemiker Paul-Jean Coulier
(1824-1890) bewies als Erster experimentell, dass Staubpartikel in
der Luft zwingend notwendig sind, damit Wasserdampf zu Wolken oder
Nebel kondensieren kann. Coulier goss in seinem Flaschenexperiment
1875 eine kleine Menge warmes Wasser in eine Glasflasche, sodass die
Luft darin mit Wasserdampf gesättigt war. Nach Erhöhung des Drucks in
der Flasche und anschließender schlagartiger Entweichung dessen
(adiabatische Expansion), kühlte sich die Luft ab und es bildete sich
augenblicklich ein künstlicher, dichter Nebel (eine Miniaturwolke) im
Gefäß. Als Coulier das Experiment wiederholte, die einströmende Luft
jedoch zuvor gründlich durch Baumwolle filterte, geschah etwas
Überraschendes: Trotz der schnellen Druckentlastung und Abkühlung
blieb die Luft absolut klar, es bildete sich kein Nebel. Er folgerte
korrekt, dass nicht die Luft oder der Wasserdampf allein für die
Wolkenbildung verantwortlich sind, sondern winzige, unsichtbare
Schwebeteilchen (Staub) in der normalen Umgebungsluft. Der
Wasserdampf benötigt diese festen Oberflächen, um sich daran
anzuheften und Tröpfchen zu bilden. Couliers Entdeckung wurde in
einer pharmazeutischen Fachzeitschrift (Journal de Pharmacie et de
Chimie) veröffentlicht und blieb in meteorologischen Kreisen
weitgehend unbeachtet.
Der britisch-australische Geodät George Goyder (1826-1898) wurde 1856
zum stellvertretenden Generalvermesser in der Kolonie Südaustralien
und 1861 dort zum Generalvermesser ernannt. Australien ist ein
weitgehend trockenes Land. Die Niederschlagsmengen schwanken stark,
und es kommt zu Dürren. In der regenreichen Zeit der 1850er und
frühen 1860er Jahre wurden in Südaustralien immer weiter nördlich von
der Küste neue Farmen gegründet. Ein trockenes Jahr im Jahr 1864
brachte eine Katastrophe mit sich: Ernten verdorrten, Vieh verendete
und Farmen wurden aufgegeben. Goyder wurde beauftragt, festzustellen,
wo die Ernten ausfielen und wo nicht. Im Jahr 1865 legte er die
"Goyder-Niederschlagslinie" oder einfach "Goyder-Linie" fest: die
Linie, an der der durchschnittliche jährliche Niederschlag etwa 300
mm (bzw. Liter pro Quadratmeter) betrug (einige Quellen sprechen von
einer Grenze von 250 mm). Er empfahl, nördlich dieser Linie, wo die
Bedingungen im Durchschnitt zu trocken waren, keinen Versuch zu
unternehmen, Getreide anzubauen. Selbst Schafzucht und
Weidewirtschaft wären in diesen Gebieten riskant. Seine Empfehlung
wurde von einigen Australiern verspottet, doch nachfolgende Dürren
bewiesen, dass sie tatsächlich durchaus vernünftig war. Die Linie
wurde als Richtwert dafür akzeptiert, wie weit landeinwärts die
Landwirtschaft über einen Zeitraum hinweg, der sowohl trockene als
auch feuchte Phasen umfassen konnte, eine vernünftige Aussicht auf
Erfolg hatte. Die Goyder-Linie ist auch an der natürlichen Vegetation
der Region erkennbar: Nördlich davon überwiegt der Salzstrauch. In
einigen Gebieten ist sie dort noch heute durch Gedenktafeln
gekennzeichnet. Goyder legte später eine ähnliche Linie im heutigen
Northern Territory in Australien fest.

