Als Kind wollte ich Meteorologe werden. Meine Eltern schickten mich daraufhin zum Kinderpsychologen. Der brachte alles wieder in Ordnung. Danach verstärkte sich mein Hang, Gewitter auf dem Balkon zu beobachten, was ich bis heute überlebt habe.
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Wetterkunde und Amateurfunk
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Meine Barometer
Das Kontra- Barometer
Das Kontra-Barometer (links) ist ein Quecksilber-Barometer, bei dem der rechte Teil des u-förmigen Rohres durch gefärbten Alkohol oder eine Sililkon-Flüssigkeit ersetzt wurde. Die wesentlich geringere Dichte des Alkohols sowie die Querschnittsverkleinerung des Glasröhrchens bewirken eine enorme Dehnung der Luftdruckskala, so dass sich auch noch kleinste Änderungen des Luftdrucks beobachten und messen lassen. "Millimeter Quecksilber" werden somit zu "Zentimetern Alkohol". Ein Kolben, der die großen Dichteunterschiede beider Flüssigkeiten mengenmäßig ausgleicht, befindet sich im unteren Teil des rechten Glasrohres (hier nicht sichtbar).
Zur Erinnerung: Während eine 76 Zentimeter hohe Quecksilbersäule dem atmosphärischen Druck das Gleichgewicht hält, sind es bei Wasser etwa 10 Meter!
Das Eco-Celli Barometer
Das Eco-Celli-Barometer (siehe Grafik)) ist ein quecksilberfreies Flüssigkeitsbarometer. Ein abgeschlossenes Gasvolumen drückt wie im Goethe-Barometer eine rote auf Siliconbasis aufgebaute Flüssigkeit in einer dünnen Kapillare gegen den äußeren Luftdruck. Da sich Gas und Flüssigkeit unabhängig vom Druck mit der Temperatur ausdehnen, vergleicht man den Stand der roten Flüssigkeit mit dem sich ebenfalls ausdehnenden Flüssigkeitsfaden eines mit blauem Methyl-Alkohol betriebenen Flüssigkeitsthermometers.
Stehen rote und blaue Flüssigkeit gleich: Wechselhaftes Wetter
Steht die rote niedriger als die blaue Flüssigkeit: Hochdruck - Schönes Wetter.
Steht die rote höher als die blaue Flüssigkeit: Tiefdruck - Regen und Sturm
Beim Eco-celli-Barometer sind die Kapillardurchmesser der beiden Rohre so aufeinander abgestimmt, dass man den Luftdruck mit einem Schieber genau ablesen kann. Dazu stellt man den Schieber auf das Ende des blauen Thermometerfadens ein und liest den Luftdruck am roten Flüssigkeitsfaden ab.
Ich habe das Barometer inzwischen zusammengebaut und aufgehängt. Mit der Eichung auf den relativen Luftdruck über NN in Kempen hatte ich keine Probleme. Mit dem Schieber kann ich den Luftdruck auf 1 hPa genau ablesen. Viel wichtiger ist jedoch die stets erkennbare Luftdruck-Tendenz, die immer auffällig ist, wenn man den Stand der beiden Flüssigkeitssäulen miteinander vergleicht (siehe Erläuterung oben). Beide Thermometer reagieren sofort auf kleinste Temperaturänderungen! Zehntelgrade lassen sich beim blauen Thermometer einwandfrei ablesen.
31. Mai - Klaus - DL5EJ
Das Aneroid - Barometer
Mein Aneroidbarometer (rechts) ist im Volksmund als "Dosenbarometer" bekannt. Meins besteht aus einer luftleer gepumptem Metall-Doppeldose und reagiert somit besonders empfindlich auf Luftdruckschwankungen.
Übrigens sagt die Luftdrucktendenz, die man durch leichtes Klopfen ans Gehäuse gut feststellen kann, viel mehr über die Wetterentwicklung aus als der exakte relative Luftdruckwert. Verschwenden Sie somit nicht zu viele Gedanken an seine Genauigkeit. Beim Justieren des Barometers muss man die Höhe über NN (Normal Null) berücksichtigen. Darauf werden alle Barometer weltweit geeicht, um ihre Werte vergleichen zu können (relativer Luftdruckwert). Der Luftdruck nimmt nämlich mit der Höhe stark ab. Mit dem absoluten Luftdruck über Ihrem Standort können Sie somit wenig anfangen. Mit diesem können Sie jedoch Ihre Höhe bestimmen (Höhenmesser).
