Thema des Tages
Ausgegeben vom Deutschen Wetterdienst. Neueste Meldung oben

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 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Wissenschaft kompakt Geschichte der Meteorologie - Teil 18: Aerologie im 18. und 19. Jahrhundert Das heutige Thema des Tages widmet sich der meteorologischen Erforschung der höheren Atmosphärenschichten. Dabei kamen im 18. und 19. Jahrhundert neben Drachen Ballone zum Einsatz. Nach den letzten Themen des Tages zur Geschichte der Meteorologie, die sich der Bildung nationaler meteorologischer Institutionen in ausgewählten Ländern widmete, wird im heutigen Teil der Serie die Entwicklung der Meteorologie in höheren Atmosphärenschichten im 18. und 19. Jahrhundert beleuchtet. Neben Drachen kamen Ballone zum Einsatz. Erste wissenschaftliche Messungen mit Drachen wurden 1749 in Camlachie bei Glasgow in Schottland durchgeführt. Der britische Pharmazeut, Astronom und Mathematiker Alexander Wilson (1714-1786) und der britische Physiker und Naturphilosoph Thomas Melvill oder Thomas Melville (1726-1753) untersuchten mittels eines Drachengespanns und verschiedener Thermometer die Temperatur in Höhenbereichen bis 1000 m oberhalb der Erdoberfläche. 1752 folgte der berühmte Drachenaufstieg von Benjamin Franklin (1706-1790), Naturwissenschaftler, Erfinder und Staatsmann aus Neuengland, der im Teil 9 der Serie Geschichte der Meteorologie beschrieben ist. Durch diesen sah er seine Hypothese über die Luftelektrizität bestätigt. Nach den viel älteren Fesseldrachen, die teils auch bemannt waren, gilt der Heißluftballon als ältestes Luftfahrzeug. Als Erfinder gelten die Brüder Montgolfier (die beiden französischen Erfinder Joseph Montgolfier (1740-1810) und Etienne Montgolfier (1745-1799)), weswegen die Heißluftballone auch Montgolfière genannt werden. Die ersten Ballonfahrten fanden 1783 bei Paris statt, der erste unbemannt, der zweite mit Tieren, der dritte war schließlich bemannt. Der Arzt und Luftfahrtpionier John Jeffries (1744-1819) aus Neuengland und der französische Ballonfahrer Jean-Pierre Blanchard (1753-1809) machten während eines gemeinsamen Ballonaufstieges 1784 Beobachtungen zur Atmosphäre. Sie stellten fest, dass die Temperatur mit zunehmender Höhe abnahm, von 11 Grad C am Boden auf -2 Grad C in 9000 Fuß (ca. 2750 m) Höhe. Außerdem verzeichneten sie einen stetigen Druckabfall mit zunehmender Höhe und stellten große Schwankungen der Luftfeuchtigkeit fest, während der Ballon aufstieg. Jeffries hatte zuvor 1774 begonnen, in Boston regelmäßige Wetterbeobachtungen durchzuführen. Der französische Physiker und Luftfahrer Jacques Alexandre Cesar Charles (1746-1823) führte 1783 die ersten beiden bemannten Aufstiege in einem Wasserstoffballon, einer nach ihm benannten Charlière, durch. Beim zweiten Aufstieg führte er Messungen durch. Sein Barometer fiel um etwa 23 cm und die Temperatur sank von 10 Grad C (50 Grad F) am Boden auf -7 Grad C (20 Grad F) in der höchsten erreichten Höhe (ca. 3450 m). Im Jahr 1787 entdeckte Charles den Zusammenhang zwischen dem Volumen eines Gases und seiner Temperatur (bei konstantem Volumen ist der Druck eines Gases proportional zu seiner Temperatur), veröffentlichte diese Arbeit jedoch nie. Der russische Chemiker und Luftfahrtpionier Jakow Dmitrijewitsch Sacharow oder Yakov Zakharov (1765-1836) führte 1804 den von der Kaiserlich-Russischen Akademie der Wissenschaften organisierten weltweit ersten wissenschaftlichen Flug mit einem Forschungsprogramm durch, der allerdings eine Ballonfahrt war. Der Zweck