Thema des Tages

Geschichte der Meteorologie ? Teil 19: Übertragung meteorologischer Daten mit Telegraphie im 19. Jahrhundert

Das heutige Thema des Tages widmet sich der Entwicklung der Telegraphie, mit der in rascher Zeit meteorologische Daten und Beobachtungen über große Entfernungen übermittelt werden konnten.

Im letzten Thema des Tages zur Geschichte der Meteorologie wurde die Entwicklung atmosphärischer Messungen mittels Drachen und Ballonen im 18. und 19. Jahrhundert beleuchtet. Im aktuellen Thema des Tages dieser Serie widmen wir uns heute der Historie der Telegraphie, mittels derer meteorologische Daten und Beobachtungen rasch über große Entfernungen vermittelt werden konnten. Damit konnten meteorologische Messnetze regional und nachfolgend auch global in engem zeitlichem Rahmen verknüpft werden. Vorgestellt werden Persönlichkeiten, die maßgeblich zur Entwicklung der Telegraphie beitrugen, als auch solche, die die Telegraphie in bedeutendem Umfang für die Meteorologie nutzten.
Die Physiker Carl Friedrich Gauß (1777?1855) aus dem Fürstentum Braunschweig-Wolfenbüttel und Wilhelm Weber (1804?1891) aus dem Kurfürstentum Sachsen konstruierten 1833 einen elektromagnetischen Telegraphen. Dazu verlegten sie zwei Kupferdrähte über die Dächer der Stadt Göttingen und vermittelten an Ostern 1833 den telegraphischen Verkehr zwischen dem physikalischen Institut und dem magnetischen Observatorium der Sternwarte.
Der russische Orientalist, Militäroffizier und Erfinder Paul Ludwig Schilling von Cannstatt oder Pawel Lwowitsch Schilling von Cannstatt (1786?1837) aus dem Gouvernement Estland interessierte sich schon früh für Elektrotechnik. Erste Telegraphie-Versuche konnte er im Fünften Koalitionskrieg 1809 vorführen. Nachfolgend verlagerten sich seine Interessen auf die Drucktechnik der Lithographie und ostasiatische Sprachen. 1832 setzte er seine Arbeiten an der Telegraphie fort und konstruierte einen Apparat, mit dem er das Alphabet und die Ziffern darstellen konnte. Gauß und Weber (siehe oben) hatten da ihren Telegraphen bereits vorgestellt. 1835 konnte er einen verbesserten Nadeltelegraphen präsentieren. 1836 erprobte er erfolgreich eine telegraphische Übertragung über eine zehn Kilometer lange Unterwasserleitung. Eine geplante Telegraphenleitung von der Marinebasis Kronstadt über Oranienbaum zum Palast Peterhof bei Sankt Petersburg wurde wegen seines Ablebens nicht realisiert. Der britische Meteorologe und Erfinder Francis Ronalds (1788?1873) war ein Pionier der elektrischen Telegraphie. 1816 errichtete er einen elektrostatischen Telegraphen. 1843 wurde Ronalds zum Leiter des Königlichen Observatoriums Kew in London ernannt. Dort arbeitete er an der systematischen Erfassung meteorologischer Daten mittels Photographie. Er entwickelte eine Kamera, die, durch eine Uhr gesteuert, automatisch zeitliche Abfolgen von Wetterphänomenen, insbesondere zu atmosphärischer Elektrizität, aufnehmen konnte.

