#002: Die Geschichte der Wettervorhersage

Die Synoptik, ein Teilgebiet der Meteorologie, befasst sich mit der Wetterprognose, also der Vorhersage des Wetters in den nächsten Stunden oder Tagen, für einen bestimmten Landstrich oder eine Region. Heutzutage resultiert die Synoptik hauptsächlich aus der Nutzung von Hochleistungscomputern und von präzisen Messgeräten, durch die sekundenschnell die Daten mit den Wetterdiensten über das Internet ausgetauscht werden. Dabei ist die Meteorologie eine der ältesten beobachtenden Naturwissenschaften. Das verwundert nicht, da die Menschheit seit Anbeginn ihres Daseins vom Wetter abhängig war und ist.

Zu Beginn war die Wetterkunde noch eine vorwiegend spekulative Wissenschaft, die Erklärungen, etwa für die Himmelserscheinungen und Lichtphänomene, bei den Göttern oder Gestirnen suchten. Hierzu sind die ältesten Zeugnisse bei den Babyloniern zu finden, die bereits 650 v. Chr. versuchten, mit Hilfe der Astronomie das Wetter vorherzusagen. Es war zu dieser Zeit wohl bereits bekannt, dass die Sonne einen entscheidenden Einfluss auf das Wettergeschehen haben muss – vor allem in den Tropen und Subtropen unterliegt das Wetter einem starken Tagesgang. So scheint es folgerichtig, dass neben der Sonne auch für andere Himmelskörper nach einflussnehmenden Zusammenhängen zum irdischen Wettergeschehen gesucht wurde. Manche der daraus resultierenden Erklärungsversuche haben sich bis in die Neuzeit erhalten: So ist beispielsweise noch der Irrglaube verbreitet, dass der Mond unser Wetter spürbar beeinflussen würde.

Die ernsthafte wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Wetter beginnt mit Aristoteles (384 bis 322 v. Chr.), der auf der Suche nach einem tieferen Verständnis für seine Umwelt die Bedeutung der vier Elemente Feuer, Luft, Wasser und Erde besonders hervorhob. Darüber hinaus beobachtete er die Vorgänge in der Erdatmosphäre und lieferte erste Erklärungsversuche für Blitze und Stürme.

Nachdem zu Zeiten der griechischen Antike also schon nach naturwissenschaftlichen Erklärungen für das Wettergeschehen gesucht wurde, hatte die eher abergläubische Sicht auf die Wetterkunde im Mittelalter eine neue Blütezeit. So wurden an Stelle der Götter in dieser Zeit die Wetterheiligen für bestimmte Erscheinungen verantwortlich gemacht. Petrus, dem Wächter der Himmelspforte, wurde beispielsweise der Niederschlag zugesprochen, die Eisheiligen indessen stehen seitdem mit einem oft vorkommenden Kälteeinbruch zu Anfang des Monats Mai in Verbindung.

Durch das Erkennen von immer wiederkehrenden Mustern in der zeitlichen Abfolge verschiedener Wetterlagen entstand in der Folge der Versuch, das künftige Wetter vorherzusagen. Eine Zusammenfassung der erlangten Erkenntnisse wurde als erste Sammlung von Bauernregeln durch Leonhard Reynmann im „Wetterbüchlein“ zusammengefasst und im Jahre 1505 veröffentlicht. Die weit berühmtere Sammlung von Bauernregeln entstand im 17. Jahrhundert im Kloster Langheim durch den Abt Mauritius Knauer. Diese Sammlung sollte es ihm und seinen Mönchen ermöglichen, den Ertrag der klösterlichen Landwirtschaft durch die damals neuartige Wettervorhersage zu verbessern. Der in Erfurt tätige Arzt Christoph von Hellwig stellte unter der Annahme einer siebenjährigen Periodizität für die Wiederkehr bestimmter Wetterlagen eine Prognose für die kommenden hundert Jahre auf und vermarktete dieses Buch als „Hundertjähriger Kalender“.

Erst die wissenschaftlichen Errungenschaften von Galileo Galilei, Robert Boyle und Isaac Newton führten zur zunehmenden Verdrängung der noch vielfältig von Aberglauben geprägten Wettererklärung und legten den Grundstein für die Einordnung der Meteorologie als Teildisziplin der Physik. Die
Erscheinungen in der Atmosphäre konnten seitdem anhand der neu gefundenen physikalischen Gesetze beschrieben werden. Zur objektiven und präzisen Erfassung der physikalischen Vorgänge im Zusammenhang mit dem Wettergeschehen wurden die ersten Thermometer (1592 durch Galileo Galilei) und Barometer (1643 durch Evangelista Torricelli) entwickelt. Erst durch die Erfindung und späteren Verbesserungen des Barometers konnte der Physiker Blaise Pascal 1648 beispielsweise mit Messungen am Puy de Dôme, einem 1.465 Meter (ü.N.N.) hohen Vulkan bei Clermont-Ferrand (Frankreich), nachweisen, dass der atmosphärische Luftdruck mit der Höhe abnimmt,

Die Erschließung von neuen Seefahrtsrouten nach Nord- und Südamerika sowie nach Afrika und Indien steigerte zudem die Notwendigkeit, die vorherrschenden Windsysteme besser zu verstehen. So veröffentlichte 1735 der britische Rechtsanwalt George Hadley seine noch heute gültige Theorie zur Entstehung der Passatwinde in der später nach ihm benannten Hadley-Zelle.

