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Geschichte der Meteorologie – Teil 9: Meteorologie um 1750

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Im letzten Thema des Tages zur Geschichte der Meteorologie wurde die Entwicklung der Meteorologie um das Jahr 1700 beschrieben. Der Fortschritt geht immer schneller weiter, so dass kommende Serienteile immer kürzere Zeitabstände abdecken werden. In diesem Teil der Serie wird die Geschichte der Meteorologie um das Jahr 1750 beleuchtet.

Der böhmische Theologe Prokop Diviš oder Prokop Diwisch (1698–1765) beschäftigte sich mit atmosphärischer Elektrizität. Er versuchte, Strom aus Wolken zu gewinnen und baute einen funktionierenden Blitzableiter. Diviš errichtete 1754 im mährischen Brenditz (heute ein Stadtteil von Znaim bzw. Znojmo) einen geerdeten Blitzableiter, welchen er Wettermaschine nannte. Dies war der erste funktionierende Blitzableiter in Europa.

Der in den Niederlanden geborene Mathematiker und Physiker Daniel Bernoulli (1700–1782) aus der Alten Eidgenossenschaft war ein Pionier auf dem Gebiet der Strömungslehre. Er ist vor allem wegen des Bernoulli-Theorems, einer Aussage zur Energieerhaltung für bestimmte Arten von Flüssigkeiten, bekannt. Eine der grundlegenden Folgen davon ist der sogenannte Trichtereffekt: Die Strömung in der Verengung eines Trichters ist schneller und weist einen niedrigeren Druck auf als die Strömung jenseits der Verengung. Dieser Effekt kann in einigen kurzen, kleinräumigen Durchbrüchen im Gebirgsgelände starke Winde verursachen. Das Bernoulli-Theorem hat sich auch bei der Untersuchung von katabatischen Sprüngen (Bereiche, in denen katabatische Winde plötzlich aufhören oder deutlich nachlassen) als nützlich erwiesen. Bernoulli schrieb in seiner Zeit in Russland für die an der Zweiten Kamtschatka-Expedition beteiligten Wissenschaftler Anweisungen für Wetterbeobachtungen. Im Jahr 1738 veröffentlichte Bernoulli sein Buch „Hydrodynamik“, in dem er die kinetische Gastheorie erörterte. Außerdem stellte er in der kinetischen Gastheorie die grundlegenden Gasgesetze vor, darunter eine vereinfachte Form der Zustandsgleichung.

Der schwedische Astronom, Mathematiker und Physiker Anders Celsius (1701–1744) ist vor allem durch das von ihm 1742 eingeführte Temperatursystem bekannt. Er führte ein Hundertersystem ein und legte den Siedepunkt von Wasser mit 0 ° sowie den Gefrierpunkt mit 100 ° fest (das wurde ein Jahr nach seinem Tod geändert). Er schlug vor, diese Skala als universelle Skala zu benutzen, um Temperaturwerte in der ganzen Welt zu vergleichen. Er notierte bei den genauen Bestimmung den herrschenden Luftdruck (760 mmHg) und legte so genaue Messbedingungen fest.

Anders Celsius, Johan Cardon (1802-1878), Lithographie von 1838, Quelle: Universitätsbibliothek Uppsala, Schweden, über Wikimedia Commons

Celsius fand 1724 heraus, dass die Aurora borealis das Magnetfeld der Erde stört. Er stellte als einer der ersten fest, dass sich ein Großteil Skandinaviens langsam über den Meeresspiegel erhebt, ein kontinuierlicher Prozess seit dem Abschmelzen des Eises der letzten Eiszeit.

Der französische Geograph, Entdecker und Mathematiker Charles Marie de La Condamine (1701–1774) und der spanische Seemann und Naturwissenschaftler Jorge Juan (1713–1773) verbrachten im Rahmen der französischen geodätischen Mission in Südamerika neun Jahre im heutigen Ecuador. Der Mission gelang es, die Länge eines Längengrades entlang eines Meridians am Äquator zu vermessen. Diese Arbeit half zu zeigen, dass die Erde eher abgeflacht als kugelförmig ist. Neben den geodätischen Arbeiten führten beide zusammen mit Kollegen während ihres Aufenthalts in Südamerika Messungen der Temperatur und des Luftdrucks durch, die als erste meteorologische Beobachtungen im heutigen Ecuador gelten. La Condamine verwendete das Réaumur-Thermometer, das erst wenige Jahre zuvor erfunden worden war. Er stellte beispielsweise fest, dass die Durchschnittstemperatur in Quito im Jahr 1738 zwischen 14 und 15 Grad Réaumur (17,5–18,75 °C) lag. Juan vermaß die Höhen verschiedener Andengipfel mit einem Barometer.

„Some are weather-wise, some are otherwise!“ („Manche haben ein Gespür fürs Wetter, andere nicht!“) Dieser Spruch wird dem Naturwissenschaftler, Erfinder und Staatsmann Benjamin Franklin (1706–1790) aus Neuengland zugeschrieben, einem der Gründerväter der Vereinigten Staaten, der als Wissenschaftler großes Interesse am Wetter hatte. Seine Arbeiten zur atmosphärischen Elektrizität machten ihn zum ersten Amerikaner mit internationalem wissenschaftlichem Ruf. Sein Gesamtwerk zum Thema Wetter stellt einen bedeutenden Beitrag der Meteorologie im 18. Jahrhundert dar. In Philadelphia versuchte Franklin am 21. Oktober 1743, eine Mondfinsternis zu beobachten. Doch Wolken, die vor einem Sturm aus Südwesten heranzogen, verdeckten den Himmel und verhinderten den Blick auf die Finsternis. Dies geschah, obwohl der Wind in Bodennähe aus Nordosten wehte. Franklin nahm diesen Unterschied zur Kenntnis und erfuhr später von seinem Bruder, dass die Wolken desselben Sturms Boston, nordöstlich von Philadelphia gelegen, erst nach der Finsternis erreicht hatten. Franklin schlussfolgerte, dass sich der Sturm insgesamt in nordöstlicher Richtung bewegt haben musste, obwohl die Winde in Bodennähe aus Nordosten wehten. Dies ist der erste dokumentierte Fall, in dem ein Wissenschaftler erkannte, dass sich die Bewegung eines Sturms insgesamt von der Bewegung der Luft in Bodennähe unterscheiden kann. Im Jahr 1749 beobachtete Franklin Aufwinde und kam zu dem Schluss, dass diese auf eine lokale Erwärmung der Oberfläche durch die Sonne zurückzuführen seien. Er war einer der Ersten, der diese Erklärung für dieses Phänomen vorbrachte. Solche Aufwinde führen zu den sommerlichen Wolken, die heute als konvektive Wolken bekannt sind. Franklin interessierte sich für den Golfstrom, besonders für die Temperatur seines Wassers sowie für dessen Strömungsrichtung und -geschwindigkeit. Er veröffentlichte die erste bekannte Karte des Golfstroms. Franklin beschäftigte sich auch mit Wasserhosen. In seiner Abhandlung „Waterspouts and Whirlwinds“ fügte er eine Zeichnung bei, die seine Hypothese zur Struktur einer Wasserhose veranschaulichte. Zu ihrer Entstehung schrieb er: „Die Luft unmittelbar über ihm [dem Golfstrom] kann jedoch so viel Wärme von ihm aufnehmen, dass sie sich verdünnt und aufsteigt, da sie dadurch leichter wird als die Luft zu beiden Seiten des Stroms; daher muss diese Luft nachströmen, um den Platz der aufsteigenden warmen Luft auszufüllen, und wenn sie aufeinandertrifft, bildet sie jene Tornados und Wasserhosen, die häufig in der Nähe und über dem Strom anzutreffen und zu sehen sind.“ Franklin verstand den grundlegenden Entstehungsmechanismus der ausgedehnten Nebel, die über dem westlichen Atlantik vor der Ostküste Kanadas auftreten können. Er schrieb: „So wie der Dampf einer Tasse Tee in einem warmen Raum und der Atem eines Tieres im selben Raum kaum sichtbar sind, aber sofort wahrnehmbar werden, sobald sie in die kalte Luft gelangen, so ist auch der Dampf des Golfstroms in den warmen Breitengraden kaum sichtbar; trifft er jedoch auf die kühle Luft Neufundlands, verdichtet er sich zu dem Nebel, für den diese Gegenden so bekannt sind.“ Franklin begann sich ab 1743 für Elektrizität zu interessieren. In seinen ersten Experimenten zur Elektrizität untersuchte Franklin die Natur elektrischer Ladung. Bei Versuchen mit einer durch Reibung elektrostatisch aufgeladenen Glasröhre stellte er fest, dass in jedem abgeschlossenen System die Summe der vorhandenen elektrischen Ladungen konstant bleibt (Prinzip der Ladungserhaltung). Franklin sprach dabei von „einer Ladungsart“, die nur ihren Aufenthaltsort verändert und somit positive oder negative Aufladung verursacht. Er prägte die Begriffe „plus“ und „minus“. Franklin beschrieb recht ausführlich seine Beobachtungen und Theorien zur Elektrizität in der Atmosphäre und in Wolken, insbesondere bei Gewittern, die er als „Donnerböen“ bezeichnete (und die er als „plötzliche Erscheinungsformen von Donner und Blitz“ beschrieb, „die oft nur von kurzer Dauer sind, aber manchmal schädliche Auswirkungen haben“). Franklin schlug vor, dass das, was er als „aufrecht stehenden Eisenstift“ oder „Spitze“ bezeichnete (was man heute als Blitzableiter bezeichnen würde), ein nützlicher Schutz sein könnte: „Könnte das Wissen um diese Kraft der Spitzen der Menschheit nicht von Nutzen sein, um Häuser, Kirchen, Schiffe usw. vor Blitzeinschlägen zu schützen, indem es uns anweist, an den höchsten Stellen dieser Bauwerke senkrechte Eisenstangen anzubringen, die spitz wie eine Nadel und zur Verhinderung von Rost vergoldet sind, und vom Fuß dieser Stangen einen Draht an der Außenseite des Gebäudes hinunter in den Boden zu führen oder an einem der Wanten eines Schiffes entlang und an dessen Seite hinunter, bis er das Wasser erreicht? Würden diese spitzen Stäbe nicht wahrscheinlich das elektrische Feuer lautlos aus einer Wolke abziehen, bevor es nahe genug herankommt, um einzuschlagen, und uns so vor diesem äußerst plötzlichen und schrecklichen Unheil bewahren?“ Franklin schlug auch ein Experiment vor, bei dem mit einem elektrischen Drachen in einer Gewitterwolke Elektrizität gesammelt werden sollte, um die elektrische Natur der Blitze zu beweisen. Ob und wie er das Experiment tatsächlich durchgeführt hat, ist umstritten. Seine Experimente wurden 1751 in einem 86-seitigen Buch („Experiments and Observations on Electricity made at Philadelphia in America by Benjamin Franklin“) veröffentlicht, das als Amerikas wichtigstes wissenschaftliches Buch des 18. Jahrhunderts gilt und für großes Aufsehen in Europa sorgte.