dieser Fahrt bestand darin, den Zustand der Atmosphäre in Abhängigkeit von der Höhe zu untersuchen. Sacharow entnahm Luftproben und untersuchte die Schallausbreitung, die Aufladung von Gegenständen und das Verhalten einer Magnetnadel. Er stellte im Vergleich zu Bodenmessungen keine Unterschiede in der Höhe fest. Darüber hinaus wurden die üblichen meteorologischen Eigenschaften der Luft gemessen. Er stellte fest, dass sich der Nordostwind in Bodennähe in einer bestimmten Höhe allmählich in Ostwind verwandelte. Dies steht im Einklang mit dem erst viel später abgeleiteten Gesetz über die Änderung der Windrichtung mit der Höhe in der Grenzschicht der Atmosphäre. Der französische Chemiker, Physiker und Aeronaut Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) leitete 1802 unter Bezugnahme auf ältere Arbeiten die Beziehung zwischen dem Volumen eines Gases und seiner Temperatur neu her und veröffentlichte sie (bei konstantem Volumen ist der Druck eines Gases proportional zu seiner Temperatur in Kelvin). Sie wird als Gay-Lussac-Gesetz bezeichnet. 1804 sicherte die französische Akademie der Wissenschaften die Finanzierung eines Ballonflugs zu, bei dem atmosphärische Messungen durchgeführt werden sollten, um festzustellen, wie sich die Zusammensetzung der Atmosphäre mit der Höhe verändert. Am 24. August desselben Jahres stiegen Gay-Lussac und der französische Physiker und Mathematiker Jean-Baptiste Biot (1774-1862) in einem Ballon über Paris auf etwa 4000 m Höhe. Das Hauptziel dieses Aufstiegs war es, festzustellen, ob das Erdmagnetfeld mit der Höhe abnimmt. Sie bemerkten, dass es keine offensichtlichen Veränderungen im Magnetfeld gab, während der Ballon aufstieg. Sie stellten außerdem fest, dass die Luft mit zunehmender Höhe trockener wurde, während die Temperatur sank. Am 6. September desselben Jahres stieg Gay-Lussac allein auf fast 7000 m. Luftproben, die in dieser Höhe entnommen wurden, wurden später analysiert und wiesen denselben Sauerstoffanteil auf wie die Luft an der Erdoberfläche. Die Temperatur an der Erdoberfläche betrug 28 Grad C, während sie in 7000 m Höhe nur noch -10 Grad C betrug. Gay-Lussac bemerkte, dass sich am höchsten Punkt des Fluges noch immer Wolken über ihm befanden. Ende 1804 formulierte Gay-Lussac einen Zusammenhang, der als Gay-Lussacs Gesetz der Volumenverhältnisse bekannt wurde. Es besagt, dass bei der Verbindung von Gasen zu anderen Gasen das Verhältnis der Volumina der Ausgangsgase zu denen der Produkte als ganze Zahlen ausgedrückt werden kann, sofern alle Volumina bei gleicher Temperatur und gleichem Druck gemessen werden. Der britische Aeronaut Charles Green (1785-1870) unternahm etwa 500 Aufstiege in verschiedenen Ballons. In den frühen 1830er Jahren bemerkte er bei einigen dieser Fahrten einen scheinbar beständigen Westwind, der in einer Höhe von etwa 10.000 Fuß (3.050 m) wehte. Ihm wurde klar, dass ein solcher Wind einen Ballon bis zum europäischen Festland tragen könnte, und um diese Idee zu testen, startete er am 7. November 1836 mit zwei Passagieren an Bord seines Ballons "Royal Vauxhall" von London aus. Der Flug war erfolgreich: Er legte etwa 770 km zurück und endete nach 18 Stunden in Weilburg (Hessen-Nassau). Dies war für die damalige Zeit ein Rekordballonflug. Auf Beschluss des Observatoriums Kew 1852, die meteorologischen und physikalischen Eigenschaften der oberen Atmosphäre durch Ballonfahrten zu untersuchen, bei denen Beobachter und Instrumente in die Höhe befördert werden sollten, erklärte sich Green bereit, seinen umbenannten Ballon "Nassau" ("Royal