Der US-amerikanische Künstler und Erfinder Samuel Morse (1791?1872) ist vor allem für seine Erfindung des elektrischen Telegraphen und des Morsecodes bekannt. Anfang der 1830er Jahre kam er erstmals zu der Erkenntnis, dass ein elektrischer Telegraph möglich sein könnte. Mitte der 1830er Jahre experimentierte Morse mit Prototypen. Die erste öffentliche Vorführung seines Geräts fand 1837 statt. Er verwendete eine frühe Form eines Telegraphencodes, der Buchstaben in einen Zifferncode verwandelt und als Amerikanischer Morsecode bekannt ist. Der US-Kongress gewährte ihm schließlich die notwendige finanzielle Unterstützung, sodass eine
Demonstrations-Telegraphenleitung von Washington, D. C. nach Baltimore mit einer Streckenlänge von 61 km errichtet werden konnte. Die Leitung wurde am 24. Mai 1844 erfolgreich in Betrieb genommen, als Morse den Satz ?What hath God wrought?? sendete. Morse erhielt 1847 ein türkisches Patent für den Telegraphen. Seine Erfindung wurde 1851 offiziell als Standard für die europäische Telegraphie anerkannt (mit Ausnahme Großbritanniens, wo der Telegraph von Cooke und Wheatstone (siehe unten) bevorzugt wurde). Morses US-amerikanische Patente wurden angefochten, da er behauptete, der alleinige Erfinder des Geräts zu sein, was Joseph Henry (siehe unten) bestritt. Schließlich entschied der Oberste Gerichtshof 1853 zugunsten von Morse. Obwohl Morse nie direkt in der Meteorologie tätig war, sollte sein Telegraph eine Revolution in dieser Wissenschaft auslösen, da er die schnelle Übertragung von Wetterdaten ermöglichte. Mit diesen konnten Wetterkarten erstellt werden, die wiederum zur Untersuchung von Wettersystemen und zur Erstellung von Wettervorhersagen genutzt werden konnten. Die Vorläufer zentralisierter nationaler Wetterdienste in vielen Ländern, darunter Frankreich, Großbritannien und den Vereinigten Staaten, begannen sich alle zu entwickeln, sobald die Wettertelegraphie Ende der 1840er und in den 1850er Jahren verfügbar wurde (siehe Teile 13 und 15 der Serie Geschichte der Meteorologie). Nach kleineren Änderungen bei den kodierten Buchstaben und einer Neucodierung der Ziffern wurde der von Morse generierte Code 1865 von der International Telegraph Union als Standardcode eingeführt.
Der US-amerikanische Physiker und Wissenschaftsadministrator Joseph Henry (1797?1878) gilt allgemein als der ?Vater? des US-amerikanischen Wetterdienstes (National Weather Service). Außerdem entdeckte er unabhängig von anderen Wissenschaftlern die elektromagnetische Induktion. Aufgrund dieser Entdeckung wurde die SI-Einheit (Internationales Einheitensystem) für die Induktivität nach Henry benannt. Ein Henry entspricht einer elektromotorischen Kraft von einem Volt in einem geschlossenen Stromkreis mit einer gleichmäßigen Stromänderungsrate von einem Ampère pro Sekunde. Henry entwickelte während seiner Zeit als Professor an der Albany Academy in Albany, New York, ein Interesse an der Meteorologie. Dort sammelte er landesweite Wetterbeobachtungen für die University of the State of New York. Später war er Professor am College of New Jersey in Princeton, wo er Forschungen zum Blitz durchführte und Sturmverläufe sowie atmosphärische Physik untersuchte. Henry wurde 1846 erster Sekretär der neu gegründeten Smithsonian Institution. Dieses Amt bekleidete er bis zu seinem Tod im Jahr 1878. Er richtete unverzüglich ein meteorologisches Programm an der Institution ein und forderte 1847 ?ein System umfassender meteorologischer Beobachtungen zur Lösung des Problems der amerikanischen Stürme?. Ihm war klar, dass der elektrische Telegraph in einem solchen System eine Schlüsselrolle spielen würde. Henry hatte bereits in den frühen 1830er Jahren die grundlegenden wissenschaftlichen Prinzipien des Telegraphen beschrieben, doch die eigentliche Entwicklung des Telegraphen wird Samuel Morse zugeschrieben (siehe oben). Henry wusste, dass sich Stürme in den USA im Allgemeinen von Westen nach Osten bewegten, und schrieb im