Benjamin Franklin gewinnt Elektrizität aus der Luft, Benjamin West (1738-1820), 1816, Quelle: Philadelphia Museum of Art, Philadelphia, Pennsylvania, über Wikimedia Commons

Bei einem England-Aufenthalt stieß Franklin zufällig auf das Prinzip der Kühlung, als er beobachtete, dass er an einem sehr heißen Tag in einem nassen Hemd bei einer leichten Brise weniger schwitzte als in einem trockenen. In einem Experiment unter Franklins Leitung an einem warmen Tag im Jahr 1758 in Cambridge wurde ein Versuch durchgeführt, bei dem die Kugel eines Quecksilberthermometers kontinuierlich mit einer Flüssigkeit benetzt wurde und dieser mit einem Blasebalg verdampfte. Mit jeder weiteren Verdampfung zeigte das Thermometer eine niedrigere Temperatur an und erreichte schließlich 7 °F (-14 °C). Ein weiteres Thermometer zeigte an, dass die Raumtemperatur konstant bei 65 °F (18 °C) lag. In seiner Abhandlung „Cooling by Evaporation“ kam Franklin zu dem Schluss, dass „man sich vorstellen kann, dass ein Mensch an einem warmen Sommertag erfrieren könnte“. Nach Erlangung der Unabhängigkeit der Vereinigten Staaten von Amerika 1776 wurde Franklin als erster Botschafter nach Frankreich entsandt. In seiner Zeit in Paris brach der Vulkan Laki 1783 in Island aus. Die Eruption war in Island als Skaftáreldar (die Skaftá-Feuer) bekannt und dauerte acht Monate, von Juni 1783 bis Februar 1784. In der zweiten Hälfte des Jahres 1783 bedeckte ein anhaltender Dunst, der als „trockener Nebel“ bezeichnet wurde, Europa und wurde als der dichteste trockene Nebel in Europa seit dem Ausbruch des Vulkans Eldgjá im Jahr 934 beobachtet. Der folgende Winter (1783–1784) war sowohl in Europa als auch im Osten Nordamerikas sehr kalt. Franklin schloss daraus, dass der Vulkanausbruch die Ursache für den trockenen Nebel und das darauf folgende kalte Wetter sein könnte. In Europa folgten mehrere Jahre mit klimatischen Extremen, wobei der Vulkanausbruch eine der wahrscheinlichsten Ursachen war. Franklin war einer der Ersten (wenn nicht sogar der Erste), der die Auswirkungen von Vulkanausbrüchen auf Wetter und Klima in Betracht zog und darauf hinwies, dass sich auf der Grundlage dieser Auswirkungen eine nützliche Methode zur Vorhersage kalter Winter entwickeln ließe.

Der schwedische Botaniker, Arzt und Zoologe Carl Nilsson Linnæus, bekannt als Carl von Linné oder latinisiert Carolus Linnaeus (1707–1778), gilt auch als „Vater“ der modernen Taxonomie. Er erforschte die Beziehungen zwischen Organismengruppen und einzelnen Arten und versuchte, die Natur in ihrer Gesamtheit zu beschreiben. Im Rahmen dieser Arbeit war er einer der ersten Wissenschaftler, der die Auswirkungen des Klimas auf die Tierwelt untersuchte. Er beschäftigte sich auch mit den Auswirkungen des Menschen auf die Natur. Er vertauschte 1745 die Fixpunkte der Celsius-Temperaturskala.

Der Mathematiker Leonhard Euler (1707–1783) aus der Alten Eidgenossenschaft befasste sich mit einer Vielzahl von Problemen der reinen und angewandten Mathematik. Er war intensiv auf dem Gebiet der Hydrodynamik tätig und legte im September 1755 der Königlichen Akademie der Wissenschaften und der Schönen Künste in Berlin eine Abhandlung mit dem Titel „Principes généraux du mouvement des fluides“ („Allgemeine Grundsätze der Bewegung von Flüssigkeiten“) vor. Dies führte 1757 zur Veröffentlichung eines Artikels für ein breiteres Publikum. Darin beschrieb er das Konzept eines inneren Druckfeldes in einer Flüssigkeit, was es ihm ermöglichte, das zweite Newtonsche Bewegungsgesetz auf infinitesimale Flüssigkeitselemente anzuwenden und daraus wiederum eine Reihe hydrodynamischer Gleichungen abzuleiten. Im Grunde bildete seine Arbeit die Basis für die Wissenschaft der Strömungslehre, und Eulers Gleichungen finden seitdem Anwendung in vielen Untersuchungen von Strömungen, darunter auch in Studien zu atmosphärischen Strömungen und atmosphärischen Turbulenzen.

Leonhard Euler, Jakob Emanuel Handmann (1718-1781), ca. 1756, Quelle: Deutsches Museum, München, über Wikimedia Commons

Eulers Name ist mit einem gängigen Bezugssystem verbunden, das in der Strömungslehre und der Atmosphärenforschung verwendet wird und als Euler-Bezugssystem bekannt ist. In diesem Bezugssystem werden Messungen an einem festen Punkt in einer sich bewegenden Strömung vorgenommen und die Bewegungsgleichungen werden in Bezug auf diesen festen Punkt aufgestellt.