Vauxhall") für dieses Projekt zu steuern. Der britische Meteorologe John Welsh (1824-1859) vom Observatorium Kew wurde als Beobachter ausgewählt. Die bei diesen Flügen verwendeten meteorologischen Instrumente waren ein Barometer, Trocken- und Feuchtthermometer (mit Luftzufuhr und frei) sowie ein Regnault-Hygrometer (die Thermometer mit Luftzufuhr stammten aus Welshs eigener Konstruktion und gehörten zu den frühesten Instrumenten dieser Art). Green und Welsh unternahmen vier Aufstiege (zwei im August, einen im Oktober und einen im November 1852). Die Flüge erreichten geschätzte Höchsthöhen von 19.510, 19.100, 12.640 bzw. 22.930 Fuß (ca. 7000 Meter), bei beobachteten Mindesttemperaturen von 8,7 Grad F, 12,4 Grad F, 16,4 Grad F und 10,5 Grad F. In den oberen Schichten wurden Luftproben entnommen und später mit Luft aus bodennahen Schichten verglichen. Es zeigte sich, dass die relativen Anteile von Stickstoff und Sauerstoff in der Luft von der Oberfläche bis in die oberen Schichten unverändert blieben. Es wurde ein allgemeiner Temperaturrückgang mit zunehmender Höhe festgestellt, obwohl die Temperatur in einigen Fällen in einer relativ dünnen Schicht (2000 bis 3000 Fuß bzw. 600 bis 1000 Meter dick) konstant blieb oder sogar mit zunehmender Höhe anstieg. Der britische Marineoffizier und Polarforscher Sir William Edward Parry (1790-1855) unternahm mehrere Arktis-Expeditionen auf der Suche nach der Nordwestpassage. Bei der zweiten Arktis-Expedition 1821 bis 1823 musste er im Norden der Hudson Bay zweimal überwintern. Bei der zweiten Überwinterung auf der Insel Iglulik befestigte er ein Thermometer auf einem Drachen zur Temperaturmessung in der Höhe. Der US-amerikanische Aeronaut John Wise (1808-1879) unternahm etwa 470 Ballonfahrten, die der Erforschung der Atmosphäre dienten. Bei einem Flug im Juni 1843 geriet er in ein Gewitter. Er flog unter einer großen, dunklen, bedrohlichen schwarzen Wolke hindurch und wurde von einem aufsteigenden Wirbel nach oben gerissen, der seinen Ballon heftig drehen und schwanken ließ. Die Kälte wurde immer intensiver, und an der Takelage bildete sich Eis, doch der unkontrollierte Aufstieg setzte sich fort. Der Ballon wurde schließlich aus der Aufwindströmung herausgeschleudert und fiel rasch ab, wurde dann aber erneut von der Aufwindströmung erfasst. Wise stieg und sank auf diese Weise mehrmals auf und ab. Seine Beobachtungen, die er während zahlreicher Flüge gemacht hatte, ließen ihn zu dem Schluss kommen, dass es in den oberen Schichten der Atmosphäre eine regelmäßige Luftströmung gibt, die von Westen nach Osten weht. Er schätzte deren Geschwindigkeit auf "zwanzig bis vierzig und sogar sechzig Meilen pro Stunde, je nach Höhe über der Erde" und kam zu dem Schluss, dass eine Reise über den Atlantik in einem Ballon, der von dieser Strömung getragen wird, möglich wäre. Wise wird die erste Beförderung von Luftpost zugeschrieben. 1859 soll er im Bundesstaat Indiana Briefe und Postwurfsendungen per Ballon befördert haben. Der britische Meteorologe und Aeronaut James Glaisher (1809-1903) ist vor allem für eine Reihe wissenschaftlicher Ballonfahrten bekannt, die er von 1862 bis 1866 unternahm. 