MKL1888:Meteorologie
[536] Meteorologie (griech.), die Lehre von dem physikalischen Zustand der Atmosphäre, d. h. der Größe und den Veränderungen des Luftdrucks, der Temperatur, Feuchtigkeit, der elektrischen und optischen Erscheinungen sowie den durch die erstern hervorgerufenen Bewegungen, den Winden, den verschiedenen Formen des sich ausscheidenden Wasserdampfs (Wolken, Nebel, Reif, Tau) und den wässerigen Niederschlägen (Regen, Schnee, Hagel, Graupeln). Weil die Untersuchung des jeweiligen Zustandes der Atmosphäre auf die Bestimmung der Witterung und die der Witterungsverhältnisse eines Ortes auf die seines Klimas führt, so pflegt man Untersuchungen dieser Art ebenfalls zum Gebiet der M. zu rechnen und die Lehre über die charakteristischen Eigenschaften sowie die verschiedenen Formen, welche das Klima in den einzelnen Gegenden der Erde zeigt, die Klimatologie, als eine Unterabteilung der M. anzusehen. Außer der eigentlichen Aufgabe der M., den kausalen Zusammenhang sowie die Ursachen für die verschiedenen atmosphärischen Erscheinungen zu erforschen und die Gesetze zu bestimmen, nach welchen ihre Veränderungen vor sich gehen, ist in neuester Zeit auch noch die Aufgabe hinzugetreten, zu zeigen, wie aus den augenblicklich vorhandenen und den frühern Witterungsverhältnissen auf die zukünftigen geschlossen werden kann. Deshalb zerfällt die eigentliche M. in einen theoretischen Teil, welcher einen Abschnitt der Physik bildet und die sich aus Beobachtungen ergebenden Thatsachen und Erscheinungen auf physikalische Gesetze zurückzuführen sucht, und einen praktischen Teil, welcher die Lehre der Wetterprognosen (s. d.)[WS 1] umfaßt und durch diese die M. den verschiedensten Zweigen des praktischen Lebens nutzbar zu machen strebt. Der Lösung der verschiedenen Aufgaben der M. näher zu treten, ist erst dadurch möglich geworden, daß an den verschiedensten Orten regelmäßige Beobachtungen der meteorologischen Elemente angestellt wurden. In Deutschland datieren die ältesten Beobachtungen dieser Art aus dem Schluß des vorigen Jahrhunderts, wo die Pfälzer Meteorologische Gesellschaft (Societas meteorologica palatina) zu Mannheim (1782–92) regelmäßige Beobachtungen an einer größern Anzahl von Orten Deutschlands veranlaßte. Trotzdem auch schon früher (1778–80) in Padua stündliche Beobachtungen angestellt waren, denen später ähnliche in Schottland (1824 und 1825) und in Belgien (1834 und 1835) folgten, und dieselben seit Anfang der 40er Jahre an vielen Orten Europas und auch außerhalb dieses Erdteils angestellt wurden, so blieben doch alle diese zwar an und für sich wichtigen Beobachtungen ohne eine innere Verbindung, und erst der neuesten Zeit ist es vorbehalten gewesen, die Aufgaben der M. nach einem gemeinschaftlichen [537] Plan in Angriff zu nehmen. Außerdem ist es auch erst in der neuesten Zeit möglich geworden, die zu den Beobachtungen nötigen Instrumente dahin zu vervollkommnen, daß die Ablesungen zu bestimmten Terminen durch fortlaufende Aufzeichnungen von selbstthätigen Registrierapparaten ersetzt wurden, und den Beobachtungen eine Ausdehnung über die ganze Erde zu geben, namentlich auch die Gegenden in der Polarzone (s. Polarforschung) und hoch gelegene Orte (Gebirgsstationen) in den Kreis der Untersuchung zu ziehen.