Der französische Naturforscher, Biologe und Mathematiker Georges-Louis Leclerc de Buffon (1707–1788) beschäftigte sich mit einer Vielzahl wissenschaftlicher Themen und versuchte in seiner „Histoire naturelle, générale et particulière“, die gesamte Summe des Wissens der Naturgeschichte und der verwandten Wissenschaften in einem einzigen umfangreichen Werk darzustellen. Buffon stellte fest, dass verschiedene Regionen trotz ähnlicher Lebensräume unterschiedliche Tier- und Pflanzenarten aufweisen können. Er glaubte, dass Tierarten ihren Ursprung in einem „Schöpfungszentrum“ hätten und dass sie sich im Zuge ihrer Ausbreitung von diesem Zentrum weg weiterentwickeln oder zurückbilden könnten. Seiner Ansicht nach muss eine solche Ausbreitung durch klimatische Veränderungen begünstigt worden sein. Buffon vertrat die Auffassung, dass die Flora und Fauna der Neuen Welt derjenigen von Europa unterlegen seien, was unter anderem auf bestimmte klimatische Mängel zurückzuführen sei.

Der französische Naturforscher Thomas François Dalibard (1709–1779) übersetzte die 1751 in London veröffentlichte Schrift „Experiments and Observations“ von Franklin ins Französische, die Möglichkeiten zu Blitzableitern beschrieb. Dalibard unternahm selbst ein von Franklin angeregtes Experiment 1752 in Marly-la-Ville: Eine spitze, gegen den Boden isolierte lange Metallstange schlug Funken bei Gewitter. Er ist der erste bekannte Mensch, der dieses spezielle Experiment durchgeführt hat.

Vom britischen Lexikographen und Schriftsteller Samuel Johnson (1709–1784) stammt die Aussage: „Wenn sich zwei Engländer begegnen, drehen sich ihre ersten Gespräche um das Wetter. Sie beeilen sich, einander mitzuteilen, was jeder von ihnen ohnehin schon wissen muss: dass es heiß oder kalt, sonnig oder bewölkt, windig oder windstill ist.“ Diese Beschäftigung mit dem Wetter beschränkt sich natürlich nicht auf die Engländer, die meisten Kulturen zeigen sie in gewissem Maße. Das Meeresklima der Britischen Inseln, bei dem regenreiche Wetterfronten meist aus dem Atlantik heranziehen, ist jedoch bekanntlich trüb und schwer vorhersehbar. Vielleicht ist dies der Grund, warum das von Johnson beschriebene Verhalten in England und anderen Teilen des Vereinigten Königreichs so verbreitet ist.

Der russische Naturwissenschaftler und Dichter Michail Wassiljewitsch Lomonossow oder Michail Vasil’evič Lomonosov (1711–1765) war ein wegweisender Wissenschaftler, der als „Vater der russischen Wissenschaft“ bekannt wurde und als Universalgelehrter im Zeitalter der Aufklärung galt. Er war auf einer Vielzahl wissenschaftlicher Gebiete tätig. Lomonossow half bei der Organisation der großen Erkundungsreisen durch den Osten und Norden des Russischen Reiches unter der Leitung von Bering (siehe Teil 8 der Geschichte der Meteorologie). Er sorgte dafür, dass jedes Schiff über die erforderlichen physikalischen und astronomischen Instrumente verfügte und entwickelte spezielle Schiffs- und Wetterlogbücher. Im Jahr 1763 verfasste er ein Buch, in dem er die verschiedenen Erkundungen der nördlichen Meere beschrieb, von den frühesten Expeditionen bis hin zu den Großen Nordexpeditionen. Darin stellte er seine Ideen zu den arktischen Meeresströmungen, der Meereisdrift, den Meereistypen und der Abhängigkeit des Gefrierpunkts vom Salzgehalt des Wassers dar. Er erläuterte zudem die Rolle der Sonne als Wärmequelle für die Arktis und stellte die Theorie auf, dass ein Wärmeaustausch durch das Eis, vom darunterliegenden Wasser zur darüber liegenden Atmosphäre, die kalten Temperaturen in der Arktis mildern könnte. Darüber hinaus lieferte er eine der ersten wissenschaftlichen Erklärungen für das Phänomen der Aurora borealis.

Portrait von Michail Wassiljewitsch Lomonossow, Georg Caspar Prenner (1720-1766), kopiert von Leontiy Miropolskiy (1759-1819), ca. 1787, Quelle: Russische Akademie der Wissenschaften, Moskau, über Wikimedia Commons

Um 1750 entwickelte Lomonossow einen Rotationsanemometer: ein vertikales Rad mit Flügeln (ähnlich einem kleinen Wasserrad), das vom Wind angetrieben wurde. Dieses Rad wurde durch ein großes Paddel in der Gestalt einer Fahne, das als Windfahne fungierte, in den Wind ausgerichtet. Über Zahnräder und eine Schnur wurde diese Bewegung auf ein zweites Rad übertragen, das mit einer Geschwindigkeitsskala versehen war. Zudem umfasste die Konstruktion des Instruments eine Quecksilberquelle, die in verschiedene Behälter (kleine Kästchen) für die Windrichtung fallen konnte. Zumindest theoretisch ließe sich die Verteilung der Windrichtung in einem bestimmten Zeitraum ermitteln, indem man die Menge an Quecksilber misst, die in diesem Zeitraum in die einzelnen Behälter gefallen ist.

Die Serie wird fortgesetzt. Lesen Sie im nächsten Thema des Tages die Entwicklungen der Meteorologie um das Jahr 1775.

Dipl.-Met. Markus Eifried
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 04.07.2026
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

Was haben die Herren Rosenthal und Mie mit dem 13. Februar zu tun?

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Am heutigen Freitag feiern, wie an jedem Tag des Jahres, viele Leute ihren Geburtstag. Naturgemäß befinden sich darunter einige namhafte Leute. Daneben jähren sich heute, auch wie an jedem Tag des Jahres, die Todestage vieler Leute, darunter ebenfalls einige namhafte. Ein spezielles Augenmerk soll an dieser Stelle auf zwei gelegt werden, die in der Meteorologie ihre Spuren hinterließen.

Da wäre zum einen Gottfried Erich Rosenthal. Er wurde am 13. Februar 1745 in Nordhausen geboren und war neben seiner Tätigkeit als Messgerätebauer ein sogenannter herzoglicher Bergkommissarius, ein höherer Bergbeamter im Kurfürstentum Sachsen-Gotha. Daneben war er ein Pionier der Meteorologie, auch wenn er in diesem Fachgebiet vielleicht nicht gerade zu den bekanntesten zählt.

Als Sohn eines Bäckermeisters interessierte er sich bereits früh für Mathematik. Die exakte Bestimmung von Maßen und Gewichten war ihm genauso wichtig wie Feldmessungen, bei denen er seine guten geometrischen Kenntnisse einbringen konnte. Seine meteorologische Forschungsarbeit begann damit, dass er zunächst ein Barometer des Schweizer Erfinders Jean-André Deluc verbesserte. Mit diesem bestieg er 1780 den Brocken. Dabei entdeckte er die Möglichkeit der barometrischen Höhenmessung, womit er in der Folge Landkarten genauer machen konnte.

Mithilfe der barometrischen Höhenmessung kann man über Messungen des Luftdrucks in zwei verschiedenen Höhen die Höhendifferenz bestimmen. Voraussetzung hierfür ist eine einheitliche absolute Temperatur in der Atmosphäre. Der Zusammenhang zwischen der vertikalen Ausdehnung einer Luftschicht und der entsprechenden Änderung des Luftdrucks innerhalb dieser Luftschicht kann somit für eine qualitative Höhen-Messmethode genutzt werden.

Daneben interessierte er sich für den Frühling und wie man ihn terminieren konnte. Hierfür legte er zahlreiche Tabellen an und veröffentlichte diese. Um seine Forschungen finanzieren zu können, baute er meteorologische Messgeräte. Dies machte ihn sogar mit Johann Wolfgang von Goethe bekannt, der ihn scherzhaft als „Nordhäuser Wetterpropheten“ bezeichnete.

Am 26. Mai 1813 starb er 68-jährig in Nordhausen. Als Ehrung für seine Arbeit ist in seiner Heimatstadt eine Straße nach ihm benannt.

