Instrumentelle Beobachtungen

Direkte Beobachtungen der meteorologischen Elemente (z. B. Temperatur, Luftdruck) beginnen mit der Erfindung von Messinstrumenten, so des Thermometers 1611 (wahrscheinlich durch Galilei) und des Barometers 1643 (durch Torricelli).

Es vergehen aber mehr als 100 Jahre bis Ansätze zur Entwicklung eines internationalen meteorologischen Messnetzes unternommen werden und etwa 250 Jahre bis mit dem Aufbau von nationalen Wetterdiensten begonnen wird.

Einen groben Überblick über die Entwicklung der instrumentellen Beobachtungen der Klimaelemente gibt die nachfolgende Übersicht.

1649-1658

älteste Luftdruckmessungen in Clermont-Ferrand, Florenz, Paris und Stockholm

1654-1670

älteste Temperaturmessungen in Pisa und Florenz

1663

erstes Programm für tägliche Beobachtungen von Robert Hooke dem "Kurator für Experimente" bei der Royal Society in England

1664

erstes Windmessgerät entworfen von Hooke

1666-1667

Dauerregistrierungen der meteorologischen Elemente mit Instrumenten durch John Look; sie umfassten Windrichtung und –stärke, Temperatur, Luftfeuchte, Luftdruck, Himmelsbedeckung und Niederschlag

1677

Niederschlagsmessungen in Burnley (Lancashire)

1780/1781

Beginn des Ausbaus eines meteorologischen Messnetzes unter der Schirmherrschaft des Kurfürsten Karl Theodor und Sociates Meteorologica Palatina (Meteorologische Gesellschaft der Pfalz); 39 Stationen von Amerika über Europa bis zum Ural; u.a. Gründung des Observatoriums auf dem Hohenpeißenberg südwestlich von München (das älteste Bergobservatorium auf der Erde); Einführung der sog. Mannheimer Stunden für Beobachtungen (7, 14 und 21 Uhr wahrer Ortszeit; Tagesmittelwerte aus den Terminen 7 + 14 + 2*21 Uhr)

1792-1795

Beendigung der Aktivitäten Sociates Meteorologica Palatina in Verbindung mit napoleonischen Kriegen, Fortführung der Messungen an einigen Stationen durch interessierte Privatpersonen

1863

Beginn des Ausbaus des französischen Wetterdienstes

1873

Gründung der Internationalen Meteorologischen Organisation (IMO, International Meteorological Organisation); Aufgaben: Koordination der Sammlung von meteorologischen Daten und des internationalen Datenaustausches

1875

das meteorologische Messnetz der bodennahen Atmosphäre umfasst weltweit ca. 60 Landstationen

1876

Gründung der Seewetterwarte in Hamburg, Beginn des meteorologischen Dienstes in Deutschland (deutsches Messnetz, 1881)

1901

Sondierungen der höheren Schichten der Atmosphäre; Einsatz von Gummiballonen als einer neuen Messtechnik durch Aßmann

1902

Bekantgabe der Entdeckung der Stratosphäre durch Teisserenc de Bort und Aßmann

1928

erste Radiosonde entwickelt von dem Russen Moltschanoff

nach 1945

regelmäßiger Einsatz von Radiosonden zur Messungen der Temperatur, Feuchte, Luftdrucks und des Windes
(Entwicklung des Messnetzes)

1950

Gründung einer neuen zwischenstaatlichen Organisation für Meteorologie und verwandte Wissenschaftsbereiche (z. B. Hydrologie, Geophysik, Ozeanographie) im Rahmen der UNO unter den Namen World Meteorological Organisation (WMO, Nachfolgerin der IMO); Aufgaben: Förderung der weltweiten Entwicklung des Stationsnetzes für meteorologische, hydrologische und andere geophysikalische Messungen, Förderung der meteorologischen Dienste und Systeme für den schnellen Austausch von meteorologischen Informationen sowie der Vereinheitlichung von Messungen und Publikationen der Beobachtungs-Statistiken.
(Zeitliche und räumliche Verbreiung der Landstationen und der Schiffsbeobachtungen)

1957/1958

das Internationale Geophysikalische Jahr; Ziel: Erfassung der Änderungen der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre

1958

Beginn der Messungen der CO2-Konzentration auf Mauna Loa (Hawaii)
(Zeitliche Entwicklung)

1959

erster Satellit mit meteorologischen Instrumenten an Bord, VANGUARD 2

1960

erste Wetterbeobachtungen vom Satelliten TIROS 1

1964

erster sonnensynchronisierter Satellit (NIMBUS 1, erdumlaufend), dadurch Beobachtungen vieler Punkte auf der Erde zur ungefähr gleicher Tageszeit; Abstand der erdumlaufenden Satelliten von der Erdoberfläche beträgt ca. 900-1500 km