Der britische Meteorologie Alexander Buchan (1829-1907) aus
Schottland erlangte durch seine konvektive Zyklonentheorie
Bekanntheit. Buchan argumentierte, dass lokale Erwärmung die Luft
expandieren und an Dichte verlieren lässt. Diese leichtere, warme
Luft steigt säulenartig nach oben (Konvektion). An der Oberfläche
entsteht dadurch ein relatives Vakuum, ein Tiefdruckgebiet. Der
entscheidende Durchbruch seiner Theorie war die Verknüpfung der
Mechanik mit der Feuchtigkeitsphysik. Wenn die feuchte Luft aufsteigt
und abkühlt, kondensiert der Wasserdampf zu Wolken und Regen. Bei
dieser Kondensation wird latente Wärme (Kondensationswärme) an die
Umgebung abgegeben. Diese Wärme heizt die Luft im Zentrum der Zyklone
weiter auf, verstärkt den thermischen Auftrieb und hält den "Motor"
des Sturms am Laufen. Durch den anhaltenden Druckabfall im Zentrum
wird kältere, dichtere Luft aus der Umgebung radial und spiralförmig
angesaugt (was die typische zyklonale Windzirkulation füttert).
Buchan war der Erste, dem es 1868 gelang, den exakten Zugweg eines
Sturms von Nordamerika über den Atlantik bis nach Europa lückenlos
anhand von Luftdruck- und Isobarenkarten nachzuzeichnen. Er bewies
damit, dass die wandernden Wirbelstürme der gemäßigten Breiten
physikalisch nach denselben konvektiven Gesetzen funktionieren wie
tropische Hurrikane.
Der peruanische Marineoffizier und Politiker Camilo Carrillo
(1830-1901) verfasste 1892 den ersten offiziellen wissenschaftlichen
Bericht über das Phänomen "El Nino". Vor der Geographischen
Gesellschaft von Lima hielt er einen wegweisenden Vortrag, in dem er
das jahrhundertealte Wissen der peruanischen Fischer wissenschaftlich
dokumentierte. Carrillo hielt schriftlich fest, dass die Fischer nahe
Paita im Norden Perus eine periodisch auftretende, ungewöhnlich warme
Meeresströmung "El Nino" nannten. Da diese Erwärmung meist um die
Weihnachtszeit ihren Höhepunkt erreichte, benannten die Fischer sie
nach dem Christkind. Er beschrieb, dass die warme Strömung die
typischen Kaltwasserfische wie Sardellen vertrieb und die Fischerei
zum Erliegen brachte. Gleichzeitig führte sie in den sonst extrem
trockenen Küstenwüsten zu heftigen Regenfällen, die von den
Landwirten für die Agrarwirtschaft genutzt wurden. Durch Carrillos
Bericht gelangte der Begriff "El Nino" von der mündlichen
Überlieferung lokaler Fischer in die internationale Wissenschaft, wo
er später als weltweites Klimaphänomen erforscht wurde.

Der französische Ingenieur Gustave Eiffel (1832-1923) errichtete
Brücken und andere Großbauwerke. Er entwarf den großen Turm aus
Eisen, der von 1887 bis 1889 in Paris gebaut wurde und seinen Namen
erhielt und seinerzeit das höchste Bauwerk der Welt war. Der Turm
fand sofort praktische Verwendung als riesiger Rundfunkmast, und
Eiffel nutzte ihn zudem für Experimente zur Windwiderstandsfähigkeit
und Aerodynamik. Eiffel ließ an verschiedenen Stellen im Turm
meteorologische Instrumente anbringen, und 1889 ermächtigte er das
Zentrale Meteorologische Büro Paris, auf der Turmspitze in 300 m Höhe
über dem Boden eine Wetterstation einzurichten. Eiffel entwarf
Gehäuse für seine Thermometer und andere Instrumente, die diese
schützten und gleichzeitig einen freien Luftstrom um sie herum
ermöglichten. Außerdem baute er ein privates
Wetterbeobachtungsnetzwerk mit 25 Stationen auf (darunter eine in
Algier). Die von ihm gesammelten Daten wurden in Wetteratlanten
zusammengefasst, die von 1903 bis 1912 veröffentlicht wurden. Der
Eiffelturm wurde zudem genutzt, um atmosphärische elektrische
Messungen auf verschiedenen Höhen bis hinauf zur Spitze
durchzuführen, die wiederum zur Untersuchung der vertikalen Profile
der Rauchpartikelkonzentration in der Grenzschicht dienten. Dies war
eine der frühesten Untersuchungen zur Luftverschmutzung in Paris.
Der dänische Bibliothekar, Kunsthistoriker und Amateur-Meteorologe
Philip Weilbach (1834-1900) schlug 1880 dem Ständigen Ausschuss der
Internationalen Meteorologischen Organisation (IMO), einem Vorläufer
der heutigen Weltorganisation für Meteorologie (WMO), die Bezeichnung
eines neuen, frei konvektiven, vertikalen oder mehrstufigen
Wolkentyps vor, nämlich "Cumulonimbus" (aufgetürmte Regenwolke), was
vom Ausschuss angenommen wurde. Dieser würde sich von Cumulus und
Nimbus unterscheiden und wäre an seiner oft sehr komplexen Struktur
sowie an seiner Fähigkeit, Gewitter zu erzeugen, zu erkennen. Mit
dieser Ergänzung wurde ein Kanon von zehn troposphärischen
Wolkengattungen festgelegt, der offiziell und allgemein anerkannt
wurde.