1834 übernahm er die Leitung der neuen Abteilung für Magnetismus und Meteorologie am Greenwich-Observatorium und wurde damit zum ersten hauptamtlichen Meteorologe der britischen Regierung. Ab 1836 wurden am Observatorium Wetterbeobachtungen während der Sonnenwenden und Tagundnachtgleichen aufgezeichnet. Im November 1840 führte Glaisher ein Programm regelmäßiger täglicher Wetterbeobachtungen ein. 1845 veröffentlichte Glaisher seine Taupunkttabellen zur Messung der Luftfeuchtigkeit. Anschließend wurde er von der Londoner "Daily News" beauftragt, Wetterdaten aus ganz Großbritannien zu sammeln, was den Aufbau eines Netzwerks von Amateur-Wetterbeobachtern erforderte. Die daraus resultierenden Wetterberichte wurden ab dem 31. August 1848 in Textform im "Daily Weather Report" der Daily News veröffentlicht. Im Jahr 1851 veröffentlichte Glaisher dann die ersten britischen Wetterkarten, wobei er Berichte nutzte, die er über das neue Telegraphensystem erhalten hatte. Die British Association for the Advancement of Science beschloss 1859, die Durchführbarkeit wissenschaftlicher Beobachtungen in den oberen Schichten der Atmosphäre mittels Ballonaufstiegen zu prüfen. Der für dieses Projekt zuständige Ausschuss schloss 1861 einen Vertrag mit dem britischen Aeronauten Henry Coxwell (1819-1900) über die Bereitstellung eines Ballons und dessen Dienste als Pilot ab. Glaisher, ein Mitglied des Ausschusses, erklärte sich bereit, als Beobachter mitzuwirken. Die Hauptziele der Ballonfahrten bestanden darin, die Temperatur- und Feuchtigkeitsprofile in der Atmosphäre bis in die höchstmöglichen Schichten zu messen. Darüber hinaus gab es mehrere sekundäre Ziele: die Messung der Taupunkttemperatur mithilfe von Hygrometern sowie Trocken- und Feuchtthermometern und der Vergleich der Ergebnisse, der Vergleich der Messwerte eines Aneroidbarometers mit denen eines Quecksilberbarometers bis zu einer Höhe von 5 km, die Bestimmung des elektrischen Zustands und des Sauerstoffgehalts der Luft, die Durchführung magnetischer Beobachtungen durch Messung der Schwingungsfrequenz eines Magneten, die Entnahme von Luftproben in verschiedenen Höhen, die Ermittlung der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung verschiedener Strömungen in der Atmosphäre, die Notation der Höhen und Arten der Wolken sowie deren Dichte und Dicke sowie die Ausführung von Beobachtungen zum Schall. Zusätzlich zu den oben genannten Instrumenten war der Ballon mit Maximal- und Minimalthermometern, einem horizontal schwingenden Magneten, versiegelten Glasröhren, aus denen die Luft entfernt worden war, sowie einem Elektrometer ausgestattet. Der erste Aufstieg erfolgte am 17. Juli 1862 vom Gaswerk in Wolverhampton aus. Glaisher und Coxwell unternahmen insgesamt 28 Aufstiege, den letzten am 26. Mai 1866. Sieben davon waren Höhenflüge. Bei einem dieser Flüge im Juli 1862 stieg das Team auf mindestens 28.000 Fuß (etwa 8800 m) auf. Glaisher verlor das Bewusstsein, und beide Männer wären beinahe an Erstickung gestorben, bevor es Coxwell gelang, das Wasserstoffventil mit den Zähnen zu betätigen, da seine Hände durch Erfrierungen unbrauchbar waren. Dieser Flug stellte einen Höhenrekord auf. Der US-amerikanische Aeronaut Thaddeus Lowe (1832-1913) führte während seiner Ballonfahrten Wetterbeobachtungen durch. Wie sein Landsmann Wise (siehe oben) war Lowe davon überzeugt, dass ein transatlantischer Ballonflug aufgrund der von ihm beobachteten beständigen Westwinde in der oberen Atmosphäre möglich sei. Die Richtung aus West war jedoch nicht so regelmäßig, wie er angenommen hatte. Im April 1861 kurz nach Ausbruch des Amerikanischen Bürgerkrieges stieg er in Cincinnati, Ohio, in einen Ballon auf, in der Hoffnung, irgendwo im Osten an der US-Ostküste anzukommen. Tatsächlich trugen ihn die Winde jedoch in Richtung Südosten, bis nach South Carolina (damals Konföderierte Staaten von Amerika), wo er als Spion der Union verhaftet wurde. Er wurde jedoch schnell wieder freigelassen. Der russische Chemiker Dmitri Iwanowitsch Mendelejew oder Dmitrij Ivanovic Mendeleev (1834-1907) ist als "Vater" des Periodensystems in der Chemie bekannt. Er war außerdem als wissenschaftlicher Berater der russischen Regierung tätig und leitete von 1892 bis zu seinem Lebensende das russische Amt für Maße und Gewichte. Mendelejew beschäftigte sich zudem mit Meteorologie. 