Jahresbericht der Smithsonian Institution von 1847, dass ?die ausgedehnten Telegraphenleitungen ein geeignetes Mittel darstellen werden, um die Beobachter weiter im Norden und Osten zu warnen, damit sie auf das erste Auftreten eines herannahenden Sturms achten?. Bis 1849 hatte Henry ein Netzwerk von etwa 150 ehrenamtlichen Wetterbeobachtern aufgebaut, die über Telegraphen miteinander verbunden waren. Er überzeugte mehrere Telegraphengesellschaften davon, Wetterdaten kostenlos an die Smithsonian Institution zu übermitteln. Die Institution diente als administratives und wissenschaftliches Zentrum des Wettertelegraphie-Netzwerks. Sie stellte den Beobachtern Anweisungen, standardisierte Formulare und in einigen Fällen auch Instrumente zur Verfügung. Von den Beobachtern wurde erwartet, dass sie täglich mehrere Messungen zu Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Wind, Bewölkung und Niederschlagsmengen vornahmen. Außerdem wurden sie angewiesen, ?außergewöhnliche Phänomene? wie Gewitter, Hurrikane, Tornados, Erdbeben, Meteore und Polarlichter zu notieren. All diese Informationen wurden in monatlichen Berichten zusammengefasst, die an die Smithsonian Institution übermittelt wurden, wo Henry sie zur Erstellung einer großen täglichen Wetterkarte nutzte. Deren Zweck bestand darin, wie er schrieb, ?die meteorologischen Bedingungen der Atmosphäre über dem gesamten Land auf einen Blick darzustellen?. Die Karte wurde erstmals 1856 im ?Castle? (dem ursprünglichen Gebäude der Smithsonian Institution) ausgestellt. Sie verwendete ein System aus farbigen Scheiben, um die Art des beobachteten Wetters anzuzeigen (blau für Schnee, schwarz für Regen, braun für bewölkten Himmel und weiß für schönes Wetter), wobei Pfeile die vorherrschende Windrichtung anzeigten. Die Öffentlichkeit war von dieser Karte fasziniert. Henry stellte fest, dass Touristen, die sie betrachteten, ?alle besonders daran interessiert zu sein scheinen, zu erfahren, welchen Wetterbedingungen ihre Freunde zu Hause gerade ausgesetzt sind?.
Henry experimentierte auch damit, die Karte für Wettervorhersagen zu nutzen. Er stellte beispielsweise fest: ?Wenn morgens an der Station in Cincinnati eine schwarze Karte [Scheibe] zu sehen ist, die auf Regen in dieser Stadt hindeutet, kann man mit Sicherheit davon ausgehen, dass es in Washington gegen sieben Uhr abends zu einem Regenschauer kommen wird.? Henry lieferte außerdem Wetterbeobachtungen an die Zeitung ?Washington Evening Star?, welche im Mai 1857 damit begann, täglich die Wetterbedingungen in fast zwanzig verschiedenen Städten zu veröffentlichen. Dies war eines der frühesten Beispiele für die beliebte Wetterseite in Zeitungen. Henry setzte sich zudem für ein System von Sturmwarnungen ein und schrieb in seinem Jahresbericht für 1857, dass er hoffte, mit Telegraphengesellschaften Vereinbarungen zu treffen, ?um an der Ostküste vor herannahenden Stürmen zu warnen?. Um 1860 war das meteorologische Netzwerk auf mehr als 600 ehrenamtliche Beobachter in Kanada, Mexiko, der Karibik und Lateinamerika sowie in den Vereinigten Staaten angewachsen. Die Vielzahl der
Wetterbeobachtungen, die in den 1850er Jahren bei der Smithsonian Institution eingingen, bildete eine umfangreiche Datenbank, die überprüft und ausgewertet werden musste. Henry beauftragte Professor James Henry Coffin (1806?1873), einen US-amerikanischen Mathematiker und Meteorologen vom Lafayette College in Easton, Pennsylvania, mit dieser Arbeit. Im Jahr 1861 veröffentlichte Coffin den ersten von zwei Bänden mit Klimadaten und Sturmbeobachtungen, die auf den Berichten der Jahre 1854 bis 1859 basierten. Der Amerikanische Bürgerkrieg hätte Henrys meteorologische Arbeit beinahe zum Scheitern gebracht. Er schrieb 1861, dass das Projekt ?mehr unter den Unruhen im Land litt als jeder andere Bereich der Smithsonian Institution?. Wetterberichte mussten mit dem öffentlichen Kriegsverkehr um Telegraphenzeit konkurrieren. Alle Berichte aus dem Süden fielen aus. Nach dem