Eine andere Persönlichkeit des heutigen Tages ist Gustav Adolf Feodor Wilhelm Ludwig Mie, der am 29. September 1868 in Rostock geboren wurde. Ab 1886 studierte er Mathematik und Physik in Rostock und Heidelberg. Daneben besuchte er auch Vorlesungen anderer Disziplinen. 1891 promovierte er mit der Schrift „Zum Fundamentalsatz über die Existenz von Integralen partieller Differentialgleichungen“. Nach seiner Habilitation 1897 an der Technischen Hochschule Karlsruhe hatte er in seiner wissenschaftlichen Karriere verschiedene Positionen an unterschiedlichen Instituten inne. Ab 1924 arbeitete er schließlich bis zu seiner Emeritierung 1935 an der Universität Freiburg. Am 13. Februar 1957 starb er 88-jährig in Freiburg.

Bei seiner Forschungsarbeit widmete er sich unter anderem dem Streuungsverhalten von elektromagnetischen Wellen. Nach ihm wurde dann auch die Mie-Streuung benannt. Diese beschreibt die elastische Streuung elektromagnetischer Wellen an sphärischen Objekten, deren Durchmesser in etwa der Wellenlänge der Strahlung entspricht oder größer ist als diese. Zudem müssen bei der Mie-Streuung die Materialeigenschaften der streuenden Teilchen beachtet werden.

Als kleiner Exkurs: Bei der Rayleigh-Streuung ist dies anders. Unabhängig von den Materialeigenschaften beschreibt diese die elastische Streuung elektromagnetischer Wellen an kugelförmigen Teilchen, deren Durchmesser deutlich kleiner ist als die Wellenlänge. Ein Beispiel hierfür ist zum Beispiel die Streuung von Licht an kleinen Molekülen. Mit dieser lässt sich unter anderem erklären, warum der Himmel blau erscheint und warum dieser am Morgen und am Abend in Rottönen leuchten kann (siehe Link).

Trotz unterschiedlicher Werdegänge hinterließen die Herren Rosenthal und Mie ihre Spuren in der Meteorologie. Wie in jedem anderen Metier auch ist es aber immer wieder spannend zu erfahren, wie persönliches Interesse zu Entdeckungen und Erfindungen anspornen kann.

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Egerer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.02.2026
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

 

Der Welttag der Meteorologie 2025

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Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) wurde heute vor 75 Jahren am 23.03.1950 gegründet. Diese Konvention ging als Nachfolgeorganisation der zwischen 1873 und 1879 ins Leben gerufenen Internationalen Meteorologischen Organisation (IMO) in Kraft. Die Organisation hat ihren Sitz in Genf in der Schweiz und zählt mittlerweile mehr als 190 Staaten. Ziel ist es, eine friedliche Zusammenarbeit der nationalen Wetterdienste zu ermöglichen. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) vertritt die Bundesrepublik Deutschland seit 1954. 

Jedes Jahr steht der Tag der Meteorologie unter einem bestimmten Thema, welches für die aktuellen Herausforderungen im Bereich Wetter und Klima sowie den verwandten geophysikalischen Wissenschaften von großer Bedeutung ist. Dieses Jahr ist das Motto: „Closing the early warning gap together„. Dabei geht es darum, in Zusammenarbeit mit den einzelnen nationalen Wetterdiensten und wissenschaftlichen Institutionen die Frühwarnlücke zu schließen, um Wetterwarnungen für jeden weltweit zur Verfügung zu stellen! 

 

Diese Grafik zeigt das Logo des diesjährigen Welttags der Meteorologie. (Quelle: WMO) 

Gerade in Verbindung mit dem weiter voranschreitenden Klimawandel erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für extreme Wetterbedingungen. Ein Beispiel dafür sind sich rapide intensivierende tropische Wirbelstürme, heftige Regenfälle mit großräumigen Überschwemmungen, Sturmfluten, aber auch ausgeprägte Dürreperioden mit Wald- und Buschbränden. Von diesen Extremereignissen sind vor allem auch dicht besiedelte Regionen in Entwicklungsländern betroffen, die häufig keinen oder nur begrenzten Zugang zu modernen Frühwarnsystemen haben. Diese retten aber im Extremfall nicht nur Menschenleben, sondern verringern in einer globalisierten Welt auch wirtschaftliche Risiken bei uns. 

Dazu wurde die Initiative „Early Warnings for All“ im Jahre 2022 ins Leben gerufen. Seitdem wurden bereits große Fortschritte erzielt. So konnten durch die Ausdehnung effektiver Frühwarnsysteme die Zahl der Todesopfer und die wirtschaftlichen Schäden bei Extremwetterereignissen deutlich reduziert werden. Während im Jahr 2015 lediglich 52 Länder Zugang zu umfangreichen Frühwarnsystemen hatten, waren es im Jahr 2024 bereits 108. Doch diese Zahl zeigt auch, dass noch längst nicht alle dabei eingebunden sind. Gerade bei kleineren Inselstaaten mit schwacher Ökonomie bestehen noch deutliche Lücken. Diese haben eine hohe Relevanz, denn sie sind nämlich recht häufig von extremen Wetterbedingungen wie beispielsweise im Zuge von kräftigen tropischen Wirbelstürmen betroffen. 

Der Generalsekretär der Vereinten Nationen, António Guterres, ist entschlossen, diese noch bestehenden Lücken zu schließen und dafür zu sorgen, dass Frühwarnsysteme innerhalb der nächsten Jahre alle Menschen auf der Erde schützen. Die Initiative „Frühwarnungen für alle“ steht in vollem Einklang mit der globalen Agenda 2030 und unterstützt wichtige Bestimmungen des Sendai-Rahmens für die Verringerung des Katastrophenrisikos, des Pariser Abkommens zum Klimawandel und der Ziele für nachhaltige Entwicklung. 

Zur Erreichung des angestrebten Ziels ist neben dem Zusammenschluss der nationalen Wetterdienste und wissenschaftlichen Institutionen auch die Zusammenarbeit mit dem privaten Sektor von großer Bedeutung. Dabei können durch intensiven Wissenstransfer und den Austausch von Technologien Innovationen gefördert und Prozesse beschleunigt werden. Dies ist gerade in einer Zeit, in der staatlich finanzierte wissenschaftliche Institutionen teils aufgelöst und Experten entlassen werden von herausragender Bedeutung, um die angestrebten Ziele weiterzuverfolgen! 

M.Sc. Meteorologe Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 23.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

 

Tag der Mathematik

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Der IDM – internationale Tag der Mathematik – wurde im Jahr 2020 ins Leben gerufen. Auf der 40. Generalkonferenz der UNESCO (United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization) 2019 wurde der Welttag beschlossen und verkündet. Ziel ist es, ein globales Bewusstsein für die Wichtigkeit der Mathematik zu schaffen. Es gibt keinen Beruf, der ohne mathematisches Wissen auskommt. In vielen Berufen findet die höhere Mathematik Anwendung. Umso wichtiger ist es, das Wissen verständlich zu vermitteln und alle Geschlechter in mathematischen Fächern gleich zu fördern.

In diesem Jahr steht der internationale Tag der Mathematik unter dem Motto „Mathematics, Art and Creativity“. Diverse Schulen und Universitäten bieten auch in Deutschland Aktivitäten zum Tag der Mathematik an. Manchmal geht es um bestimmte Zahlen, manchmal aber auch um das spielerische Erlernen von Mathematik.

In der Meteorologie sind wir umgeben von Mathematik. Die Wettermodelle basieren auf komplexen mathematischen Gleichungen. Radarbilder werden aus Messungen berechnet. Die Wetterrückblicke zum Beispiel am Ende eines Monats, eines Jahres oder einer Saison bedienen sich meist einfacher Mathematik wie Summen oder Mittelwerten oder Abweichungen von der Norm.

Auch bei den Warnungen spielen Berechnungen eine Rolle. Den Hitzewarnungen zum Beispiel liegt neben der Berechnung der gefühlten Temperatur auch eine Berechnung der Abkühlung in Innenräumen zugrunde. Bei den Gewitterwarnungen spielen Berechnungen der voraussichtlichen Zugbahn eine große Rolle. Außerdem werden die vertikalen Strukturen aus den Radarbildern mittels höherer Mathematik ausgewertet, um Angaben über mögliche Regenmengen oder Hagelkorngrößen zu machen.

