Photogrammetrische Wolkenforschung in Potsdam in den Jahren 1900 bis 1920

29 Pages·1922·2.77 MB·German

by  R. Süring (auth.)

Veroftentlichungen des PreuBischen MeteorololJischen Instttuts
Herallsgegeben durch dessen Direktor
G. Hellmann
------- Nr.317 --------
Abhandlungen Rd. VII. Nr. 3.
Photogrammetrische Wolkenforschung
in Potsdam
in den Jahren 1900 bis 1920
Von
R. Suring
1922
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH
Preis 25 Jt
ISBN 978-3-662-23196-8 ISBN978-3-662-25195-9(eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-25195-9
1. Methode det Wolkenmessungen.
Vorbemerkung. Naehdem vomSommer 1l)96 bis zum Sommer 1897 gemUa internationalem Cber
einkommen an mehreren Orten Hohe, Geschwindigkeit und Zugriehtung del' Wolken gemessen waren, wurde
vielfaeh del'Wunsch geliullert, dieseMessungenlortzusetzen. DieUmstandliehkeitundKostspleligkeitdel'alteren
photogrammetrisehen Veriahren hat dies verhindert. Dem damaligen Vorsteher des Meteorologiseh-Magneti
schen Observatoriums zu Potsdam, Proi.A.Sprung (<<estorben 1909) ist es jedoeh gelungen, die Mellmethodc
SOzu vervollkommnen, dall ein Beobachter zu ihrer Ausilihrung geniigt; er hat dadureh ermogllcht, daa in
Potsdam die photogrammetrische Wolkenforsehung weitergefiihrt werden konnte.
Schon imJahre 1894 hat Sprung dem Internationalen Meteorologischen Komitee einen »Vorschlag zur
Vereinfachung del' korrespondierenden Wolkenanfnahmen« unterbreltet'); hiernach sollten durch elektrischen
Strom an den belden Stationen Uhrwerke ausgelost werden, welehe genau gleiehzeitig die photographiseheAuf
nahme und dann den Plattenweehsel automatisch bewirken. Sprung arbeitete diesen Plan zusammen mit del'
Firma R. FueIl in Berlin-Steglitz, insbesondere mit. deren Abteilungsleiter F. Becker weiter aus, die Firma
}'luell iibernahm diemechaniseheAusfiihrung cines solchen photogrammetrischen Wolkenautomaten') und stellre
die Apparate im Frtlhling 1897 in Potsdamauf. Schon im April dieses Jahres wurden brauehbare Aufnahmen
erhalten, abel'in demBestreben, weitereVervollkommnungen einzuflihren, wurdendieApparateindenfolgenden
zwei Jahren mehriaeh abmontiert und abgeandert, ohne daa sie geniigend hliufig neu justiert werden konnten.
Uber dieKorrektionen del'Plattenkoordinaten bestehen daher, wiespaternoehnaher ausge!iihrt worden
wird, fUrdiese Zeit einige Zweifel, so dall ieh mieh entschlou, das Beobaehtungsmaterial erst von 19011 an fUr
die vorliegende Arbeit zu benutzen.
Bauart des '\Volkenautomaten. In einer metallenen Kamera liegt horizontal ein Aluminiuml'Ulnncn
iiir photographisehe Platten von 15x ·18em Grllfle. Zu beiden Seitendavon befindensiehVorrats-undSammel
klisten fUrje 20Platten mit Rahmen. Bin durch elektrisehen Strom ausgeltlstesTriebwerk besorgt automutisch
den Plattenwechsel. Nach voiizogenem Weehsel wiI'd die in del'Kamera betindliche Plattc mit Federkraf«von
unten gegen die genau horizontalen Spitzen gedriickt, die sich ihrerseits in einem Rahmen mit 4Marken be
tiuden, weleheslehbeidel'Aulnahmemit abbilden und damit zum Ersatz eines Fudenkreuzesdienen. Unterdem
Objektiv befindet sich del' Momentversehlull, bestehend aus einer Kreisplatte mitsoktonormlgemAusschnitt. Bel
del' Belichtung wird die Kreisseheibe dureh ein aufgezogencs Gewicht, das elektrlsch ausgelOst wird, um 180.