Krieg forderte Henry in seinem Jahresbericht für 1865 die Bundesregierung auf, einen nationalen Wetterdienst einzurichten, der in der Lage sei, Sturmwarnungen und andere Wettervorhersagen herauszugeben. Etwa zur gleichen Zeit bewegten sich auch andere Länder in Richtung eigener nationaler Wetterdienste (siehe Teil 13 der Serie zur Geschichte der Meteorologie). Im Jahr 1870 übertrug der Kongress die Zuständigkeit für Sturmwarnungen und Wettervorhersagen an den Signal Service der US-Armee. Bis 1874 hatte Henry den Signal Service davon überzeugt, auch das System der freiwilligen Beobachter zu übernehmen. Im Jahr 1891 übernahm das neu gegründete US-Wetteramt alle wetterbezogenen Aufgaben des Signal Service (siehe Teil 15 der Serie zur Geschichte der Meteorologie).
Der russische Mathematiker und Physiker Adolph Theodor Kupffer (1799?1865), ein Deutsch-Balte aus dem Gouvernement Kurland, organisierte in Russland meteorologische und magnetische Beobachtungen. Nach seinem Studium in Deutschland erhielt Kupffer 1823 eine Stelle als Professor für Chemie an der Universität Kasan in Russland. Im selben Jahr reiste er nach Paris, um Geräte für seinen Lehrstuhl zu erwerben. Dort traf er unter anderem von Humboldt (siehe Teil 12 der Serie zur Geschichte der Meteorologie), und sein Interesse am Erdmagnetismus und an der Meteorologie war geweckt. 1828 wurde Kupffer Mitglied der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften und zog nach St. Petersburg, wo er begann, ein Netzwerk von meteorologischen Beobachtungsstationen in Russland aufzubauen. Auch von Humboldt trug zu diesen Bemühungen bei. Kupffer wurde vom Zaren nach Russland eingeladen und unternahm 1829 eine wissenschaftliche Expedition nach Sibirien. Nach seiner Rückkehr nach St. Petersburg schlug er die Schaffung eines russischen Netzwerks von magnetischen und meteorologischen Beobachtungsstationen vor. Diese gemeinsamen Bemühungen trugen 1835 mit der Einrichtung des ersten russischen Netzwerks Früchte. Schließlich erkannten Kupffer und andere, dass es ein Zentralbüro geben sollte, um den Betrieb des gesamten Netzwerks zu überwachen und alle Beobachtungen zu sammeln. Dieses Büro, welches den Namen ?Hauptgeophysikalisches Observatorium? trug, wurde 1849 in St. Petersburg gegründet. Es sollte für den Rest des 19. und den ersten Teil des 20. Jahrhunderts als administratives und wissenschaftliches Zentrum der russischen hydrometeorologischen Aktivitäten dienen. Kupffer war dessen erster Direktor, ein Amt, das er bis zu seinem Tod im Jahr 1865 innehatte. Kupffer interessierte sich für den internationalen Datenaustausch. So führte er beispielsweise eine zweimal wöchentliche Meldung der Wetter- und Eisverhältnisse im Finnischen Meerbusen nach Hamburg ein. Im Jahr 1864 richtete er das erste russische telegraphische Meldesystem mit einem Netz aus neun inländischen und zwei ausländischen Stationen ein. Kupffer meinte, dass ?die Wissenschaft der Meteorologie ein äußerst weitreichendes Forschungsfeld hat; sie befasst sich mit der gesamten Erdatmosphäre, die aus verschiedenen Richtungen auf die Erdoberfläche trifft und einen enormen Einfluss auf alle Bereiche des menschlichen Lebens ausübt?. Er war der Ansicht, dass es meteorologische Fragen gebe, die ?ohne die Mithilfe russischer Beobachter für immer Rätsel bleiben werden?. Kupffer sagte außerdem: ?Zu gegebener Zeit wird es möglich sein, die Zusammenhänge zwischen dem atmosphärischen Druck, der Luftfeuchtigkeit und der Wolkenbildung sowie deren Wechselwirkungen bei Regen und Schnee und zwischen den Windrichtungen zu erklären; vielleicht wird es dann einen Weg geben, die Dauer dieser Phänomene im Voraus zu berechnen, so wie die Bahnen der Planeten berechnet werden.? Dies war eine der frühesten Äußerungen zur Idee der numerischen Wettervorhersage. Diese Idee war ihrer Zeit weit voraus. Aufgrund des Umfangs seiner Beiträge zur russischen Meteorologie wird Kupffer als ?Vater? des russischen Wetterdienstes bezeichnet.