Die ältern Beobachtungen waren darauf gerichtet, die Mittelwerte der meteorologischen Elemente eines Ortes sowie deren periodische, d. h. die täglichen und jährlichen, Veränderungen zu bestimmen. Die sich dabei ergebenden Unterschiede für die verschiedenen Orte führten zur Beantwortung klimatologischer Fragen und zur Untersuchung der Gründe, durch welche die Unterschiede in den klimatischen Verhältnissen hervorgerufen werden. Arbeiten dieser Art basieren meistens auf den Untersuchungen von A. v. Humboldt; er lieferte zuerst ein Bild über die Wärmeverteilung auf der Erdoberfläche durch die von ihm eingeführten Kurven gleicher mittlerer Jahres-, Sommer- und Wintertemperatur (s. Lufttemperatur). Dove entwarf die Monatsisothermen für die Erdoberfläche, denen sich ähnliche Untersuchungen auch für einzelne beschränktere Gebiete anschlossen. Außerdem wurden Kurven gelegt, welche die Orte miteinander verbanden, an denen der Luftdruck, die Feuchtigkeit, der Regen und der Wind gleiche Mittelwerte besitzen, doch sind von diesen eigentlich nur die Linien gleichen Luftdrucks (Isobaren), welche Kämtz zuerst gezeichnet hatte, für die ganze Erdoberfläche ausführlich bearbeitet worden. Außer den Mittelwerten, welche sich aus den Einzelbeobachtungen ergeben, wurden die letztern auch dazu benutzt, die täglichen Veränderungen zu bestimmen, welche für die verschiedenen Gegenden sehr verschieden sind, und deren genaue Kenntnis für klimatologische Fragen von großer Wichtigkeit ist. Daß die Genauigkeit dieser Resultate desto größer ist, je größer die Anzahl der täglichen Beobachtungen und die Genauigkeit der dabei benutzten Instrumente ist, liegt auf der Hand, und deshalb haben die früher in ihren Grundzügen gefundenen Resultate durch die größere Ausdehnung der meteorologischen Beobachtungen und die mehr und mehr eingeführten Registrierinstrumente manche Verbesserung erfahren, so daß es mit der Zeit möglich werden wird, eine Klimatologie der Erde zu verfassen, welche der Wirklichkeit vollkommen entspricht.
Nachdem der normale Verlauf der Witterungserscheinungen durch Mittelwerte festgestellt war, mußte es eine notwendige Aufgabe der M. sein, die Größe der zeitweisen Abweichung von demselben für verschiedene Orte der Erde zu bestimmen und zu untersuchen, wo diese Abweichungen ein Maximum oder Minimum werden. Daher war es erforderlich, die nichtperiodischen Veränderungen der meteorologischen Elemente für größere Gebiete der Erdoberfläche miteinander zu vergleichen. Für dieses Gebiet der meteorologischen Forschung ist Dove als Begründer zu bezeichnen, ihm verdanken wir seit dem Anfang der zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts eine Reihe von Arbeiten über die nichtperiodischen Veränderungen der Temperatur, durch welche unsre heutige Kenntnis der Wärmeverteilung auf der Erde begründet ist. Die Ergebnisse dieser Forschungen führten zu neuen meteorologischen Begriffen: absolute Veränderlichkeit der Temperatur oder Unterschied zwischen dem größten und kleinsten Werte derselben innerhalb einer bestimmten Zeit (Monat, Jahr) und mittlere Veränderlichkeit oder Mittelwert aller in einem möglichst großen Zeitraum für einen bestimmten Zeitabschnitt (Monat, Jahr) vorkommenden Abweichungen ohne Berücksichtigung der Vorzeichen. Besonders anschaulich sind die Resultate dieser Untersuchungen durch die von Dove eingeführten Isametralen geworden, welche alle diejenigen Orte verbinden, bei denen zu gleicher Zeit dieselbe Abweichung vom normalen Temperaturmittel vorhanden ist. Sie führen zu dem Satz, daß trotz bedeutender Abweichungen von den Mittelwerten an einzelnen Orten auf der Erde eine Ausgleichung der Temperatur stattfindet, indem ein Wärmemangel auf dem einen Gebiet durch einen Überschuß auf einem andern kompensiert wird und so das thermische Gleichgewicht für die ganze Erde ungestört bleibt. Hierher gehört auch die Untersuchung der Mitteltemperatur für die einzelnen Breitenkreise und die Abweichungen für bestimmte Zeiten (Monat, Jahr), thermische Anomalie, von diesen Mitteltemperaturen. Die Linien, welche die Orte mit gleicher Anomalie verbinden, die Isanomalen, zeigen, in welchen Gegenden es für bestimmte Zeiten (Monat, Jahr) wärmer oder kälter ist, als es nach ihrer geographischen Breite sein sollte, und lassen dadurch unmittelbar auch die klimatischen Verhältnisse erkennen, ob das Klima eines Ortes mehr dem kontinentalen oder mehr dem ozeanischen zugehört. Ähnliche Untersuchungen für andre meteorologische Elemente als die Temperatur sind in größerm Umfang noch nicht ausgeführt und harren noch ihrer Erledigung.