gedreht, wobel del' Sektor am Objektiv vorbeigeht. Oberhalb des Objektivs liegt standlg eine ziemlieh helle
Gelbscheibe. Del'ganze Apparat ist aufeinem starken gemauerten Pteller mitSandstelnpluttebefestigtundzum
Schutz gegen die Wltterung von einemetwa 80x 150x r,[j cmgrouen Zinkbleehkasten mit Eisenrahmen um
geben. Del' Schutzkasten hat an allen vier Seiten breiteTUren und oberhalb del'Kamera eineniibergreifendcn
»Regendecket«, welcher dureh ein gleiehfalls elektrisch auslosbares Gewieht automatisch gchobcn und gesenkt
werden kann. Die Figur auf Seite 4 zeigt den Wolkenautornaten mit gehobenem Regendeckcl; von dcm
SchutzkastensinddieZinkblechbekleidungeniortgenommen,damitman denApparatselbstsieht. Im Hintergnmde
links steht del' Schrank iiil' das Schaltwerk des Apparats, Del' Betriebsstrom wird dnrch einc Bauerle von
80Leelanche-Elementeu erzeugt Del' eine Automat ist aufdem kleinen Turm des Meteorologisch-Magnetischen
Observatoriums bei Potsdam ('1'=at·n', l= 13·4' EoGr.,SeehOhe 103.:1m) auigesteiit, del' zweite ineinerEnt
fernung von 194Gm in Hichtung naeh W20·N unweit del' Havel auf dem sogen, Tornow (SeehOhe 3:;'9Ill).
Diesel' Platz war schon 189Gals Hilisstation iiir direkte photogrammctrisehe Wolkenmessungen benutzt worden.
Die elektrische Leitung zwischen belden Stationen wird oberirdiseh an einem besonderen Gestllnge geftihrt.
Urncine Auinahme zu macheu, wird del' Strom eingesehaltet und durch Druck auf cineTastedel'Auto
mat in Gang gesetzt. Dureh den Stromschlun wird dcr Anker cines Elektromagneten angezogen, weleher ein
Failgewlcht zum IIeben des »Hegendeekels< freigibt. Bei ganz getlffnetem Deekel wiI'd ein zweiter Elektro-
I)BerichtdesIntern.Meteor.Komi!eesuudder Intern,Kommission fiirWolkenforschungzuUpsala1894. DeutscheAusg.
Berlin1895. AnhartgX,S.27-29;abgeandertuoderweitert inMeteor.Zeitschr. 12,S.217-220, 1895. ..
') Sprung hat nur ganz kurze Bcschreibllogendieses Apparatsgegeben, und zwar indeoArbeiten: Vberdenphoto
grammetrischen Wolkenautomaten und seioe JlIstierllng iZeitschr. f. Instrumenteok. 19, S.1I1- 118, 129-137, 1899); Su~ un
appareil antomatiquepour la mesnrepllOtogrammetrique desnuages(Congresinlern.demeleor.it Pari, 1900,S. 104-108); tiber
dieJustierungundBenutzung desphotogrammetri,ehenWolkenautomaten(Zeitschr. l. lnstrumentenk.24,S. 206-213,1904).