All das geschieht oft im Hintergrund, ohne dass der Meteorologe noch selbst rechnen muss. Aber das Grundverständnis muss vorhanden sein, damit man die automatischen Ergebnisse einordnen und gegebenenfalls revidieren kann. 

Dipl.-Met. Jacqueline Kernn
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 14.03.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

 

Wetterkarten – Handwerkszeug der Meteorologen

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Heute vor 170 Jahren, also im Jahr 1855, präsentierte der französische Naturwissenschaftler Urbain Le Verrier der Pariser Akademie der Wissenschaften eine Wetterkarte mit Wettervorhersage für Frankreich. Seine Prognose basierte dabei auf telegrafisch eingeholten Wetterdaten. Impulsgebend war ein Orkan während des Krimkriegs, der am 14. November 1854 der alliierten Flotte im Schwarzen Meer schwere Schäden zufügte. Le Verrier wurde daraufhin beauftragt ein Sturmwarnsystem einzurichten. Aus diesem entwickelte sich später der nationale meteorologische Dienst Frankreichs.

Im Laufe der folgenden Jahrzehnte änderte sich zunächst recht wenig an der Vorhersagegüte anhand solcher Wetterkarten. Als Beispiel hierfür lässt sich beispielsweise die Wettervorhersage für den D-Day am 06. Juni 1944 nennen (Thema des Tages vom 06.06.2024).

Dank des weltweiten Austauschs von Beobachtungsdaten und neuer technischer Möglichkeiten wie Radiosondenaufstiegen sowie Flugzeug-, Radar- und Satellitendaten wurden nicht nur die Wetterkarten, sondern auch die Wettervorhersagen genauer.

Vor ziemlich genau zehn Jahren, am 18. Februar 2015, wurden im Deutschen Wetterdienst schließlich die letzten Bodenwetterkarten inklusive Isobaren und Fronten per Hand, also mit Bleistift und Radiergummi auf Papier, gezeichnet (Thema des Tages vom 18.02.2015). Seither hat auch hier die Digitalisierung Einzug gehalten und Bodenanalyse- sowie entsprechende Prognosekarten werden am Computer produziert.

Die Bodenanalysekarten werden alle sechs Stunden produziert. Die erste Abbildung zeigt hierbei die aktuellste Karte von heute Morgen um 06 UTC. Die Kartenausschnitte von 00 und 12 UTC sind etwas größer gefasst als die von 06 und 18 UTC, da diese Karten auch in der Seefahrt genutzt werden.
 

Bodenanalysekarte am Mittwoch, den 19.02.2025, 06 UTC 

Die Prognosekarten mit Bodendruck und voraussichtlicher Lage der Fronten (auch als „Thematische Karten Boden“, kurz „TKB“, bezeichnet) werden jeden Morgen produziert. Dabei werden fünf Karten erstellt, jeweils eine für die Prognosezeitpunkte +36, +48, +60, +84 und +108 Stunden in der Zukunft. Die nachfolgende Abbildung zeigt hierbei die Karte für morgen Mittag um 12 UTC (+36h-Karte) mit den Namen der jeweiligen Druckgebilde.

 

Prognosekarte Bodendruck und voraussichtliche Lage der Fronten am morgigen Donnerstag, den 20.02.2025 12 UTC 

Und was bedeuten diese Karten für das heutige Wettergeschehen sowie das der kommenden Tage?

Hoch FINJA sorgt am heutigen Mittwoch noch für ruhiges und trockenes Wetter mit viel Sonnenschein. Von Westen und Südwesten macht sich aber bereits das sich nähernde Tief NICO bemerkbar, dergestalt, dass erste Wolkenfelder ins Vorhersagegebiet gelenkt werden. Diese haben aber noch keine Niederschläge im Gepäck. Höchsttemperaturen von 0 bis 8 Grad fühlen sich bei mäßigem, an der Nordsee und im höheren Bergland auch böigem Südostwind sicherlich noch etwas frischer an. Bei den Temperaturen wird sich in den kommenden Tagen aber einiges ändern, um dies bereits vorwegzunehmen.  

Wettervorhersage sowie Vorhersage der Tageshöchsttemperaturen in Deutschland am Mittwoch, den 19.02.2025 

In der Nacht zum Donnerstag kommen die Wolkenfelder etwa bis zur Mitte Deutschlands voran. Gegen Morgen kann es ganz im Südwesten dann etwas Regen geben. Durch die kalte Vorgeschichte und die damit teils gefrorenen Böden ist dieser lokal gefrierend. Dies ist vor allem in bevorzugten Tal- und Muldenlagen von Schwarzwald, westlicher Alb und Pfälzer Wald der Fall. Zwar ist dies nur eine lokale Sache, dennoch sollte man im morgendlichen Berufsverkehr Vorsicht walten lassen und die Fahrweise den örtlichen Begebenheiten entsprechend anpassen.

Nach Osten hin ist der Himmel hingegen noch klar und über den Schneeflächen können die Temperaturen bis -15 Grad absinken. Von Westen und Südwesten wird allmählich mildere Luft herangeführt, wodurch es in den Niederungen von Ober- und Niederrhein bereits frostfrei bleibt.

Wettervorhersage sowie Vorhersage der nächtlichen Tiefsttemperaturen in Deutschland in der Nacht zum Donnerstag, den 20.02.2025 

Am morgigen Donnerstag sorgt Hoch FINJA in der Osthälfte weiterhin für viel Sonnenschein. Ansonsten ist es „dank“ Tief NICO wolkig oder stark bewölkt, im äußersten Westen wird man voraussichtlich ganztags vergeblich auf die Sonne warten. In den westlichen Landesteilen gibt es zudem zeit- und gebietsweise leichte Niederschläge. Dafür machen die Temperaturen im Vergleich zum heutigen Mittwoch einen deutlichen Sprung nach oben, denn für dort sind Höchsttemperaturen von 10 bis 15 Grad vorhergesagt. Im Osten und Nordosten hingegen kann man die Sonne „nur“ bei 1 bis 5 Grad genießen.

Wettervorhersage sowie Vorhersage der Tageshöchsttemperaturen in Deutschland am Donnerstag, den 20.02.2025 

In der Nacht zum Freitag ist wettertechnisch durchaus etwas Spannung geboten. Eingangs der Nacht regnet es noch in der Nordwesthälfte leicht. Im Laufe der Nacht ziehen die Niederschläge dann allmählich ostwärts. Im Osten und Nordosten können die Temperaturen noch in den Frostbereich absinken, wodurch es dort gebietsweise zu gefrierendem Regen mit Glatteisgefahr kommt. Insbesondere im morgendlichen Berufsverkehr sollte man dann wachsam und umsichtig unterwegs sein.

Am Freitag und auch am Wochenende setzt sich die Milderung weiter durch. Während die Höchsttemperaturen ganz im Osten zwischen 7 und 10 Grad liegen, werden sonst 10 bis 16 Grad erreicht. Am Freitag sind am Niederrhein auch bis zu 19 Grad wahrscheinlich. Die Sonne zeigt sich dann im Südwesten, am Samstag auch im Osten und Südosten länger.

Dies bedeutet allerdings nicht, dass der Frühling Einzug hält, denn in der kommenden Woche sind die Temperaturen dann doch wieder rückläufig.
 

Wetter- und Temperaturvorhersage für Freitag, den 21.02. bis Sonntag, den 23.02.2025 

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Egerer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 19.02.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

 

Kennen wir bereits das Wetter der nächsten sieben Wochen?

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Am morgigen Donnerstag, den 27.06.2024, ist der „Siebenschläfertag“, einer der meteorologischen Lostage. Damit einher geht die alljährliche Fragestellung, ob das Wetter am morgigen Siebenschläfertag Aufschluss über das Wetter der nächsten sieben Wochen geben kann. Einige bekannte Bauernregeln zu diesem Tag lauten nämlich:

„Ist der Siebenschläfer nass, so regnet’s ohne Unterlass.“

„Regnet’s am Siebenschläfertag, es noch sieben Wochen regnen mag / der Regen sieben Wochen nicht weichen mag.“

„Wenn’s an Siebenschläfer regnet, sind wir sieben Wochen mit Regen gesegnet.“

„Wenn’s am Siebenschläfer gießt, sieben Wochen Regen fließt.“

„Scheint am Siebenschläfer Sonne, gibt es sieben Wochen Wonne.“

„Das Wetter am Siebenschläfertag noch sieben Wochen bleiben mag.“

Doch was ist dran an diesen Regeln oder sind deren Inhalt eigentlich nur ein Mythos? Und was hat eigentlich das putzige gleichnamige Nagetier mit dem Siebenschläfertag zu tun?