1871 wandte er sich der Untersuchung von Gasen zu. Er hoffte, durch detaillierte Untersuchungen der Kompressibilität und Ausdehnbarkeit von Gasen die Existenz eines universellen Äthers nachweisen zu können. Er war der Ansicht, dass sich atmosphärische Gase ab einer bestimmten, noch unbestimmten Höhe nicht weiter ausdehnen würden, was die Grenze zwischen der Atmosphäre und dem Äther darstellen würde. Seine Experimente hierzu schlugen fehl. Danach widmete er sich der Untersuchung von Gasen im "natürlichen Labor" der Erdatmosphäre. Seine Arbeitshypothese lautete damals, dass es in der oberen Atmosphäre eine Wärmequelle geben müsse, die es den dort sehr dünnen Gasen ermögliche, sich mit zunehmender Höhe weiter auszudehnen. Mendelejew ging davon aus, dass solche Untersuchungen zu Erkenntnissen führen könnten, die für das Verständnis des Wetters nützlich wären. Er sah eine Notwendigkeit, das Gesetz der Temperaturänderung in verschiedenen Luftschichten zu kennen. Da er jedoch vom Boden aus keine direkten Beobachtungen der oberen Atmosphäre vornehmen konnte, erwog er stattdessen die Durchführung wissenschaftlicher Ballonflüge. Leider gelang es Mendelejew nicht, eine Finanzierung zu sichern, und seine geplanten Ballonflüge fanden nicht statt. Im Rahmen der Russischen Technischen Gesellschaft wurde 1880 eine Sektion für Aerostatik (die sogenannte VII. Sektion) gegründet. In diesem Rahmen gelang es Mendelejew, an Ballonflügen teilzunehmen. 1887 führte er während einer Sonnenfinsternis Messungen von einem Ballon aus durch. Der Ballon startete in Klin bei Moskau und erreichte eine Höhe von 3350 m. Der russische Meteorologe Michail Alexandrowitsch Rykatschew (1841-1919) führte am zentralen Geophysikalischen Observatorium in Sankt Petersburg aerologische Messungen mit einem Ballon durch. Er verwendete ein Thermometer mit einem spiralförmigen Behälter, um die Umgebungstemperatur schneller anzuzeigen. Seinen ersten Flug unternahm er am 21. Mai 1868. Besonders interessant ist der Flug vom 1. Juni 1873. Der Ballon startete von einer Wiese in der Nähe der Militärschule Pawlow in Sankt Petersburg. Er erreichte eine Höhe von 4046 Meter über dem Meeresspiegel, wo die Temperatur -8 Grad C betrug. Beim Aufsteigen wurde der Ballon zunächst nach Westen getragen und kehrte dann nach Südosten zurück. Aufgrund dieser Umkehr blieb der Ballon in der Nähe der Stadt, wodurch seine Position mithilfe von Theodoliten aus Pulkowo, Kronstadt und Sankt Petersburg verfolgt werden konnte. Damit war die Berechnung der Höhe des Ballons möglich, und aus der horizontalen Verschiebung ließ sich die Windgeschwindigkeit ermitteln. Somit konnte die Genauigkeit der von Rykatschew aufgezeichneten, visuell ermittelten Geschwindigkeit beurteilt werden. Rykatschew arbeitete am Observatorium zudem an der Neuorganisation des Netzwerks lokaler Wetterbeobachtungsstationen. 1876 wurde er dort zuständig für Sturmwarnungen. 1896 wurde er zum Direktor des zentralen Geophysikalischen Observatoriums bestellt. Neben der Meteorologie interessierte er sich für hydrologische Probleme und führte 1897 das erste öffentliche Warnsystem an der Newa ein, was besonders für Sankt Petersburg Relevanz hatte. Er verfeinerte zudem die hypsometrische Gleichung von Laplace (Beziehung zwischen atmosphärischem Druck mit der geometrischen Höhe) durch Unterteilungen atmosphärischer Schichten. 