I'
4 It Suring, I'hotogrnmmetrlsehe,rolkellfol.':)c!IUHg' inPotsdam indenJahren 1900 his 1920
magnet ZUlU Oltnen des Momentversehlusses und zur Abgabe eines Klingelzeiebens betlitigt. Die Zeit der AU1
nabme ist dadureh bis auf den Bruehteil einer Sekunde genau bestimmt. Sobaid sieh der Regendeckel wieder
geseblossen hat,16st ein dritter Elektromagnet ein anderesFallgewiehtsus, dasden Rahmen mitder exponierten
Platte etwas senkt und nun diese Platte mittels einer Kette obne Ende in denSamluelkastenzieht, wllhrendaus
dem Vorratskasten eine neue Platte unter das Objektiv gelegt und bier gegen den oben erwahntenRabmenmit
den Orientierungsmarken angeprel3t wird. Naehdem alles ordnungsmltJ.lig erledigt ist, wozu rund eine Minute
erforderlieb ist, flillt, wie in einer Klingelanlage, im Scbaltwerk ein Schalttllfelchen, und es erWnt ein Sehlull-
signal von jeder der Stationen. Die SehluJ.lsignale kommen natttrlich meist nicht ganz glciehzeitigan, da jader
Plattenweehsel bei belden Apparaten versehieden lange dauern wird,je naehdem daseineoderandereLaufwerk
besser geoltist. Da die drei Funktionen des Automaten (Heben des Sehutzdeekels, Momentauinahme, Platten
weehsel) zwangslauflghintereinander ertolgen, so ist das Signal ein sicheres Anzeiehen dafUr, daG beide Appa
rate zu einer neuen Aufnahme bereit sind. Macht man nun cine zweite Aufnahme, so erhalt man zweizu
sammengehOrigePlattenpaare,ausdenensiehHohe,Gesehwindigkeitund Zugrichtungderphotograpbierten Wolke
bercchnen lllllt.
Schon wahrend des Banesdieser Wolkenautomaten filr Zenitaufnahmen besehloll Sprung eineErweite
rung zu einer Spiegel-Vorriehtung, welehe aueh die Aufnahme von horizontnahen Teilen des Wolkenhimmels
gestatten sollte, Oberhalb des Objektivs wurde eine drehbare starke Messingscheibevon ca.30emDurebmesser
mit drei Offnungen von der GrMe desObjektiv-Durchmessersaufgesetzt. Die eine ist frei, oberhalbderbeiden
anderen sind Spiegel unter 45°Neigung aufgestellt. Wird die Scheibe automatisch naeh elektriseher Ausillsung
gedreht, so sind drei Stellungen moglleh, eine fiir Zenitaufnahmen, die beiden anderen flir Aufnahmen desSiid
und des Nordhorlzonts (genauer SSWundNNE). AufdieseWeise sind aueheinigeHorizontaufnahmen geglliekt.
Versehiedene technische Sehwierigkeiten, insbesondere der Umstand, dall sieh die Glasspiegel als nieht witte
rungsbestltndig erwiesen, unddallIeiehtLeltungsstorungeneintraten, habendazugefiihrt, dall dieseErweiterungs
vorriehtung wieder abmontiert wurde,und dull man sichauf Zenitaufnahmen beschrlinkte.
Objektiv und VersehlnB. Als Objektive wurden 1896 von der Optisehen Anstult C. P. Goerz zwei
Doppelanastigmate (von der Firma jetzt als Dagor bezeichnet) Serie IIIF:6.8 von rund 18ern Brenuweite und
mllgliehst gleieher Symmetrie - nicht allein in sieh, sondern auch untereinander - bestellt. Nsch einer vor
lauflgen Priifung seitens der Physikallseh-Teehnisehen Reichsanstalt ist diese Forderung vllllig befriedigend
gelost, denn es betrligt
Brennweite Abstand desoberen Abslanddesunteren
Objektiv lur Hauptpunktest)von den H••ptpunktesvon den
Achsenslrahlcn auBeren·Linsenscheiteln anSerenLiesenschelteln
Nr. 2i762 183.610m 14..';mm 14.4mm
27765 183.75 ~ 14.6 » 14.6 •
I)DieBezelchnuug »oberer Hauptpunkte gillfUrdieimApparat benutzteStellung desObjektivs.