Das Tierchen hat tatsächlich nichts mit dem Siebenschläfertag zu tun. Der Ursprung findet sich in einer frühchristlichen Legende aus der Zeit der Christenverfolgung. Nach dieser Legende flüchteten sieben Brüder, die christliche Schafhirten waren, in eine Höhle bei Ephesos, um sich so vor ihren Verfolgern zu verstecken. Daraufhin wurde die Höhle von den Verfolgern zugemauert, um die Männer verhungern zu lassen. Dort fielen sie in einen tiefen Schlaf. Nach etwa 200 Jahren wachten sie wieder auf, als ein Hirte auf der Suche nach einer Unterbringungsmöglichkeit für seine Schafe die Höhle entdeckte. Die Männer bezeugten daraufhin ihren Glauben, starben allerdings kurze Zeit später. Ihnen zu Ehren wurde in der katholischen Kirche der 27. Juni als Gedenktag gewidmet. In der griechisch-orthodoxen Kirche ist es der 04. August und in der Ostkirche der 23. Oktober.

Kann das Wetter am Siebenschläfertag Aufschluss über das Wetter der nächsten sieben Wochen geben? Das Wetter der nächsten sieben Wochen kann man tatsächlich nicht am Wetter eines einzelnen Tages festmachen. Vielmehr muss eher der Zeitraum zwischen Ende Juni und Anfang Juli als Kriterium herangezogen werden. Nach der Gregorianischen Kalenderreform wäre dieser Lostag zudem eigentlich am 07. Juli. Grundsätzlich besteht für großräumige Wetterlagen in diesem Zeitraum eine Erhaltungstendenz über mehrere Wochen. Bezieht man die Regel des Siebenschläfertages also nicht auf einen einzelnen Tag, sondern auf den genannten Zeitraum, dann bewahrheitet sich diese Regel in etwa zwei von drei Jahren.

Der Siebenschläfertag gehört damit zu den Singularitäten, also den Witterungsregelfällen in der Meteorologie. Andere bekannte Beispiele für solche Singularitäten sind die Eisheiligen, die Schafskälte, die Hundstage, der Altweibersommer oder das Weihnachtstauwetter.

Und wie wird das Wetter am morgigen Donnerstag? Interessant ist erst einmal auch noch, wie das Wetter am heutigen Mittwoch ist. Gewittertechnisch geht es heute nämlich auch schon zur Sache. Dies betrifft in erster Linie die beiden südlichen Bundesländer. Doch zunächst die guten Nachrichten. Im Norden und in der Mitte verspricht der Tag sommerlich zu werden: Sonne satt und Höchstwerte zwischen 27 und 32 Grad. Allenfalls direkt an den Küsten ist es etwas frischer. Verantwortlich für diesen sommerlichen Wetterabschnitt ist das Hoch BIE, welches sich nordöstlich von uns vorübergehend eingenistet hat.

Auch im Süden liegen die Höchstwerte bei meist sommerlichen 26 bis 30 Grad. Im äußersten Süden reicht es aufgrund der morgendlichen Gewitter allerdings „nur“ für 23 bis 26 Grad. Die Gewittertätigkeit ist insbesondere in den beiden südlichen Bundesländern bereits wieder in vollem Gange. Später können dann auch im zentralen Bergland einzelne Gewitter auftreten. Aufgrund der geringen Zuggeschwindigkeit steht bei diesen Gewittern hauptsächlich der (extrem) heftige Starkregen im Fokus. Dieser tritt zwar nur sehr lokal und eng begrenzt auf, dort kann es aber dann durchaus heftig werden. Dann ist mit vollgelaufenen Kellern und Tiefgaragen zu rechnen, kleine Bäche können kurzzeitig anschwellen. Verantwortlich für diese Gewitter ist ein Tief über Italien, welches vor allem in höheren Luftschichten ausgeprägt ist. Dieses transportiert feuchte und zu Gewittern neigende Luft in den Süden Deutschlands.

Nachfolgend verlagert sich dieses Tief dann allmählich nordostwärts. Am heutigen Mittwoch sind die beiden südlichen Bundesländer von den Gewittern betroffen, am morgigen Donnerstag sind es dann weite Teile des Landes. Im Norden, im Westen sowie entlang des Oberrheingrabens wird es zudem ein schwül-heißer Tag mit Höchstwerten von 30 Grad und etwas darüber.

Würde man die Siebenschläfer-Regel wortwörtlich nehmen, würden uns also sieben schwül-heiße Wochen mit wahren „Wasserbomben“ an Gewittern bevorstehen.

M.Sc. (Meteorologin) Tanja Egerer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.06.2024
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Reinhard Süring – Bis an die Grenzen und darüber hinaus (Teil 1)

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Der 15. Mai ist aus meteorologischer Sicht kein ganz gewöhnlicher Tag. Nein, gemeint ist nicht irgendein Schwergewittertag in den letzten Jahrzehnten oder ein besonders „knackiges“ Ende der Eisheiligen in der jüngsten Vergangenheit. Für diese Art von Gedächtnis, bei dem sämtliche Tage, Wochen und Monate mit markanten Wetterereignissen abgespeichert werden und im Falle eines Weckens aus dem Tiefschlaf nachts um drei sofort abrufbar wären, braucht man ohnehin einen siebten Sinn. Einige unserer Kolleginnen und Kollegen können das traumwandlerisch. Bewundernswert! Ob Reinhard Süring auch ein derartiges Datumsgedächtnis hatte, ist nicht überliefert. Gleichwohl hat er in der Meteorologie mächtige Fußstapfen hinterlassen.

Das Licht der Welt erblickte Reinhard Joachim Süring im Jahr 1866 in Hamburg. Schon früh war er an Naturwissenschaften und speziell an den Bedingungen und Prozessen in höheren Luftschichten interessiert. So promovierte er nach seinem Studium für Mathematik und Naturwissenschaften in Göttingen, Marburg und zuletzt Berlin dort 1890 mit seiner Arbeit über „Die vertikale Temperaturabnahme in Gebirgsgegenden in ihrer Abhängigkeit von der Bewölkung“. Wie dem abgebildeten Deckblatt zu entnehmen ist, wurde „vertheidigen“ damals übrigens noch mit „h“ geschrieben.

Im gleichen Jahr wurde er Assistent am Preußisch-Meteorologischen Institut in Berlin und mit Gründung des Meteorologisch-Magnetischen Observatoriums in Potsdam im Jahre 1892 auch dort. Die erste offizielle Wetterbeobachtung der Säkularstation Potsdam fand am Neujahrstag des Jahres 1893 statt und wurde von Reinhard Süring vorgenommen. Das Wort säkular stammt aus dem Lateinischen (saeculum) und bedeutet Jahrhundert. Die Messreihe in Potsdam ist mit inzwischen über 130 Jahren eine der ältesten Deutschlands. Fortan war er in der Region fest verwurzelt.

Nach der Geburt seiner ersten von insgesamt drei Töchtern mit seiner Ehefrau Olga Elisabeth Wedekind leitete Süring von 1901 an die Gewitterabteilung des Preußisch-Meteorologischen Instituts. Nun war der Stand der damaligen Meteorologie natürlich noch fernab irgendwelcher Modellberechnungen oder Basiskonzepten, wie beispielsweise auch in dieser Rubrik bereits vorgestellten „Zutatenmethode“. Die Faszination fürs Wetter und insbesondere der Wolkenphysik (Entstehungs- und Umwandlungsprozesse) hatten es ihm aber ganz besonders angetan.