Der britische Elektrotechniker und Erfinder William Fothergill Cooke (1806?1879) arbeitete an der Entwicklung der elektrischen Telegraphie. Nachdem Cooke am 6. März 1836 einer Demonstration zur Übertragung von Nachrichten über Draht beigewohnt hatte, kam er auf die Idee, dass so etwas in den Eisenbahntunneln nützlich sein könne. Nach Fertigung eines entsprechenden Apparates beschloss er 1836 zusammen mit dem britischen Physiker Charles Wheatstone (1802?1875), in England Telegraphenlinien aufzubauen. Beide entwickelten zwei Telegraphiegeräte, den Nadeltelegraphen und den Zeigertelegraphen. Letzterer fand verbreitete Anwendung und wurde später von der Morsetelegraphie verdrängt. Die Sende- und Empfangsvorrichtung des Zeigertelegraphen bestand aus der Bewegung eines Zeigers zu einzelnen Buchstaben und Ziffern, die eine jeweils unterschiedliche Anzahl von Stromstößen hervorrief.
Der US-amerikanische Erfinder David Alter (1807?1881) baute die erste Telegraphenverbindung in Amerika auf. Im Jugendalter las er die Biographie von Benjamin Franklin (siehe Teil 9 der Serie zur Geschichte der Meteorologie) und entwickelte eine große Faszination für die Erforschung der Elektrizität. Unabhängig von den Arbeiten von Morse und Wheatstone (siehe oben) perfektionierte er 1836 einen elektrischen Telegraphen, der aus sieben Drähten bestand, wobei der Strom eine Nadel auf einer Scheibe am Ende jedes Drahtes auslenkte. Sein System war so ausgereift, dass er damit Nachrichten von seiner Werkstatt an seine Familienmitglieder im Haus in Elderton, Pennsylvania, übermitteln konnte. Als er dazu befragt wurde, warum seine Erfindung von anderen Erfindern unbemerkt geblieben war, sagte er: ?Ich kann sagen, dass es keinerlei Zusammenhang zwischen dem Telegraphen von Morse und anderen und meinem eigenen gibt ? Professor Morse hat höchstwahrscheinlich noch nie von mir oder meinem Elderton-Telegraphen gehört.? Bedeutende Entwicklungen gelangen Alter auch auf dem Gebiet der Spektralanalyse.