R.Suring, PhotogrammetrischeWolkenlorschungillPotsdam inden.luhren 1900his 1920 ;;
Es wurde ein mittlerer Wert der Brennweite von 183.7mm zu grunde gelegl, und die Stellung der
Objektive imApparat so reguJiert, da13 der Abstand des unteren Linsenscheitels von der Platte bei Nr. 27762
169.3mm, beiNr.27765 169.1mm betrug. Eine Anfang November 1898 an den beiden Apparaten vorgenom
mene Kontrolleergabjedoch, da13dietatsachliehe BildweitebeiNr.27762(Hauptslation)184.08mm, beiNr.27765
183.15mm betrug, Daraufhin sind die beiden BiI~weiten bis aul O.! mm gleichgemacht. Die !reie Offnungder
Objektive betrllgt27mm, bei grllfller wirksamer Offnung zeichnen die Objektive bis zu 70° Winkelausdehnung
vollkommen seharl,bel kleineren Blenden bis zu .90°BildwinkeI.
Um die elfektive Olfnungszeit der Sektorenverschllisse des Objektivs zu ermilteln, d. h. die gesamte
Belichtungsdauer Yom BeginndesOffnens biszumEndc desSchlicllens, wurde eine vomWechselstromgespeiste
GIUJilampevon 5HK, 125V in einiger Entfemung yon der Kamera im Kreise bewegt und ihr Bild mittels
eines unter 45°geneigten Spiegels durch das Objektiv aul die horizontal gelagerte Platte geworfen1). Die Zahl
der Helligkeitsschwankungen des pholographierten Lichtbogens ist dann ein MallfUr dieBelichtungsdauer. Die
Lampe leuchtet in jeder Periode in beiden Stromrichtnngen je einmal auf, so dafl bei Wechselstrom von
50Perioden 100 SehwarzungsmaxlmainderSekutideentstehen. Fur unsern Verschluflergab sieh einc clfektive
Oilnungszeit von 0.12Sek. Von dieser Zeit entlallen jedoch etwa '/, aul die wenig wirksamen Phasen des
Gilnens und Schlieflens des Verschlusses, so daB die niitzliche Olfuungszeit, wllhrend der das ObjektivganzIrei
arbeitet, etwa 0.08Sek. ist. Die Objektive werden im Winter mit voller Offnung, aber mitGelbscheibebenntzt,
Im Sommer wird je nach der Jabreszeit abgeblendet.
MitdemWolkenaulomaten konnen auch Zeitaulnahmen gemacht warden, indem bei einer besonderen
Schaltung die Kreisplatten des Momentverschlusses bei ganzer Offnung des Objektivs angehalten und erstdureh
neuen Stromschlullwieder in Gang g-esetzt werden. Von dieser Einrichtung ist jedoch nur bel Justierung des
Apparates dureh Sternanlnahmen Gebrauch gemacht worden.
WllhrendderganzenMeJ3periodesindorthochromatischeSilber-Eosin-Spiegelglasplatten von OttoPerutz
lIIiinchen benntzt worden. Spiegelglas ist unbedingt notwendig, wenn man die Parallaxen bis auf 0.1mmaus
messen will. DiePerutzsche Emulsion hat slch aueh bei wochenlangem LiegcnimFreien, belSommerhitzewie
bei Ienehtem Winterwetter, als aullerordentlich witterungsbestlindig erwlesen,
Justiernng des Apparates und Korrektionsbestimmung derPlattenkoordinaten. Umdie
Orientierung der im Automaten hefindlichen Plattenmarken zu bestimmen, hat Sprung ein sehr genaues und
elegantes Meflverfahren ersonnen. Es besteht darin, bei beginnender Nacht mitdemAutomatenSternezuphoto
graphieren und die aufgezeichneten Bahnkurven mit den nach dem Astronomischen Jahrbuch berechneten zu
vergleichen. Wenn man die Objektive 35bis 40Minutennach dem wahren Sonnenuntergang ijffnet und etwa
zweiStunden spllter wieder schliellt, so erhalt man auf den Platten scharte Bahnspuren der zenitnahen Sterne
und aullerdem infolge des letzten Dammeruugsliehtes noch gute Abbildungen der Marken. BesondersimHerbst
sind solehe Aufnahmen lohnend, da dann zwei Sternc ersterGrllOe,namlich Wegs(aLyme) undDeneb(aCygni)
nahe dem Zenit stehen.