Was lag da näher als der Gedanke mithilfe einer bemannten Ballonfahrt selbst einmal in die Wolkenwelt einzutauchen und Messungen vorzunehmen, zumal der Kollege Richard Aßmann (Erfinder des Aspirationspsychrometer) mittels eines unbemannten Registrierballons jüngst eine erstaunliche Entdeckung machte: Laut seiner Messungen hörte nämlich die Temperaturabnahme mit zunehmender Höhe in Schichten zwischen 10 und 13 Kilometer plötzlich auf und kehrte sich gar in eine Zunahme um, was angezweifelt wurde – sogar von Aßmann selbst. Also schnappte sich Reinhard Süring am 31. Juli 1901 seinen Kollegen und im Übrigen zugleich auch engsten Mitarbeiter Aßmanns, Professor Arthur Berson und stieg mit diesem um 11 Uhr Ortszeit mit dem mit Wasserstoff gefüllten Ballon „Preußen“ vom Tempelhofer Feld aus in die Luft. In ihrem Bericht über diese denkwürdige Ballonfahrt schrieben sie:

„…Nach 40 Minuten hatte der Ballon bereits eine Höhe von 5000 Metern erreicht. Erst in dieser Höhe nahm der Ballon seine Kugelform an. Die Temperatur war um mehr als 30 Grad auf minus 7 Grad gesunken. Wir fingen bereits zwischen 5 und 6 km Höhe mit der regelmäßigen Sauerstoffatmung an. Nach etwa dreistündiger Fahrt hatten wir 8000 Meter erstiegen, nach 4 Stunden 9000 Meter. Der Einfluss der nunmehr unter 1/3 Atmosphärendruck verdünnte und auf minus 32 Grad abgekühlten Luft machte sich in einer Steigerung der Schlafbedürfnisse geltend. Die letzte den Druck und die Temperatur umfassende Beobachtungsreihe wurde in 10225 Metern prompt und völlig deutlich niedergeschrieben. Bald darauf fielen wir beide in tiefe Ohnmacht; Berson zog noch unmittelbar vorher mehrfach das Ventil, als er schon seinen Gefährten (Süring) schlafen sah (Berson und Süring 1901). …“

Na, neugierig wie’s weitergeht? Dann verpassen Sie nicht die in Kürze erscheinende Fortsetzung.

Dipl.-Met. Robert Hausen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.05.2024
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Osterquiz

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Ostern steht vor der Tür und mit dem heutigen Karfreitag haben sicherlich einige von Ihnen ein paar freie Tage vor sich. Damit es Ihnen dabei nicht langweilig wird, gibt es heute wieder einmal ein kleines Wetterquiz. Die Buchstaben der jeweils richtigen Antworten ergeben dabei ein immer wiederkehrendes und sogar derzeit aktives Wetterphänomen. Viel Spaß beim Rätseln!

Frage 1: Was gab es in Deutschland an Ostern noch nie?

D: Eine mehrere Zentimeter dicke Schneedecke selbst im Tiefland.
E: Einen heißen Tag (30 Grad und mehr).
F: Eine tropische Nacht (Tiefstwerte nicht unter 20 Grad).

Frage 2: Als „Höheneier“ bezeichnet man in der Wettervorhersage umgangssprachlich…

N: … Messinstrumente, die in einer eiförmigen Schutzhülle an einem Wetterballon befestigt aufsteigen.
O: … kleinräumige Tiefdruckgebiete in höheren Luftschichten.
P: … das, was Vögel beim Überflug einer Messstation hin und wieder ablassen.

Frage 3: Auf was deutet eine Art Rippenmuster bei der Bewölkung im Satellitenbild hin?

C: sehr starke Höhenwinde
D: hohe Ozonwerte
E: Saharastaub

Frage 4: Der Monat mit den im Mittel meisten starken Tornados (F2 und stärker) liegt im meteorologischen…

H: … Frühling
I: … Sommer
J: … Herbst

Frage 5: Welche Aussage stimmt?

L: Es gab bisher in diesem Jahr etwa fünfmal so viele benannte Tiefs wie Hochs.
M: Letztes Jahr war das Tief-Hoch-Verhältnis bis Ende März nahezu ausgeglichen.
N: Für dieses Jahr sind bereits alle noch kommenden Hochs und Tiefs benannt.

Und, haben Sie das Lösungswort herausgefunden? Die Auflösung zum Quiz gibt es am morgigen Samstag an dieser Stelle.

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 29.03.2024
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Sonnenfinsternisse und ihre Auswirkungen auf das Wetter

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Am 14. Oktober 2023 konnte in Nord-, Mittel- und Südamerika eine ringförmige Sonnenfinsternis beobachtet werden. So eindrucksvoll solche Ereignisse sind, so ist auch der Einfluss einer Sonnenfinsternis auf die meteorologischen Prozesse in der Troposphäre hochinteressant. Nicht nur die Temperaturabnahme während der Zeit des Kernschattens lässt sich mittlerweile mit hochauflösenden Wettermodellen simulieren und im Nachhinein auch messen, auch die daraus resultierende vorübergehende Auflösung von Cumuluswolken oder Abschwächung von Gewittern lässt sich eindrucksvoll in Satellitenbildern erkennen. So auch geschehen bei der diesjährigen Sonnenfinsternis in Yucatán, Mexiko.

Dass eine Sonnenfinsternis einige meteorologische Parameter wenigstens kurzzeitig beeinflussen kann, ist schon lange Gegenstand von Untersuchungen. Mittlerweile wurden bereits mehr als 44 partielle und totale Sonnenfinsternisse untersucht. Dabei wurden Daten oder detaillierte Beschreibungen der Ereignisse herangezogen, die mindestens bis ins Jahr 1834 zurückreichen. Es ergaben sich zum Teil beeindruckende Messergebnisse beziehungsweise wurden die historischen Beschreibungen in Studien mit hochaufgelösten Modellen bestätigt.

Das Offensichtlichste bei einer Sonnenfinsternis ist die sich abschwächende beziehungsweise temporär vollständig unterbundene Sonneneinstrahlung in Richtung Erdoberfläche, wobei dadurch die Erwärmung beeinträchtigt oder gar unterdrückt wird. Verständlicherweise gibt es dabei Unterschiede zwischen einer totalen, ringförmigen oder partiellen Sonnenfinsternis.

Die Abkühlungsrate durch eine Sonnenfinsternis ist besonders im Sommer markant, wenn die Sonne ihren Höchststand erreicht sowie zur Mittagszeit. Aber auch an einem schönen Frühlingsmorgen mit viel Einstrahlung können die Unterschiede bedeutend ausfallen, da die Sonne zu der Zeit bereits viel Kraft zum Heizen besitzt. Wie markant dann ein Temperaturrückgang ausfallen kann, zeigte sich am 21. Juni 2001 in Simbabwe, wo eine Sonnenfinsternis zur Mittagszeit einen gemessenen Temperaturrückgang von rund 5 Kelvin zur Folge hatte. Die bisherigen Spitzenwerte erreichten nebenbei bemerkt rund 7 Kelvin; in der Luftschicht direkt über dem Boden sogar rund 10 Kelvin. Allerdings müssen für einen solchen Temperaturrückgang auch alle Bedingungen passen, also dass etwa keinerlei Wolken vorhanden sind. Die real gemessenen Werte wurden im Nachhinein durch Modellsimulationen bestätigt.

Verständlich, dass diese Temperaturunterschiede nicht selten auch Einfluss auf die Stabilität der Grenzschicht haben. Dazu wurden unter anderem von Vogel et al. Modellsimulationen zur Sonnenfinsternis vom 11. August 1999 in Südwestdeutschland durchgeführt, wobei in diesem Fall wolkenfreie Bedingungen angenommen wurden (was real leider nicht der Fall war). Es wurde in der Simulation nicht nur eine markante Abkühlung beobachtet, sondern auch eine deutliche Stabilisierung der Grenzschicht. Die Grenzschicht ist die Region, woher der Aufwind für die sommerlichen Haufenwolken all seine Energie in Form von warmer und feuchter Luft bezieht. Je wärmer und feuchter diese Luftmasse ist, desto leichter kann sie in Form einer sogenannten „Thermikblase“ oder eines „Thermikschlauchs“ aufsteigen, gegebenenfalls kondensieren und die Haufenwolke bilden. Kühlt sich die Luftmasse dabei ab, können sich besonders schwache und junge Aufwindschläuche stark abschwächen oder gar zusammenbrechen.