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Wind entsteht durch Luftdruckgegensätze
Etwas ganz besonderes: Ein Höhenmesser aus der Instrumententafel eines Jets. Er zeigt mir sehr präzise den Luftdruck in Inches/Hg an. Ich lese diesen hier in Kempen auf einer Höhe über dem Meeresspiegel von 120 Fuß ab. Ich muss dann nur noch die Angabe von Inches/Hg umrechnen in Hektopascal, also den Wert malnehmen mit 33,866. Beispiel: 29,92 inches entsprächen 1013,2 Hektopascal (Normaldruck). Ein sehr empfindliches Instrument, mit dem sich kleinste Luftdruckänderungen feststellen lassen.
Das Sturmglas
Am 27. Dezember 1831 brach Kapität Fitzroy mit dem Vermessungsschiff „Beagle“ zu einer Weltreise auf. Ebenfalls an Bord war der junge Charles Darwin. Fitzroy hatte als späterer Admiral der Britischen Handelsmarine viel mit dem Wetter auf See zu tun. Er baute eine der ersten telegraphischen Sturmwarnungen auf und hatte stets ein einfaches und billiges, aber genaues Quecksilberbarometer an Bord. Ein derartiges Modell zur Bestimmung des Luftdrucks sollte bald in ganz England eingesetzt werden.
Kapitän Fitzroy hatte jedoch noch ein anderes Messgerät stets dabei, auf dessen Funktionstüchtigkeit er Stein und Bein schwor. Es war ein seltsames Glasrohr, ein etwa 25 cm langer Zylinder, in dem sog. „Wetterkristalle“ emporwuchsen. Er nannte es „Sturmglas“, was an eine Art Barometer erinnern könnte, aber so nicht stimmt. Dieses Sturmglas oder Kampferglas, ist ein mit Wasser, Ethanol, Kampfer, Kaliumnitrat und Ammonium- Chlorid gefülltes Glasrohr, in dem gelegentlich Kristalle in unterschiedlichen Formen wachsen und sich wieder auflösen.
Es wird behauptet, dass diese Veränderungen Stürme und Schlechtwetterfronten ankündigen, jedoch konnte eine Untersuchung von Chemikern der Universität Duisburg-Essen eine solche Eignung zur Wettervorhersage nicht bestätigen. Wahrscheinlich werden die Kristall- Änderungen nur durch die Umgebungstemperaturen verursacht. Die Schiffbesatzung hatte während der Seereise wohl sehr viel Zeit, um das Wachsen und Vergehen der Kristalle im Glasrohr zu deuten. Man kam zu acht verschiedenen Ergebnissen, zum Beispiel sollte bei klarer Flüssigkeit im Glas auch das Wetter sonnig und klar werden. Wenn sich an der Oberfläche Kristalle bildeten, solle es stürmisch werden oder sollten große Flocken in der Flüssigkeit schweben, käme es zu starker Bewölkung und Niederschlägen, usw.
Der Inhalt eines solchen Sturmglases ist inzwischen genau analysiert worden: es handelt sich um eine gesättigte Kampfer- Alkohol Lösung. Die Mengenanteile sind wie folgt: 243 g Wasser, 243 g Ethanol, 363 g Kampfer, 50 g Kaliumnitrat und 100 g Ammoniumchlorid. Die Chemiker der Universität Duisburg- Essen beobachteten die Kristalle in einem nach ihren Analysen hergestellten und in einem Gebäude befindlichen Sturmglas während etwa 13 Monaten und untersuchten die Erscheinungen auf Zusammenhänge mit Wetterfaktoren desselben Tages und der sieben darauf folgenden Tage. Sie erfassten Luftdruck, Außentemperatur, Niederschlagsmenge, Windrichtung und -geschwindigkeit und UV-Index, Hinzu kam die Messung der Temperatur der Glasrohrumgebung. Mit keiner der Wettergrößen wurde eine Korrelation gefunden mit folgenden Ausnahmen: Bildeten sich nach unten schwebende Kristalle, was jedoch selten mal eintrat, stellte sich mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in den folgenden drei bis fünf Tagen ein hoher Luftdruck ein. Wechselte das Erscheinungsbild der Kristalle wieder in einen anderen Zustand, war der Luftdruck in den nächsten Tagen wieder normal.
Schlechtes Wetter oder Stürme konnten aus dem Erscheinungsbild der Kristalle nicht vorhergesagt werden. Keines der Erscheinungsbilder ging mit besonders niedrigem Luftdruck einher. Und dies wäre ja ein einigermaßen sicherer Hinweis auf einen bevorstehenden Sturm gewesen. Die Umgebungstemperatur des Sturmglases hatte dagegen einen deutlichen Einfluss auf das Kristallbild, und zwar mehr Kristalle bei niedriger Temperatur. Klar, denn in kaltem Wasser können Sie auch nicht so viele Zuckerkristalle auflösen wie in warmem.
Eine Veränderung der erwähnten Lösungs-Zusammensetzung brachte keine neuen Erkenntnisse. Offensichtlich sind die aufgeführten einzelnen Bestandteile und deren Mengen für die typische Ausbildung und Veränderung der Kristall- Erscheinungen erforderlich. Da Lufttemperatur und Luftdruck als Einflussfaktoren im Wesentlichen auszuschließen sind, kam man zu einer anderen Vermutung. Die Größe der Kristalle in einem Glas könnte an das Auftreten von elektromagnetischen Längstwellen, an sog. Sferics, gekoppelt sein. Diese Sferics entstehen vor allem in Tiefdruckgebieten in den Bereichen, in denen Luft gehoben wird oder aufgrund von atmosphärischer Labilität steigt. Das Sturmglas zeige demnach Sferics und somit das Herannahen eines Tiefdruckgebietes, also Schlechtwetter an. Schon Kapitän Fitzroy soll vermutet haben, dass die Luftelektrizität - was man im weitesten Sinne als elektromagnetische Wellen interpretieren kann - der Verursacher für das Kristallwachstum ist.
Sturmgläser können Sie sich mit den erwähnten Chemikalien selbst herstellen. Zudem war ich überrascht, in welch großer Zahl und Form sie im Internet zum Kauf angeboten werden - so etwa zum Preise ab etwa 12 Euro. Mit einem solchen Messgerät, das auch oft als „Dänisches Wetterglas“ bezeichnet wird, würden Sie auf jeden Fall wieder etwas Neues aus dem Kuriositätenkabinett besitzen: Ein FitzRoy Sturmglas ohne Satellitenempfang, ohne Quecksilber und ohne Batterien, wahrscheinlich etwas wetterfühlig wie viele Menschen.
Was immer auch die Lösung des Rätsels um das Dänische Wetterglas sein mag, in jedem Fall bestehen bleibt der hohe ästhetische Reiz der filigranen, vielgestaltigen und sich immer umformenden Kristallgebilde, die den Wetterumschwung ankündigen. Wie gut, dass es auch heute noch allgemein beobachtbare Phänomene gibt, die wir noch immer nicht befriedigend erklären können!
Wolken
Wolken haben mich bereits als kleines Kind fasziniert. Meine Wolkenträume aus Kindheit und Jugendzeit wurden mit zunehmendem Verstand und Wissen allmählich immer mehr Gegenstand wissenschaftlicher Betrachtung, wobei ich das Staunen über jene atmosphärischen Vorgänge bis heute nicht verlernt habe. Meine Wetterseiten belegen das. Das Foto machte ich in Ostfriesland in der Nähe unserer Unterkunft bei Marienhafe.
Noch so ein "Leckerbissen", eine mechanische Borduhr aus einer russischen MIG. Hier läuft die Zeit noch mit Handaufzug und trotzdem mit einer Ganggenauigkeit von +- 5 Sekunden pro Tag. Dieses "Schätzchen" verfügt zudem über eine Kurzzeitstoppuhr von 60 Minuten und einen Langzeitmesser bis zu 12 Stunden.