Da man fllr Wolkenberechnunl(en im allgemeinen die parallaktlachen Verschiebungen der Bildkoor
dinaten beider Platten gegeneinander undnicht ihre genaue Slellung injedem einzelnen Apparat braneht, so
genllgt es last immer, die Differenz der Stembildkoordinaten au! Mund T ausznmessen, also die .relativeno
Korrektionen zu bestimmen. Sprung hat aber such das Verlahren zur Ermittlung der absoluten Korrektionen
vollstlindig durchgerechnet und verllffentlicht (Zeitschr.I.Instrk.1899und 1904). Ausdiesen Arbeitensolienhier
nur die Schlullformeln mitgeteiltwerden, jedoch teilweisemitetwasanderenBezeichnungenundBerichtigungen')..
Legt man die Platten mit der Schichtseite nach oben so hin, dulldie breite Marke zum Beschauer hin liegt, so
sind die Bildkoordinaten so orientiert, dall sie nach X und E positiv gezllhlt werden. Bezeichnet man die
Abszissen mit v (Richtung der Illngeren Plattenachse), die Ordinaten mit w, sosinddieKoordinaten desStems:
. ( TCOS") .
v= rsin Gcos./I + n- -c-osIf sinII
w= rs.mGsi.n.u - (n- r-ceoos,0-,,,) cosu.
Dabei sind
r= Icot((~. I -cos"tglJcotll:~
cosIf (I- cos"tgocotg~)'
undGder Stundenwinkel, fIdieDeklinaliondesSterns, n derAbstand des projektivischenMittelpunktesderphoto
graphierten Stembahn vom nachsten Scheitel der eIliptischen Sternbahn (141.55mm llir a Lyrae), Idiegernein
schaftliche mittlere Bildweite beider Objektive (183.7mm), adieZenitdistanzderHauptstation (37°37'3".6), fJder
Winkel, urnwelchendieBasislinie in der Richtung 111_.~T vonderWestrichtunggegenNordenabweicht(19.6°).
•) Niheresinder Arbeit vonF.Scbindelhauer:PrulungdesMomentverschln.,e,desPotsdamerWolken.ntomaten1m
..BerichtiiberdieTitigkeit desKgl.PrenB.Meteorol. Instltnt. imJ.hre19130S.(77),1914.
'Jz.B.istin Sprungs Formeln~ nichtdie Dcklination, sondern deren Erglinznog zu 900i die Zahlenreehnung ist
aberrichtig.
6 R.SUring, Photogrammctrische Wolkenlorsehungin Potsdamin denJuhren 1900bls 1920
Sprunghat die absolutenBildkoordinaten ausAufnahmen der Weg-aIiirHerbst 1898und 1903bereehnet,
Bezeiehnet man die IUr das Observatorium giiltigen Koordinaten mit dem Index 0, die iiiI'die Station Tornow
mit 1,so lauten die gefundenen Korrektionen d in mm:
1- I- 1-
Sept. 1898 .' z,68 0·54 p. i 0.46 0·53 0·°7
Sept. 19°3 - I.07 - 0.85 - 0." ! - '.01 - 0.06 - I.95
Die Anderung del' Parallaxenkorrektion innerbalb von .?Jahren betragthiernach genau3mm, undzwar
wurde 1898 ohne Anbringung einer Korrektion cine zu groDe Wolkenhllhe gefunden wordensein, wahrend190;;
die Parallaxe durch die neue Korrektlon wenig geandert wird. IlberZeit undUrsachedel'Korrektionsltnderung
bat Sprung nichts ermittelt; er sagt nur (Zeitsehr. f.Instrk. 1904 S. 209): 'Sebwicrig erseheint esabel', sieh
davon ein Bild zu machen, wie diese Verltnderungen zustandegekommen sein mogen«.