So geschehen auch bei der kürzlich aufgetretenen ringförmigen Sonnenfinsternis in Yucatán, Mexiko. In der ersten Abbildung vom 14. Oktober 2023, 18:00 UTC ist die Konvektion, die sich zur Mittagszeit in Yucatán gebildet hatte, erkennbar. Besonders im Norden (rote Ellipse) hatten sich bereits recht gut organisierte Konvektionsstraßen entwickelt, die sich durch hochreichende Quellbewölkung und starkes Absinken dazwischen auszeichneten. Weiter südöstlich im Binnenland (orange Ellipse) war die Konvektion hingegen deutlich schwächer ausgeprägt.

Direkt nach der ringförmigen Sonnenfinsternis ist deutlich zu erkennen, welche Thermikblase überlebt hatte und welche nicht. Nur die Konvektion entlang der gut organisierten Wolkenstraßen im Norden konnte die temporäre Abkühlung überstehen, während sonst über Land teilweise wolkenarme Bedingungen vorherrschten. An diesem Beispiel lassen sich auch die Unterschiede zwischen Land und Meer eindrucksvoll verstehen: Während die fehlende Sonneneinstrahlung über Land für eine rasche Abkühlung sorgte, hielt sich die Konvektion über dem Meer (grüne Ellipse) deutlich besser, da dort das warme Meereswasser weiterhin für einen ausreichenden Energieeintrag sorgte.

Auf der Plattform X wurden zahlreiche Bilder der ringförmigen Sonnenfinsternis vom 14. Oktober 2023 veröffentlicht. Unter anderem ließ sich dort auch das nachfolgende Komposit von Alexander Spahn (@spahn711) mit dem Shiprock (New Mexiko, USA) im Vordergrund finden.

Haben Sie auch Lust auf eine Sonnenfinsternis bekommen? Lange müssen Sie auf eine totale Sonnenfinsternis nicht mehr warten. Die nächste wird am 8. April 2024 in Teilen Nordamerikas zu sehen sein. Lassen Sie sich diese nicht entgehen, denn auf eine totale Sonnenfinsternis in Deutschland zu warten, macht für Viele von uns keinen Sinn. Erst am 3. September 2081 wird die Bodenseeregion von der nächsten Sonnenfinsternis erfasst; Norddeutschland kann sich am 7. Oktober 2135 auf eine solche freuen.

Eine andere Finsternis steht in Deutschland aber schon an diesem Wochenende an. Samstagabend von halb zehn bis kurz vor elf (Beginn: 21:35 Uhr – Maximum: 22:14 Uhr – Ende 22:52 Uhr, Zeiten in MESZ) verdunkelt die Erde den Mond. Die größten Chancen, diese partielle Mondfinsternis zu sehen, bestehen voraussichtlich vom Emsland über die Region rund um den Harz bis in die Lausitz. Auch südlich der Donau sind die Aussichten gut.

Noch ein Hinweis nebenbei: Wussten Sie, dass eine Finsternis nie allein auftritt? In etwa zwei Wochen vor oder nach einer Sonnenfinsternis findet IMMER eine Mondfinsternis statt.

Dipl.-Meteorologin Julia Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.10.2023
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Energieinput von oben

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Ein maßgeblicher Faktor der Strahlungsbilanz in unserem Klimasystem Erde-Atmosphäre ist die sogenannte Globalstrahlung. Unter dieser versteht man die gesamte an der Erdoberfläche auf einer horizontalen Ebene empfangene Solarstrahlung. Die Globalstrahlung setzt sich dabei aus der direkten Strahlung (d.h. jene Strahlung, die Schatten werfen kann) und der gestreuten (diffusen) Sonnenstrahlung aus der Himmelshalbkugel zusammen. Die extraterrestrische Strahlung (d.h. die auf die Atmosphäre auftreffende Strahlung) wird nämlich beim Passieren der Erdatmosphäre verändert und erfährt beispielsweise eine Abschwächung (Extinktion) durch die Streuung/Reflexion an Luftmolekülen, Wolken, Wasser- und Staubteilchen. Zudem erfolgt auch eine Absorption durch Wasserdampf und atmosphärische Spurengase, diese soll an dieser Stelle aber nicht weiter behandelt werden. Als Faustregel gilt, dass bei Sonnenhöhen von mehr als 50° und wolkenlosem Himmel die Globalstrahlung zu ca. 75 % aus direkter Sonnenstrahlung besteht, bei einem deutlich tieferen Sonnenstand (ca. 10°) nur noch zu 33 %. D.h. bei tieferen Sonnenständen überwiegt die diffuse Himmelsstrahlung gegenüber der direkten Strahlung deutlich.

Die Globalstrahlung kann mit einem sogenannten Pyranometer  sehr gut gemessen werden. Dieses besteht aus für die kurzwellige Strahlung durchlässigen und auch als Witterungsschutz dienenden Halbkugeln und hintereinander geschalteten Thermoelementen (geschwärzte Thermosäule) als Sensor. Die geschwärzten Empfangsflächen der aktiven Lötstellen der Thermoelemente absorbieren die einfallende Strahlung und erwärmen sich gegenüber den passiven Lötstellen innerhalb des Geräts. Die auftretenden Temperaturdifferenzen erzeugen Thermospannungen, die ein Maß für die empfangene Bestrahlungsstärke sind. Mit einer entsprechenden Abschattung (Schattenring) kann mit diesem Gerät auch die diffuse Strahlung bestimmt. Auf jeden Fall ist eine sogenannte Horizontfreiheit, d.h. kein Horizonteinschränkung durch Bäume, Gebäude oder Bergrücken erforderlich.

Aufgrund der starken Abhängigkeit der Globalstrahlung vom Sonnenstand besteht in unseren Breiten ein immenser Jahresgang. So liegt die mittlere Monatssumme für Deutschland im Zeitraum 1991 bis 2020 für den Monat Dezember beispielsweise unter 20 kWh/m², bei höchstem Sonnenstand in den Sommermonaten Juni und Juli bei über 160 kWh/m² . Außerdem ist in der Abbildung anhand des „Box-Plots“ auch das 25 % und 75 % bzw. das 10 und 90 % Perzentil (d.h. die wahrscheinlichste Schwankungsbreite bzw. der fast maximale Erwartungswert) ersichtlich (Erklärung in der unteren Legende beachten). Für das aktuelle Jahr 2023 lag die Monatssumme im Juni beispielsweise bei sehr hohen 199 kWh/m² und damit deutlich über dem normalerweise erwarteten Wertebereich. Auch im kürzlich abgelaufenen September ist dieser Effekt aufgetreten: die Monatssumme von 124 kWh/m² liegt deutlich oberhalb des Mittelwerts, der bei etwas unter 100 kWh/m² zu finden ist. Diese deutlichen Ausreißer führen nun dazu, dass die mittlere Jahressumme der Globalstrahlung von 1086 kWh/m² (1991 bis 2020) dieses Jahr wahrscheinlich schon im Oktober übertroffen wird. Den absoluten Spitzenrang nimmt im Bezugszeitraum seit 1983 das vergangene Jahr 2022 mit einer Jahressumme von 1227 kWh/m² ein.

Generell ist festzustellen, dass es seit 1983 einen eindeutigen positiven Trend der Jahressummen der Globalstrahlung gibt . Legt man einen linearen Trend in die Datenpunkte ergibt sich eine Steigerung von etwa 3,6 kWh/m² pro Jahr. Das bedeutet, dass in 10 Jahren im Deutschlandmittel 36 kWh/m² hinzugekommen sind. Sehr schön ersichtlich sind auch die zwei „Ausreißer“ in den vergangenen Jahren sowie das Jahr 2003.

Außerdem unterliegt die Globalstrahlung in Deutschland aufgrund der Geographie und der Geometrie der einfallenden Strahlung einer regionalen Differenzierung. In den Mittelwerten der Jahressummen im Zeitraum von 1991 bis 2020 gibt es im Süden der Bundesrepublik deutlich höhere Werte als im Norden und Nordwesten Deutschlands. Die höchsten Werte der Globalstrahlung werden etwa in einem Streifen vom Bodensee über das Alpenvorland bis zum Inn und der Salzach sowie am Oberrhein und am Neckar erreicht. Im Vergleich zu den geringeren Werten im Norden (knapp über 1000 kWh/m²) werden im Süden fasst 200 kWh/m² im Jahr mehr erreicht.

Die erwähnten Abbildungen sind unter zu finden.

Mag.rer.nat Florian Bilgeri
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 16.10.2023
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst