Anleitung zur Bearbeitung meteorologischer Beobachtungen für die Klimatologie

193 Pages·1891·7.537 MB·German

by  Dr. Hugo Meyer (auth.)

Anleitung
zur
Bearbeitung meteorologischer Beobachtungen
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K lim a t log i e.
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Dr. Hugo Beyer,
Assi~tent am Kiilli;;iicllrn 1111 tet)rologi~che:l Institut.
B erli 11.
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~ r I a g v <) II .T \l 1 ius S P I' i n g e r,
J 8 9 1.
ISBN-13: 978-3-642-90106-5 e-ISBN-13: 978-3-642-91963-3
001: 10.1007/978-3-642-91963-3
Softcover reprint of the hardcover 1st edition 1891
Vor,vort.
.Flir die meisten meteorologischen Elemente ist die Yertheilung
del' durchschnittlichen ,Vertho tiber grosse Theile der ErdoberfHiche
bekanllt. In diesen Gegentlen ist die Lage der Stationen so dicht,
dass ein Einfligen neuer Orte nur fUr locale Verhaltnisse und flir
Specialuntersuchungen Interesse hat. Der Schwerpunkt klinftiger
klimatologischer Arbeiten bezliglich diesel' Gebiete sollte daher nicht
mehr in del' Ableitung der lHittelwerthe fur die einzelnen klimatischen
Factoren und deren pel'iodischer Aenderullgen liegen, es soUte yiel
mehr eine Vertiefnng der klimatischen Beschreibung auf Grund zn
verlassigen Zahlenmaterials angestrebt werden.
Eine solehe Yertiefung kann erreicht werden durch Kritik del'
bisher gebrlinchlichen Begriffe nnd durch Einflihrung neuer, he
ziehentlich Anwendnng von noch wenig gebranchlichen Methoden.
N ach diesen beiden Richtungen hin aufkHirellll und anregend zu
wirken, ist del' Hauptzweck der vorliegenden Schrift.
Bis YOI' wenigen Lush-en war das Material flir eingehende kli
matologische "Clltersuchungen weiteren Kreisen nul' schwer zuganglich.
\Vem es nicht gegiinnt war, in meteorologische Manuscript-Tabellen
Einsicht zu erhaltell, musste auf tiefer gehende Arbeiten verzichten.
Das ist, Dank den Beschlussen des international en Meteorologen
Congresses zu 'Yien 1873 und der Conferenz des permanenten
Comites zn Ftrecht 1874, jetzt bessel' geworden, und daher e1'
scheint eine Anregung zu detaillirter Bearbeitung des nun leicht
7.n heschaffenc1ell J'lIatel'ialeR 7.eitgemaRs.
IV Vorwort.
J ene international en Vereinigungen haben fUr die Publication
der meteorologischen Beobachtungen eine neue Aera eingeleitet.
Man einigte sich nicht nur iiber ein bequem zu benutzendes Schema
fiir· die Veroffentlichung der monatlichen Mittelwerthe, sondern man
erkannte auch die Nothwendigkeit an, fUr eine gewisse Anzahl von
Station en die taglichen Beobachtungen in extenso zu veroffentlichen.
Auch hierfiir wurde eine geeignete Form international vereinbart.
Seitdem haben sich allmalig fast alIe meteorologischen Institute
der an jenem Congress betheiligten Lander dies em internationalen
Schema angeschlossen, und es liegt jetzt schon den weitesten Kreisen
eine ganze Fiille gedruckten Materials vor, das der weiteren Ver
arbeitung harrt. Diese Bearbeitung kann von den meteorologischen
Centralanstalten allein nicht durchgefdhrt werden, denn dazu fehlt
den meisten von Ihnen das Personal. Wie die Beschaffung, so fordert
auch die Auswerthung der Beobachtungen fiir klimatologische Zwecke
die Mitwirkung aller fiir den Gegenstand Interessirten. Den zahl
reichen Lehrern der Naturwissenschaften an unsern hoheren Schulen
steht in den Programmen ihrer Lehranstalten eine Gelegenheit zu
ausfiihrlicherer Veroflentlichung ihrer Untersuchungen zur Verfiigung,
als sie del' Raum del' Fachzeitschriftcn in del' Regel gestattet. An
sie geht in erster Linie mein Ruf zur Mitarbeit; denn die hier be
sonders empfohlenen Untersuchungen erfordern zum grossen Theil
die Publication ausgedehnter Tafeln und Tabellen.
Die vorliegende Anleitung zerfallt in zwei Theile. Den ersten,
allgemeinen Theil bildet eine kritische Behandlung del' iiblichen
Grundbegriffe und Methoden, welche man aus anderen Disciplinen
auf die Meteorologie iibertragen hat, die Priifung des Beobachtungs
materials auf seine Gleichartigkeit und die Zuriickfiihrung kurzer
Reihen auf eine langere N ormalperiode.
Die graphischen Methoden der Klimatologie sind an die Spitze
gestellt, weil schon im folgenden Capitel von del' Graphik nothwendig
Gebrauch gemacht werden musste.
Das zweite Capitel ist fiir alles Folgende von fundamentaler
Bedeutung. Bislang hat man die Klimatologie in allen wesentlichen
Yorwort. y
Punkten auf arithmetische Mittelwerthe gegrlindet. Nur bei del'
Behandlung del' Windverhiiltnisse ist man in den letzten DeeeLnien
mehr und mehr yon del' mittleren ,Vindrichtung abgegangen und hat
an ihrer Stelle die vorherrschelHle Riehtung eingefiihrt. Dasselbe
sollte man auch fUr die aIHlel'll lIleteorologischen Elemente thun. Del'
yorherrscheude ,rerth ist in del' Klimatologie eigentlich iiberall der
gesuchte, und wenn man sich bislang so gut \Vie garnicht urn ihn
bekiimmert hat. so liegt das wohl in erster Linie daran, dass man
bewusst ()(ler unhewusst die Yoraussetzung machte, del' arith
metisehe Mittelwerth sel mit dem yorherrschendell ,Verthe identisch.
Diese Voraussetzung ist aher irl'ig. Es wird hier gezeigt, dass nul'
in (lem Faile HYlllluetrischer Vertheilung aller Einzelwel'the in del'
lIach del' UI'OSSl' geor(lnetell Reihe das arithmetische Mittel neben del'
Eigenschaft die gleiche Summe positiver und negativer A bweichungen
zu besitzen, auch (lie Eigellschaften hat, die gleiche Anzahl positiveI'
ulld lIegativer Abweichungen allfzlIweisen, und allsserdem als Einzel
wet·th del' wahrscheinlichste odeI' unter den Einzelwerthen del' han
figste zu sein. Auf meteorologischem Gebiete tritt abel' del' Fall
symllletrischer Vl>rtheilung del' }~inzelwerthe nicht ein. Daher kommt
den lIleteorologi~chen l\Iittelwerthcn nar jene erste Eigensehaft zu,
die anllel'n gehot'en bezw. dem Centralwerth uml dem Seheitelwerth
an. Arithmetisches Mittel und Seheitelwerth differiren bei den wieh
,y
tigsten Elemf>nten ganz merklich. 011 en wir daher in der Klima
tologie die yorherrschenden ,Verthe kennen lernen, so folgt die
N othwelldigkeit (ler Einfiihrung des Scheitelwerthes.
Da allch die Yertheilung" del' monatlichen Mittelwerthe del'
einzelnen Jahre Ulll das langjahrige Mittel, wie in Capitel 3 ge
zeigt winl, nieht vom Zufall, ~ondel'll von bestimmten Gesetzen
beherrscht wi\'(1, so ergie 1Jt sich, dass die :Fehlerrechnung, wie
man sie aus del' Physik uml Astronomie in die Meteorologie liber
nommen hat, il\(lem man die Abweichungen del' l\Ionatsmittel yom
allgellleinen Mittel wie die Fehler einer Messung behandelt, in del'
Meteorologie principiell nicht all\reudbar ist.
Die Be SSt' l'sche Formel hat in ueuerer Zeit in del' Klimato
logie ZWUI' St,hl' :til Bo(lt'll verloren, doch kunn sie als Inter-
VI VorWOl't.
polationsformel haufig ntitzlich sein und durfte deshalb hie I' nicht
fehlen (Oap. 4). Fiir die Ausgleichung wegen mangelnder Anzahl
von Einzelwerthen noch unregelmassiger, als nach del' Natur der
Erscheinungen wahrscheinlich ist, verlaufender Zahlenreihen sind
dies em Oapitel einige einfache und haufig angewandte Ausgleichs
formeln angeftigt.
Daran schliesst sich in Oapitel 5 die Priifung des Heobachtungs
materials auf seine Homogeneitat und die Zuriickftihrung kurzer
Beobachtungsreihen auf eine langere Normalperiode. Die Gleich
werthigkeit aIler Einzelbeobachtungen und der Synchronismus del'
zu vergleichenden Reihen sind zwar schon vor langen J ahren von
dem danischen Botaniker und Klimatologen S c h 0 u w gefordert, doch
scheinen dessen "Beitrage zur vergleichenden Klimatologie" (Kopen
hagen 1827) weniger bekannt geworden zu sein, als sie es verdienen.
Erst in neuerer Zeit ist die Bedeutung dieser Punkte voll gewiirdigt.
Den Schluss des allgemeinen Theils bilden einige allgemeine
Anforderungen, welche an klimatologische Arbeiten gestellt werden
miissen. Sie mogen zum Theil als selbstverstandlich und tiberfiiissig
erscheinen, sind es aber, wie man sich bei Durchsicht der neueren
Litteratur bald tiberzeugt, doch leider nicht.
Der zweite, specielle Theil behandelt die DarsteIlung der ein
zelnen klimatischen Factoren, wie sie nach den strengen Anforderungen
der Neuzeit zu geschehen hat. Dabei ist der Scheitelwerth nur
fUr die fundamentalen klimatischen Werthe abgeleitet, bei den erst
in zweiter Linie in Betracht kommenden Grossen (Abweichungen,
Amplituden etc.) ist hierauf einstweilen verzichtet. Principielle
Schwierigkeiten stehen der Ableitung des Scheitelwerthes auch fUr
diese Grossen nicht entgegen. - Daran schliesst sich die Behand
lung des Zusammenhangs der Witterungsverhaltnisse aufeinander
folgender Zeitabschnitte und des Zusammenhanges der meteorolo
gischen Elemente unter einander, und endlich folgen einige Be
merkungen tiber Klimagrenzen und 'Vetterscheiden.
Die Magerkeit so vieler klimatologischer Arbeiten diirfte zum
nicht geringen Theile darin ihre U rsache haben, dass den Verfassern
Vorwort. VII
viele Gesichtspunkte und :\Iethoden unbekannt blieben, welche,
obwohl von hohem Interesse, in del' Litteratur zu sehr zerstreut
una nicht ~elten schwer zuganglich waren. Zwar kann auch diese
Schrift nicht den Anspruch auf V ollstiindigkeit erheben, ich hoft'e
aher, dass mir von den bewiihrten Methoden keine entgangen ist.
Noch weniger Allspruch auf Yollstiilllligkeit kann ich in Betreft' del'
Litteraturnachweise machen. Pl'ioritlitsfragen und historische Studien
lagen <tusser dem Bereiche diesel' Anleitung.
In dem ~peciellen Theile TInden sich zahlreiche Tabellen, welche
als Muster dienen mogen. Dieselben beziehen sich nicht aIle auf
denselben Urt. sonderu sind in den verschiedenen Capiteln aus den
Beolmchtungen verschiedener Htationen abgeleitet. Anflinglich hatte
ich die Absicht, alle 1\Ietho!len an den Beobachtungen eines und
desselben Ortes zu erlautern und so fUr dies en eine ganz cletaillirte
Klimaschilderullg zu gehell. Ich bin davon abgegangen, weil eine
genaue Beschreibung aller klimatischen Bedingungen eines Ortes mehr
Tabellen erfordert hiitte, als fUr eine "Anleitung" nothwendig erschien.