Galileo - Thermometer
Der Physiker Galileo Galilei (1564–1642) stellte fest, dass sich bei verschiedenen Temperaturen die Dichte von Flüssigkeiten verändert. Auf diesem Prinzip sind die ihm zu Ehren benannten Galileo-Thermometer aufgebaut.
Das Thermometer besteht aus einem mit einer Flüssigkeit gefüllten Glaszylinder. In der Flüssigkeit schwimmen oder schweben mehrere kugelförmige Glaskörper. Die Flüssigkeit des Glaszylinders reagiert auf Änderungen der Temperatur mit Änderung der Dichte. Steigt die Temperatur, verringert sich die Dichte der Flüssigkeit. Somit nimmt der Auftrieb der Glaskörper ab. Schwebende Glaskörper sinken herab, schwimmende Glaskörper beginnen zu schweben. Ein Glaskörper schwebt, wenn sein Gewicht genau so groß ist wie das der durch ihn verdrängten Flüssigkeitsmenge. Die Gewichte der Glaskörper sind auf die temperaturabhängigen Dichteänderungen der Flüssigkeit so abgestimmt, dass jeweils die untere der oben schwimmenden Glaskugeln die aktuelle Temperatur anzeigt. Die Herstellung dieses Instrumentes ist äußerst aufwendig. Jede Glaskugel wird genau kalibriert. Die Gewichtsdifferenz von Kugel zu Kugel beträgt normalerweise etwa 1 bis 2 tausendstel Gramm.
Für gewöhnlich befinden sich fünf bis zehn Glaskörper in Kugelform im Zylinder. Der Messbereich beträgt üblicherweise 18 °C bis 28 °C. Die Kugeln teilen den Messbereich entweder in Abstände von 1 °C oder 2 °C auf. Damit lassen sich Temperaturänderungen zwischen 0,5 und 1 Grad ablesen.
Nochmals: Die Temperatur wird von jener Kugel abgelesen, die von der oben schwimmenden Gruppe die unterste ist. Wenn sich zum Beispiel drei Glaskörper, 28 ºC (obere Kugel), 26 ºC (mittlere) und 24 ºC (untere Kugel) oben befinden, ist es 24 ºC warm. Würde aber die Kugel mit z.B. 24 ºC zwischen der oberen und unteren Gruppe berührungslos schweben, wären es etwa 25 ºC. Würde die Kugel mit 26 ºC schweben, wären es etwa 27 ºC, usw. Die Temperaturangaben - so meine langjährige Erfahrungen mit einem XL* Galileo Thermometer - sind äußerst präzise und können sich mit jedem herkömmlichen Qualitäts- Thermometer messen. Es kann auch vorkommen, dass Kugeln sich untereinander verhängen und nicht aufsteigen oder (seltener) absteigen können. In diesem Fall muss das Thermometer nur etwas mit den Fingern angeklopft werden.
Die Zusammensetzung der Flüssigkeit wird in der Regel nicht bekannt gegeben, besteht aber im Allgemeinen aus verschiedenen Ölen, also Kohlenwasserstoffen. Sie ist weder giftig noch aggressiv. Wenn ein solches Thermometer zerbricht, reinigen Sie sofort die betreffenden Stellen mit Wasser, da sonst Flecken zurück bleiben können. Falls die Flüssigkeit mit der Haut in Kontakt kommt, spülen Sie diese einfach mit Wasser und Seife ab. Die Flüssigkeit innerhalb einer Glaskugel kann gefärbtes Wasser sein oder Alkohol enthalten.
Das Thermometer ist natürlich leicht träge, weil die Flüssigkeitstemperatur nur langsam den Änderungen der Lufttemperatur folgt. Verschiedene Hersteller bieten diese Thermometer als Zimmerdekoration an.
* Ein XL Galileo- Thermometer mit einer Länge von 65 cm besitzt 11 Glaskugeln für den Messbereich von 18 bis 28 Grad C. Damit lassen sich Temperaturänderungen von 0,5 Grad beobachten.