Ein vollständig neues Gebiet wurde der M. eröffnet, als vor etwa 30 Jahren der Telegraph derselben dienstbar gemacht wurde. Dadurch wurde es möglich, einer Zentralstelle die gleichzeitig über ein größeres Gebiet verbreiteten Witterungsverhältnisse mitzuteilen und sowohl diese als auch deren zeitliche Veränderungen dem Studium zu unterwerfen. Auf diese Weise wurden die Grundlagen dafür geschaffen, um aus dem theoretisch begründeten kausalen Zusammenhang zwischen den meteorologischen Elementen und den Witterungsverhältnissen der Gegenwart und der Vergangenheit auch den Gang der Witterung für die Zukunft, wenigstens für die unmittelbar folgende Zeit (24 Stunden), zu bestimmen (s. Wetterprognose). Seit Einführung der Wettertelegraphie hat man erkannt, daß die Verteilung und die Veränderung des Luftdrucks die Windverhältnisse bedingen (Buys-Ballotsches Gesetz) und die letztern aus der Lagerung der Isobaren um die barometrischen Maxima und Minima angegeben werden können. Vorläufig ist es zwar noch nicht möglich, die Gesetze aufzustellen, nach welchen die Verteilung und die Veränderungen des Luftdrucks erfolgen; doch ist durch die Wechselbeziehungen, in denen die Stärke und die Richtung des Windes zur Verteilung des Luftdrucks stehen, ein Fundament für wissenschaftlich begründete Wetterprognosen gewonnen, auf welchem weiter fortgebaut werden kann. Die Möglichkeit, einen zu erwartenden Sturm vorhersagen zu können, hat überhaupt den Anstoß dazu gegeben, telegraphische Witterungsnachrichten einzurichten, welche auf Anregung Leverriers bei Gelegenheit des berühmten Balaklawasturmes im November 1854 zu Sturmwarnungen benutzt werden sollten, und in der That ist wegen dieser Wechselbeziehungen zwischen Wind und Barometerstand das Vorhersagen eines Sturms mit größerer Sicherheit ausführbar als des Eintretens von [538] atmosphärischen Niederschlägen und Temperaturveränderungen. Bei diesem für das praktische Leben so äußerst wichtigen Zweig der M. haben sich durch Förderung der Wettertelegraphie fast alle Nationen beteiligt. In Frankreich wurde dieselbe 1855 durch Leverrier eingerichtet (Bulletin international), in den Niederlanden 1860 durch Buys-Ballot (Meteorologisches Institut in Utrecht), 1861 folgte England (Board of Trade und später Meteorological Office), 1864 die deutschen Küstenstaaten, und seit 1876 ist die Wettertelegraphie durch die Seewarte in Hamburg auf einen großen Teil von Zentraleuropa ausgedehnt. 1877 wurde dieselbe in Österreich-Ungarn durch Jelinek und Hann (Hohe Warte in Döbling bei Wien) und später auch in Rußland, Dänemark, Norwegen und Italien durch die meteorologischen Zentralinstitute dieser Länder eingeführt. Außerhalb Europas, besonders in Nordamerika, hat die Wettertelegraphie weite Verbreitung gefunden. Auf allen diesen Zentralinstituten und den ihnen unterstellten Beobachtungsstationen werden die meteorologischen Beobachtungen nach einem auf internationalen Kongressen vereinbarten gemeinschaftlichen Plan ausgeführt und in ihren Hauptresultaten auch nach demselben Schema veröffentlicht. Dadurch ist ein Ineinandergreifen der Beobachtungen verschiedener Länder ermöglicht und die Erkenntnis des innern Zusammenhangs der einzelnen Witterungserscheinungen und ihrer direkten Ursachen wesentlich gefördert worden.