Ferner. so werthvoll moglichst ausfUhrlich klimatische Tabellen
!'iir eillzelne Orte auch sin!l, so glaube ich doch, die Klimatologie
winl meltr <lurch Arheiten gewinnen, welche sich nul' eine oder
wenig" Fragen stellen und diese fUr grossere Gebiete zu beantworten
~uchen. Die fiir verschiedene Orte selbststandig und unabhangig von
einalllier abgeleiteten Klimaiafeln sind, so vortreffiich sie auch fUr
sich hetrachh,t sein mogen, ill del' Regel nul' beschrankt vergleichbar.
Zu einer Bearheitung einzelner Fragen fUr ausgedehnte Gehiete wird
man abel' yon VOl'll herein nur vergleichbares Material heranziehen.
Es liegt mir fern, den Werth von U ebersichten iiber die klima
tischell Factoren in del' bisher fast ausschliesslich iiblichen Form
schmiilel'll zu wollen. So lange nul' wenige Jahre mit regelmassigen
Heobachtullgen vorliegen und ein Anschluss derselben an langere
Reihen nicht moglich ist, ist iiberhaupt nul' ein ganz allgemeiner
Ueberhlick zu gewinnen und eine ins Einzelne gehende Bearbeitung
!lerselben llidlt lohnend. Diese Schrift. soli zu einer intensiven Ver
arbeitung lallgjiihrigen guten Beobachtungsmaterials anleiten und
zeigen, dass F.elhst fUr die klimatisch bestbekannten Gegenden noch
VITI Vorwort.
viel zu thun bleibt. Der Scheitelwerth und die unperiodischen
Aenderungen der klimatischen Elemente im weitesten Sinne bieten
ein noch garnicht, oder doch nur sehr wenig beackertes Arbeitsfeld,
dab die schOnsten Friichte verspricht.
Die Auswerthung des in den Publicationen der verschiedenen
Centralanstalten reichlich aufgespeicherten Materials fiir rein meteoro
logische Zwecke wird immer nur gering sein im Vergleich zu der
fUr die Klimatologie, und nur fUr diese lassen sich allgemeine Regeln
aufstellen. Nur wenn sich Arbeiter finden, bereit, das vorhandene
Material fiir die Wissenschaft auszunutzt:;n, sin~ die Muhen und
Kosten jener Veroffentlichungen nicht umsonst aufgewandt.
Herr Professor Dr. Kopp en hatte die Gute, das Manuscript
vor der Drucklegung einer Durchsicht zu unterziehen und mich
auf eine Reihe von Punkten aufmerksam zu machen, welche einer
Abiinderung bedurftig, oder auch von mir ganz iibersehen waren.
Es ist mir eine angenehme Pflic~t, ihm auch hier fur sein freund
liches Entgegenkommen meinen verbindlichsten Dank auszusprechen.
Berlin, im November 1890.
Dr. Hugo Meyer.
In h a I t.
Seite
Vorwort III
Inhalt IX
1. .\ll:,;cmcincr Theil:
1. Die graphischcn Methoden der Klimatologio
2. DcI' Centralwerth, das arithmetische Mittel und der Scheitelwerth 12
3. !lie Fchlerrechnung • 27
4. !lie Bcssel'sche Formel, rechnerische Interpolation und Aus-
r.;leichung 34
5. llie Priifung des Beobachtllngsmaterials auf seine Homogeneitiit
un'] die Reduction kUl'Zer Beob,chtungsreihen auf lUng-ere 43
6. All:,;emeinc Anfordcrungcn an klimatologische Arbeiten • 52
II. Speeieller Theil:
7. ])cr Luftdruck 59
8. ]lie Lllfrtempcratur 69
H. llie Lllftfeuchtigkeit . 98
10. J lie Bewulkung 107
11. Dcr Winl] III
I 2. Ver Xiedcrschlag 132
I :1. ncr Zllsammenhang cler 'Vittel'ungsverhiiltnisse allfeinander fol-
genaer Zeitabschnitte un,l das Uebermaass 152
14. Dcr Zusammcnhang der mcteorologischen Elemcnte untereinander 170
15. Die Klimagrenzen und die Wetterscheidcn 178
III. Anhang 180
:-5achregbtcr 1 ~5
I.
Aligemeiner Theil.