1904 und 1905 setzte er zudem Drachen ein, um Instrumente in die Höhe zu befördern und atmosphärische Messungen in Pawlowsk bei Sankt Petersburg durchzuführen. Der französische Astronom Camille Flammarion (1842-1925) befasste sich auch mit Klimatologie und Meteorologie. Er interessierte sich für den Einfluss der Sonne auf die Erde und untersuchte den elfjährigen Sonnenzyklus. In den Jahren 1867 und 1868 unternahm er zusammen mit dem bekannten französischen Aeronauten Eugène Godard (1827-1890) acht wissenschaftliche Ballonfahrten über Paris. Er sammelte ähnliche Beobachtungen wie Glaisher (siehe oben), obwohl der Ballon nur geringe Höhen erreichte. Flammarion veröffentlichte in seinem Buch "L'Atmosphère" eine Sammlung von 50 Berichten über Kugelblitze. Dieses Buch behandelte verschiedene Themen rund um die Atmosphäre in einem journalistischen und populärwissenschaftlichen Stil. Glaisher gab die englische Fassung dieses Buches heraus, die 1873 in London erschien. Das große Interesse an der Meteorologie veranlasste den französischen Chemiker und Meteorologen Gaston Tissandier (1843-1899), Ballonfahrer zu werden. Bei seiner ersten Ballonfahrt, die 1868 von Calais aus startete, trieb er zunächst über das Meer hinaus, bevor er in eine gegenläufige Luftströmung geriet, die ihn zurück an Land brachte. In den 1870er Jahren unternahm er zahlreiche Aufstiege mit seinem Ballon "Zenith". Einer davon fand vom 23. bis 24. März 1875 statt. An Bord befanden sich Tissandier und sein Bruder, der französische Architekt und Luftschiffer Albert Tissandier (1839-1906), sowie mehreren Kollegen. Das Ziel des Teams war es, vom Ballon aus meteorologische Beobachtungen durchzuführen. Sie hatten Thermometer, ein Barometer und ein Taupunkt-Hygrometer dabei. Der Luftdruck, die Temperatur und die Wetterbedingungen entlang der Flugbahn des Ballons wurden auf Formularen festgehalten, die über Bord geworfen wurden, in der Hoffnung, dass sie geborgen und nach Paris weitergeleitet würden. Während des Fluges erreichten sie eine Höhe von 1100 m. Am 15. April 1875 kam es jedoch zu einer Katastrophe. Gaston Tissandier stieg zusammen mit zwei Kollegen auf 8600 m auf. Seine Kollegen starben in der dünnen Luft, während Tissandier überlebte, infolge des Fluges jedoch taub wurde. Er publizierte mehrere Artikel seiner Ballonfahrten und gründete das wissenschaftliche Magazin "La Nature", welches er bis 1896 verlegte. Während einer seiner Ballonfahrten im Jahr 1873 beobachtete Tissandier das als "Glorie" bekannte optische Phänomen. Er veröffentlichte eine Zeichnung dessen, was er gesehen hatte, in seinem 1887 erschienenen Buch "Histoire de mes ascensions". Anfang der 1880er Jahre wandten sich Tissandier und sein Bruder den steuerbaren Luftschiffen zu, die mithilfe eines von einem kleinen Elektromotor angetriebenen Propellers gesteuert werden konnten (Elektroluftschiff). 1883 führten sie erfolgreich einen Flug mit einem Luftschiff durch, das mit einem Elektromotor ausgestattet war. Die Serie Geschichte der Meteorologie wird fortgesetzt. Der nächste Teil wird sich unter anderem der Entwicklung der Telegraphie widmen, mit welcher erstmals meteorologische Beobachtungen und Daten rasch über große Distanzen verbreitet werden konnten. Dipl.-Met. Markus Eifried Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 10.10.2026 Copyright (c) Deutscher Wetterdienst