Der norwegische Meteorologe und Ozeanograph Henrik Mohn (1835-1916)
wurde 1866 zum ersten Professor für Meteorologie am neu
eingerichteten Institut für Meteorologie an der Universität
Christiania (Oslo) berufen. 1870 veröffentlichte er einen Sturmatlas,
1872 das Werk "Om Vind og Veir. Meteorologiens Hovedresultater"
(übersetzt "Grundzüge der Meteorologie. Die Lehre von Wind und Wetter
nach den neuesten Forschungen gemeinfasslich dargestellt"). Bei der
Eruption des isländischen Vulkans Askja Ende März 1875 wurden
gewaltige Mengen feiner Vulkanasche in die Atmosphäre geschleudert.
Die Aschewolke zog über das Europäische Nordmeer direkt nach
Skandinavien, wo es in weiten Teilen Norwegens und Schwedens zu
spürbarem Ascheregen kam. Mohn nutzte das meteorologische
Stationsnetz, um die genauen Zeitpunkte und Orte des Aschefalls
systematisch zu erfassen. 1877 veröffentlichte er eine
meteorologische Karte unter dem Titel "Askeregnen" (norwegisch für
"Der Ascheregen"). Mohn bewies als einer der ersten Wissenschaftler
weltweit, dass vulkanische Partikel durch atmosphärische Strömungen
über große Entfernungen hinweg transportiert werden können. Seine
präzisen meteorologischen Analysen halfen dabei zu verstehen, wie
Höhenwinde, die oberen Luftströmungen, Partikel rund um den Globus
tragen. Diese Erkenntnisse bilden bis heute die Grundlage für moderne
Schadstoffausbreitungsmodelle, wie sie etwa bei Vulkanausbrüchen für
die Luftfahrtsicherheit genutzt werden. Mohn leitete zusammen mit dem
norwegischen Zoologen Georg Ossian Sars (1837-1927) die Norwegische
Nordmeerexpedition mit dem Dampfschiff "Voeringen" zwischen 1876 und
1878, auf der neben ozeanographischen Messungen meteorologische
Beobachtungen durchgeführt und die Wanderungsbewegungen von Fischen
untersucht wurden. Mohn gewann neue Einblicke in die Dynamik der
Wechselwirkung zwischen Ozean und Atmosphäre. Das half ihm bei der
Entwicklung seiner Zyklonentheorie. Als einer der Ersten verstand er
die Beziehung zwischen der Dichteverteilung des Meerwassers, den
Meeresströmungen und der Erdrotation. Bereits 1880 erklärte Mohn die
Bildung von Tiefenwasser im Europäischen Nordmeer. Mohn war 1879
Gründungsmitglied der Internationalen Polarkommission und sorgte
dafür, dass Norwegen eines der ersten Länder war, die die
Finanzierung einer Forschungsstation (Bossekop, heute ein Stadtteil
von Alta in Nordnorwegen) für das Erste Internationale Polarjahr von
1882/83 zusicherten. Mohn leistete in den 1890er Jahren Pionierarbeit
bei der Erforschung von Wolken in der Stratosphäre. Er gilt als der
Erste, der die schillernden polaren Stratosphärenwolken (PSC)
wissenschaftlich untersuchte und gab ihnen im Jahr 1893 den
treffenden Namen Perlmuttwolken (norwegisch: perlemorskyer). Mohn
veröffentlichte 1893 eine umfassende Arbeit über diese "irisierenden
Wolken". Er beschrieb fasziniert ihre einzigartigen optischen Effekte
und leuchtenden Farben, die nach Sonnenuntergang am Polarhimmel
sichtbar werden. Mohn erkannte sofort, dass sich diese Wolken weit
oberhalb der normalen Wetterschicht befinden mussten. Allerdings
überschätzte er ihre Höhe massiv und berechnete sie auf über 100
Kilometer. Rund 40 Jahre später fand man heraus, dass sie real in der
unteren Stratosphäre in 20 bis 30 km Höhe liegen. Mohn sah in den
polaren Stratosphärenwolken vor allem ein faszinierendes optisches
Naturphänomen. Heute weiß die moderne Atmosphärenphysik, dass diese
stratosphärischen Wolken eine Schlüsselrolle beim Ozonabbau spielen:
An der Oberfläche ihrer Eiskristalle, die oft aus Salpeter- und
Schwefelsäure bestehen, werden harmlose Chlorverbindungen in
hochreaktive Gase umgewandelt, die unter Sonneneinstrahlung das
Ozonloch über den Polarregionen aufreißen. Mohn gilt als Begründer
der Meteorologie und Ozeanographie in Norwegen.