Die beruflichen Interessen des französischen Astronomen Urbain Le Verrier (1811?1877) beschränkten sich nicht nur auf die Astronomie (dort gilt er als Entdecker des Planeten Neptun). Bereits in den frühen 1850er Jahren setzte er sich für die Schaffung eines zentralen französischen Wetterdienstes ein, der Wetterdaten aus einem nationalen Beobachtungsnetz mithilfe des elektrischen Telegraphen erfassen sollte (das von Samuel Morse in den 1830er und 1840er Jahren entwickelte System wurde 1851 zum offiziellen Standard für die europäische Telegraphie, siehe oben). Ein solcher Wetterdienst war bereits 1807 von Lamarck vorgeschlagen worden (siehe Teil 11 der Serie zur Geschichte der Meteorologie), doch zu jener Zeit gab es für eine zentrale Stelle keine Möglichkeiten, aktuelle Wetterinformationen rasch zu erhalten. Am 14. November 1854 führte ein heftiger Sturm in der Nähe von Sewastopol auf der Krim zum Untergang von etwa 41 französischen, britischen und türkischen Schiffen. Le Verrier nahm unverzüglich eine Untersuchung der Wetterbedingungen in ganz Europa zwischen dem 12. und 16. November vor. Es gelang ihm, den Verlauf des Sturms einschließlich seiner Zugbahn nachzuvollziehen, und er kam zu dem Schluss, dass dieser hätte vorhergesagt werden können, wenn geeignete Echtzeit-Wetterdaten aus einem Wettertelegraphennetz zur Verfügung gestanden hätten (siehe Teil 13 der Serie zur Geschichte der Meteorologie). Von dort war es nur ein kleiner Schritt zu der Schlussfolgerung, dass auch andere Stürme vorhergesagt werden könnten. Am 16. Februar 1855 schlug er Kaiser Napoleon III. (1808?1873) vor, in Frankreich ein Wettertelegraphennetz aufzubauen. Zufälligerweise hatte nur einen Tag zuvor ein weiterer schwerer Sturm die Fregatte ?La Sémillante? vor der südfranzösischen Küste heimgesucht. Das Schiff mit mehr als 600 Mann an Bord ging verloren. Dies war die größte Schiffskatastrophe, die das Mittelmeer je erlebt hatte, und Le Verrier?s Projekt wurde am 17. Februar vom Kaiser genehmigt, nur einen Tag nachdem er den Vorschlag gehört hatte. Französische Häfen bildeten den ersten Teil des neuen französischen meteorologischen Beobachtungsnetzes, doch schon bald kamen weitere französische Beobachtungsstationen hinzu, und es dauerte nicht lange, bis das Netz internationalen Charakter annahm. Bereits 1856 umfasste das französische Netz 24 Beobachtungsstationen. Die täglich per Telegraph übermittelten Wetterbeobachtungen wurden ab dem 2. November 1857 im ?Bulletin international de l?Observatoire de Paris? veröffentlicht. Am 7. September 1863 wurde in derselben Zeitschrift eine der frühesten europäischen Wetterkarten veröffentlicht, die auf der Grundlage der Beobachtungen der französischen Stationen und von etwa 50 Stationen außerhalb Frankreichs erstellt worden war. Le Verrier arbeitete rund 20 Jahre lang am Aufbau des noch jungen französischen Wetterdienstes, doch Meteorologie und Astronomie konkurrierten um seine Zeit und Aufmerksamkeit sowie um die Ressourcen des Observatoire de Paris. Kurz vor seinem Tod gelang es Le Verrier, Dienste einzurichten, die meteorologische Warnungen für Häfen und die Landwirtschaft herausgaben. Im Jahr 1878, ein Jahr nach seinem Tod, wurde die meteorologische Abteilung des Observatoire de Paris zu einer eigenständigen Organisation, dem ?Bureau central météorologique?. Zu ihren Aufgaben gehörten atmosphärische Untersuchungen, Wetterwarnungen für Häfen und die Landwirtschaft, Wetterbeobachtungsstationen, Klimatologie und wissenschaftliche Veröffentlichungen. Sie war der Vorläufer des heutigen Météo-France. Damit wurde die Vision von Le Verrier (und vor ihm von Lamarck) endlich verwirklicht. Le Verrier kann als ?Vater? des französischen Wetterdienstes angesehen werden.
Die Serie Geschichte der Meteorologie wird fortgesetzt. Der nächste Teil wird sich mit Persönlichkeiten der Physik im 19. Jahrhundert beschäftigen, die auch für die Meteorologie bedeutend waren und sind.

Dipl.-Met. Markus Eifried

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 11.10.2026

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