Die neu entwickelten und weiter verbesserten Messgeräte ermöglichten es, das Wetter an verschiedenen Orten mittels ähnlicher Messsysteme und -standards zunehmends systematisch zu beobachten. Erst dadurch erkannte man, dass die Entwicklung von Wetterlagen auf geographisch relativ großen Skalen stattfndet, und dass beispielsweise die Verteilung von See und Landmasse bei der Ausprägung von Wetterereignissen oder bei deren Fluktuationen eine Rolle spielt. Diese Erkenntnis mündete in der Errichtung des ersten Messnetzes meteorologischer Beobachtungsstationen durch den Großherzog Ferdinand II von Toskana im Jahre 1654. Eine der wichtigsten Errungenschaften der Errichtung dieses Stationsnetzes war die Beobachtung, dass sich der atmosphärische Luftdruck an einer bestimmten geographischen Position mit der Zeit verändert.

Ein weiterer Fortschritt bei der objektiven Erfassung des Wetters wurde 1780 durch die vom Kurfürsten Karl Theodor von der Pfalz und Bayern gegründete „Societas Meteorologica Palatina“ erlangt. Diese Gesellschaft mit Sitz in Mannheim stattete 39 Messstationen auf der Nordhalbkugel mit einheitlichen Messgeräten aus und verlangte die Aufzeichnung der Messungen um 7:00, 14:00 und 21:00 Uhr, welche auch heute noch als „Mannheimer Stunden“ in der Klimatologie genutzt werden. Des Weiteren wurden für die Bezeichnung der meteorologischen Elemente feste Normen und standardisierte Symbole festgesetzt. Für das genauere Verständnis des dynamischen Wettergeschehens war dieses relativ weitläufge Messnetz allerdings nicht geeignet. Das erkannte 1826 der deutsche Physiker und Meteorologe Heinrich Wilhelm Brandes und veröffentlichte in seiner Dissertation die erste synoptische Wetterkarte. Diese Karte enthielt Wetterdaten aus ganz Europa, die durch den weiteren Ausbau und die Verfeinerung des Stationsnetzes mit zunehmender Dichte auf damals schnellst möglichem Weg, dem Postweg, ausgetauscht wurden. Durch die immer höhere räumliche und zeitliche Auflösung der Wetterdaten erkannte Brandes, dass sich bestimmte Wettererscheinungen systematisch in Verbindung mit gewissen Vorzeichen mit der Zeit über Europa ausbreiteten.

Das im Jahre 1847 von Alexander von Humboldt in Berlin gegründete „Preußische Meteorologische Institut“ verfeinerte das Messnetz weiter von vormals 200 auf nun 2.000 Stationen alleine in Deutschland. Durch die Einführung der Telegraphie konnte man darüber hinaus noch schneller als bisher die meteorologischen Messungen zur Auswertung sammeln. Insbesondere die Daten aus entlegenen Gebieten sowie aktuelle Schiffsbeobachtungen, die mit dem Ausbau der Seefahrt zunehmend für meteorologische Zwecke von hohem Nutzen wurden, konnten somit schnell zusammengetragen werden. Für das Verständnis der Meteorologie waren die Erhöhung der räumlichen Datenauflösung sowie die schnelle Übermittlung der Daten ein bedeutender Fortschritt.

Die ersten täglichen Wetterkarten wurden ab 1876 durch die Deutsche Seewarte in Hamburg herausgegeben. Dafür wurden anhand der zusammengetragenen Stationsdaten bereits die Linien gleichen atmosphärischen Drucks (Isobaren) und gleicher Temperatur (Isothermen) gezeichnet. Das immer besser werdende Beobachtungsnetz ermöglichte es nun, ein fundamentales Verständnis für die Entwicklung der Wettersysteme zu entwickeln. Herausragende Errungenschaften auf diesem Gebiet sind dabei der Arbeitsgruppe um den norwegischen Meteorologen Vilhelm Bjerknes zuzuschreiben, die etwa um das Jahr 1918, gegen Ende des Ersten Weltkrieges, die noch heute gültige Polarfronttheorie entwickelte. Es ist wohl dieser kriegerischen Zeit geschuldet, dass die auch heute noch verwendeten Begriffe wie Warm- und Kaltfronten Einzug in den meteorologischen Sprachgebrauch hielten

Im Verlauf der Entwicklung dieser Polarfronttheorie zeigte sich aber auch, dass es nicht genügt, die meteorologischen Parameter am Boden genau zu kennen. Das Erfordernis, die atmosphärischen Zustandsgrößen wie Temperatur, Druck und Feuchte auch in verschiedenen Höhen der Luftschichten zu kennen, trieb die Entwicklung neuer Messtechniken an, angefangen von drachen-, ballon- oder flugzeuggetragenen Messungen bis hin zu den satellitengestützten Fernerkundungen der Neuzeit. Dank der rasanten technischen Entwicklungen in der Raumfahrt des letzten Jahrhunderts ist von vielen Planeten, wie beispielsweise Jupiter, Venus oder Mars, und anderen Weltraumkörpern inzwischen bekannt, ob dort eine Atmosphäre existiert. Größtenteils kennt man auch die Zusammensetzung der Atmosphäre und ob sich in dieser Atmosphäre so etwas wie Wetterlagen ausbilden können, wie es sich zum Beispiel anhand der dynamischen Verwirbelung der Jupiteratmosphäre andeutet.

Im nächsten Teil geht es um die Entstehung der Wettervorhersage…