Der bayerische Physiker und Meteorologe Wilhelm von Bezold
(1837-1907) wurde 1878 zum Direktor der Bayerischen Meteorologischen
Zentralstation in München ernannt. Ab 1879 gab er ein
meteorologisches Jahrbuch und ab 1881 einen täglichen Wetterbericht
der Zentralstation heraus. 1885 wechselte er als Direktor des
Meteorologischen Instituts an die Universität Berlin, wo er bis 1907
tätig war. Er machte sich um den Aufbau des Netzes meteorologischer
Stationen in Preußen und Bayern verdient. Maßgeblich auf seine
Initiative hin wurden die Höhenwetterstationen auf dem Brocken und
nachfolgend auf dem höchsten preußischen Berg, der Schneekoppe im
Riesengebirge in Schlesien, geschaffen. Letztere nahm ihren
Messbetrieb im Juni 1900 auf. Von Bezold führte viele Untersuchungen
auf dem Gebiet der Elektrizitätslehre durch sowie über physiologische
Optik. Seine meteorologischen Arbeiten betreffen die Dämmerung, die
Lehre vom Gewitter, den Erdmagnetismus und die Thermodynamik der
Erdatmosphäre. Er führte 1888 in der Arbeit "Zur Thermodynamik der
Atmosphäre" den Begriff der potentiellen Temperatur, einer
thermodynamischen Zustandsgröße, ein. Die potentielle Temperatur ist
die Temperatur, die ein Luftpaket annehmen würde, wenn man es
trockenadiabatisch (also ohne Wärmeaustausch mit der Umgebung) von
seinem aktuellen Druckniveau auf einen festgelegten Referenzdruck
bringt (in der Meteorologie standardmäßig 1000 hPa, was in etwa dem
Luftdruck auf Meereshöhe entspricht). Da Luft beim Absinken
komprimiert wird und sich erwärmt bzw. beim Aufsteigen expandiert und
abkühlt, macht die potentielle Temperatur Luftmassen auf
unterschiedlichen Höhen thermodynamisch direkt miteinander
vergleichbar. Vor von Bezolds Arbeit war es extrem schwer zu
bestimmen, ob eine Luftschichtung stabil oder instabil ist, da die
Temperatur mit der Höhe naturgemäß abnimmt. Mithilfe der potentiellen
Temperatur lässt sich die atmosphärische Stabilität sofort ablesen.
Bei einer stabilen Atmosphäre nimmt die potentielle Temperatur mit
der Höhe zu (die Luft wehrt sich gegen Vertikalbewegungen). Bei einer
labilen oder instabilen Atmosphäre nimmt die potentielle Temperatur
mit der Höhe ab (es kommt zu starker Konvektion, z. B.
Gewitterbildung). Bei einer neutralen Atmosphäre bleibt die
potentielle Temperatur mit der Höhe gleich (trockenadiabatische
Schichtung).
Die Serie Geschichte der Meteorologie wird fortgesetzt. Der nächste
Teil wird Persönlichkeiten vorstellen, die Beiträge zur Chemie und
auf dem Gebiet der Messtechnik im 19. Jahrhundert leisteten, die für
die Meteorologie bedeutsam waren.

Dipl.-Met. Markus Eifried

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 31.10.2026

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