1966

erster operationeller Wetter-Satellit (ESSA 1)

1969

erste Sondierung der Atmosphäre vom All mit dem Satelliten NIMBUS 3

1974

erster geostationärer meteorologischer Satellit (SMS 1); Abstand der geostationären Satelliten von der Erdoberfläche beträgt am Äquator ca. 36000 km

1977

erster europäischer Satellit (geostationär), positioniert bei 0-Meridian (METEOSAT 1)

1978

erster Satellit (TIROS N) ausgestattet mit einem Mikrowellengerät (Microwave Sounding Unit, MSU)
(Zeitliche und räumliche Verbreitung)

1980er Jahre

internationale Bemühungen um die Zusammenstellung der verfügbaren Beobachtungen von Bodenstationen und Schiffen zu "globalen" Dansätzen, einschließlich der Darstellung der punktuellen Messungen von Stationen auf regelmäßigen Gittern als Grundlage zur Validierung von Fernerkundungsbeobachtungen und Klimamodell-Ergebnissen.

Hierzu gehören z. B. der "Temperaturdatensatz" von P. D. Jones (z. B. 1996), der Monatsmittelwerte bzw. Anomalien der bodennahen Lufttemperatur über Landflächen und der Wasseroberflächentemperatur über den Ozeanen enthält; gegenwärtig auf 5° x 5°-Gitter für den Zeitraum ab 1851 bis heute verfügbar, mariner Datensatz COADS (Comprehensive Ocean Atmosphere Data Set) mit Schiffsbeobachtungen mehrerer meteorologischer Größen in einer räumlichen Auflösung von 2° x 2° für den Zeitraum 1854-1993, und der "Niederschlag-Datensatz" von M. Hume und M: New (1997) mit Monatssummen der Niederschläge über den Landflächen in einer räumlichen Auflösung 2.5° x 3.75° für den Zeitraum 1900-1998.

Diese Datensätze stellen die Basis für die Diskussion der beobachteten globalen Erwärmung.

1990er Jahre

sog. Reanalysen Projekte, Erstellung globaler Datensätze beruhend auf der "Nachanalyse" der sämtlichen verfügbaren Messdaten und Wettervorhersagen zurück in vergangene Jahre mittels eines globalen Atmosphären-Modells. Hierzu gehören z. B. die NCEP/NCAR-Reanalysen (des National Center for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research in den USA) für den Zeitraum 1948 bis heute mit einer räumlichen Auflösung 2.5° x 2.5° bis ca. 30 km Höhe, und die ERA15-Reanalysen vom Europäischen Zentrum für Mittelfristige Wettervorhersage in England (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts, ECMWF), für die Periode 1979-1994 in gleicher räumlichen Auflösung wie NCEP/NCAR-Reanalysen.

1990er Jahre

das meteorologische Messnetz der bodennahen Atmosphäre umfasst weltweit ca. 9000 Landstationen und ca. 850 Stationen mit Radiosondenbeobachtungen


Einige Literaturhinweise zur Geschichte der Meteorologie und Klimatologie

Flohn, H., 1992: Meteorologie im Übergang: Erfahrungen und Erinnerungen (1931-1991). In: Bonner Meteorologische Abhandlungen, 40.

von Rudloff, H., 1967: Die Schwankungen und Pendelungen des Klimas in Europa seit dem Beginn der regelmässigen Instrumenten-Beobachtungen (1670), Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Braunschweig, 370 S.

Schneider-Carius, K., 1955: Wetterkunde Wetterforschung: Geschichte ihrer Probleme und Erkenntnisse in Dokumenten aus drei Jahrtausenden. Karl Alber Verlag, Freiburg, München, 423 S.

Hellmann, G., 1901: Meteorologische Beobachtungen vom XIV. bis XVII. Jahrhundert. Neudrucke von Schriften und Karten über Meteorologie und Erdmagnetismus Nr. 18. Berlin,

Hellmann, G., 1883: Repertorium der Deutschen Meteorologie. Leistungen der Deutschen in Schriften, Erfindungen und Beobachtungen auf dem Gebiete der Meteorologie und des Erdmagnetismus von den ältesten Zeiten bis zum Schlusse des Jahres 1881. Wilhelm Engelmann Verlag, Leipzig, 995 S.

3.05.2003 Alice Kapala, Meteorologisches Institut der Universität Bonn, Auf dem Hügel 20, 53121 Bonn