Bisher haben zwei internationale Meteorologenkongresse stattgefunden. Nachdem 1872 eine Meteorologenversammlung in Leipzig stattgefunden hatte, trat 1873 der erste Meteorologenkongreß in Wien zusammen, dem der zweite 1879 in Rom folgte. Außerdem hielt in den dazwischenliegenden Zeiten ein auf den Kongressen gewähltes permanentes Komitee verschiedene Sitzungen ab, 1874 in Utrecht, 1876 und 1878 in London, 1880 in Bern und 1882 in Kopenhagen. Auf diesen Kongressen und in den Komiteesitzungen wurde eine Reihe von wichtigen Vereinbarungen in Bezug auf Gleichförmigkeit der Beobachtungen und ihrer Publikationen getroffen. Dabei wurden für die meteorologischen Erscheinungen folgende Zeichen eingeführt:
Tau
Reif
Nebel
Rauhfrost
Regen
Glatteis
Eisnadeln
Schnee
Schneegestöber
Graupeln
Hagel
starker Wind
Gewitter
Wetterleuchten
Donner ohne Blitz
Herauch
Regenbogen
Sonnenring
Mondring
Sonnenhof
Mondhof
Nordlicht,
welche seitdem allgemein angenommen und als internationale Zeichen in Gebrauch gekommen sind. Ebenso haben die Beaufortschen Bezeichnungen des Wetters (namentlich zur See) durch Symbole allgemeinen Eingang gefunden. Diese sind:
- b = klarer Himmel (blue sky)
- c = einzelne Wolken (detached clouds)
- d = Staubregen (drizzling rain)
- f = Nebel (fog)
- g = trübe (gloomy weather)
- h = Hagel (hail)
- l = Blitzen (lightning)
- m = diesig (mist, haze)
- o = bedeckter Himmel (overcast)
- p = Regenschauer (passing shower)
- q = böig (squalls)
- r = Regen (rain)
- s = Schnee (snow)
- t = Donner (thunder)
- n = drohendes Aussehen (ugly)
- v = durchsichtige Luft
- w = Tau (wet, dew).
Außerdem wurde auf den Meteorologenkongressen noch eine Reihe von Gegenständen, die für die Entwickelung der M. von Bedeutung sind, in den Kreis der Beratung gezogen, wie z. B. die Aufstellung einer neuen Nomenklatur für die verschiedenen Wolkenformen, die Einführung eines internationalen Telegraphenkodex für die Witterungsdepeschen, die Einrichtung von meteorologischen Stationen in entfernten Gegenden (Polarstationen) und auf hohen Bergen (Gebirgsstationen), die Vergleichung der Normalinstrumente der verschiedenen Zentralanstalten etc.
Ein wichtiges Mittel für das Studium der praktischen M. ist durch die kartographische Darstellung (synoptische Wetterkarten) gegeben. Nachdem in Nordamerika durch die Smithsonian Institution 1850 der erste Anstoß zum Entwerfen von Wetterkarten gegeben war, fanden dieselben eine rasche Verbreitung und werden gegenwärtig für Deutschland durch die Seewarte in Hamburg täglich veröffentlicht. Diese Karten enthalten einen tabellarischen Morgenbericht, in welchem für 28 Stationen die meteorologischen Elemente morgens 8 Uhr und ihre Veränderungen in den letzten 24 Stunden angegeben sind, die Aufzeichnungen des Barographen und Thermographen für Hamburg sowie den Nachmittagsbericht mit den meteorologischen Elementen nachmittags 2 Uhr für 19 Stationen. Außerdem sind in diesen Publikationen zwei Karten von Europa dargestellt, von denen die erste die Isobaren und die Beobachtungen des Windes und der Bewölkung und die zweite die der Temperatur, des Niederschlags und des Seegangs morgens 8 Uhr angeben. Um derartigen Karten eine größere Verbreitung zu geben, haben es in neuester Zeit eine Anzahl von Zeitungen unternommen, tägliche Wetterkarten zu veröffentlichen, die nach örtlich angestellten Beobachtungen und nach telegraphischen Mitteilungen einer Zentralstelle entworfen werden.
Eine Lücke in den meteorologischen Forschungen, welche man auch erst in neuerer Zeit der Bearbeitung zu unterwerfen begonnen hat, bilden die Beobachtungen der meteorologischen Elemente auf den Ozeanen der Erde. Nachdem dieser Teil der M., die maritime M., durch Maury begründet und auf seine Anregung 1853 eine maritime meteorologische Konferenz zu Brüssel zusammengetreten war, wurden auf dieser die nötigen Vereinbarungen über die Beobachtungen zur See getroffen. Zwar liegt der Schwerpunkt der maritimen M. in ihrer Anwendung für die Zwecke der Schiffahrt und des Seewesens, doch ist dieselbe auch für den theoretischen Teil der M., namentlich für die Theorie der Winde und der Verteilung des Luftdrucks, jetzt nicht mehr zu entbehren. Da die Errichtung von Stationen wie auf dem Festland hier unmöglich ist, so müssen die Schiffer auf ihren durch Erfahrung festgelegten Seerouten die international vereinbarten Beobachtungen in bestimmter Art und Weise anstellen und einer Zentralstelle zur weitern Bearbeitung übergeben. Auf den später abgehaltenen maritimen Konferenzen zu Utrecht 1874 und London 1877 wurden die Beobachtungen auf See noch einheitlicher und straffer organisiert und für die einzelnen Meere unter die hauptsächlichsten seefahrenden Nationen verteilt. Dabei übernahmen die Engländer die tropischen Teile des Atlantischen Ozeans, die Deutschen den nördlichen Teil desselben, die Niederländer den nördlichen Indischen Ozean, die Amerikaner den Stillen Ozean etc.
Ebenso wie eine maritime M. als spezieller Teil der allgemeinen M. entstanden ist, hat sich in neuerer [539] Zeit auch eine land- und forstwirtschaftliche M. herauszubilden begonnen. Nachdem 1878 eine Konferenz deutscher Meteorologen in Kassel zusammengetreten war, um über die Errichtung eines meteorologischen Dienstes für Land- und Forstwirtschaft zu beraten, tagte 1880 in Wien eine internationale Konferenz zu demselben Zweck. Die gegenseitigen Beziehungen der meteorologischen Elemente und der Vegetation ist eine mannigfache. Die letztere ist abhängig von der Temperatur der Luft und des Bodens sowie von allen Hydrometeoren, während die erstere wieder durch Massenvegetation (Wiese, Saatfeld, Wald, Moor etc.) beeinflußt wird. Daher ist es entschieden wünschenswert, durch Anlegung besonderer Beobachtungsstationen für die wichtigern Kulturpflanzen die klimatischen Verhältnisse der Gegenden ihres besten Gedeihens zu ermitteln. Die größern meteorologischen Zentralinstitute können zwar derartige Untersuchungen anregen und unterstützen, doch wird die spezielle Ausführung der praktischen Land- und Forstwirtschaft überlassen bleiben müssen, und es sind auch bereits durch diese auf einer Reihe von Stationen darauf bezügliche Beobachtungen ausgeführt worden. Nachdem zuerst in Bayern einzelne forstlich-meteorologische Stationen eingerichtet waren, wurden von 1875 an in Preußen durch die Hauptstation des forstlichen Versuchswesens zu Eberswalde und später auch nach demselben Muster in andern Staaten Deutschlands forstlich-meteorologische Stationen in größerer Zahl angelegt, um durch sie den Einfluß zu erforschen, den der Wald auf die meteorologischen Elemente ausübt. Im landwirtschaftlichen Interesse wurden von mehreren landwirtschaftlichen Vereinen Beobachtungsstationen ins Leben gerufen, von denen die größte Ausdehnung die des Vereins für landwirtschaftliche Wetterkunde in Mitteldeutschland erlangt haben.
Litteratur. Kämtz, Lehrbuch der M. (Halle 1831–36, 3 Bde.); Derselbe, Vorlesungen über M. (das. 1840); Dove, Meteorologische Untersuchungen (Berl. 1837); Derselbe, Klimatologische Beiträge (das. 1857–69), u. andre Arbeiten desselben Verfassers; Mühry, Allgemeine geographische M. (Leipz. 1860); Schmid, Lehrbuch der M. (das. 1860); Gräger, Sonnenschein und Regen (Weimar 1870); Lommel, Wind und Wetter (Münch. 1873); Lorenz u. Rothe, Klimatologie (Wien 1874); Jelinek, Anleitung zur Ausführung meteorologischer Beobachtungen (das. 1884, 2 Hefte); Mohn, Grundzüge der M. (4. Aufl., Berl. 1887); „Die moderne M.“ (a. d. Engl., Braunschw. 1882); Börnstein, Regen oder Sonnenschein (Berl. 1882); Klein, Allgemeine Witterungskunde (Leipz. 1882); Hann, Handbuch der Klimatologie (Stuttg. 1883); Scott, Elementare M. (deutsch, Leipz. 1884); Günther, Lehrbuch der Geophysik (Stuttg. 1884); Sprung, Lehrbuch der M. (Hamb. 1885); van Bebber, Handbuch der ausübenden Witterungskunde (Stuttg. 1886); Hellmann, Repertorium der deutschen M. (Leipz. 1883); „Zeitschrift der österreichischen Gesellschaft für M.“ (Wien, redigiert von Jelinek und Hann 1866 bis 1876, von Hann 1877–85); „Meteorologische Zeitschrift“ (Berl. 1884 ff., seit 1886 von Hann und Köppen redigiert).