In den Jahren 1899 bis 1904 sind etwa ein Drittel aller bisherigen Bilder mit dem Wolkenautomaten
aufgenommen worden. Dleses Material wiirde aul.lerordentlieh an Wert verlieren, wenn es nieht gelingenwilrde,
Iestzustellen, ob diese Korrektionsltndenmgen allmliblieh oder plctzllch eingetreten sind, und in letzterem Faile,
wann dies gesehehen ist. Allmahliche Anderungen sind bei dem festen Bau der Kamera wenig wahrscheinlich,
man wird vielmehr annehmen miissen, daLl sie sprungweise bei den mannigfaehenkleinen Umbautendesganzen
Apparats in jener Zeit entstanden sind. Del' Zeitpunkt diesel' Arbeiten lieLlsieh naehtraglieh noch feststellen,
abel' das allein genUgt noeb nieht; manmuu aueh wissen, welebe Arbeiten sehltdlieh gewesen sind und welehe
nieht. Urn das zu ermitteln, ging ich von del'Uberlegung aus, daLl sieh beiverhltngnisvollen Ereignissennieht
allein die beiden KamerasmitdenfestenMarkengegeneinander als Ganzes, sonderndaLlsiehaueh dieStel/ungen
der Marken jedes einzelnen Apparats in sieh versehoben haben werden. Ieh untersuehte daher, wie sich
an jeder Station die Verbindungslinien del' Marken gegen ein genau reehtwinkliges Aebsenkreuz seit 1898 ver
drebt haben. Brachto ieh die beiden seitliehen und die obere Marke mit den Koordinatenaehsen einer inmm
geteilten Glasplatte zur Deekung, so ergab sieh iiiI' ausgewahlte kurze Zeitabsehnitte als mittlere Abweichung
der Spitze del' unteren Marke von del'Nullordinate del' Glasplatte:
189899 1899 1902 1902;03 1904
30.IX.bis2.1. 29.III.bis5.IX. 9.I.bis12.IX. 25.IX.bis30.IX. 17.nr.bis21.VII.
auf lIl: - 017 - 0.11 -0.20 - 0.18 - 0.20mill
+0.37 - 0.08 - 0.14 - 0.50 - 0.48 ,
Nach obiger kleiner Zahlenzusammenstellung sind.grouero Markenverschiebungen Anfang 1899 und
zwischen dem 12. und 25. Sept. 1902 eingetreten, und zu jener Zeit hat auch tatsliehlich del' Meehaniker am
Apparat gearbeitet. Zwischendem 15. Februar und dem 6. Marz 1899 sind beide Kameras aus den Apparaten
entlernt worden - so viel ieh leststellen konnte, ist es das einzige Mal gewesen, daO die Kamcras heraus
genommen sind -, urn dieSpiralfcdern aus dem Momentverschlutt zu enttemen,und urnfestereFiibrungsleisten
litr den Transport del' Platten aus dem Vorratskasten in die Karnera und von dort in den Sammelkasten anzu
bringen. Auucrdemist am 29. Marz 1899 die Bildweite beider Objektive verandert worden; urn eine gleiehe
Bildweito von 183.7 mm zu erzielen, wurden die Abstaude der unteren Objektivkuppen von den Platten auf
169.211Im Wr M und auf 168.Hmm IlirT abgeltndert (die Entlernungen del' unteren IIauptpunkte von del'
Objektivkuppe betrugen 14.;; mm Illr Mund 14.8 mm lUI' '1'). Eine Prtliung diesel' Justierung am 10.August
1899 lielerte die Werte I6~1.l7 mm lUI'III und 168.83 mm fill''1" also cine vollkommen befriedigende Ilberein
stimmung mit den geforderten Gr1iLlen. Bei dieser Gelegenheit wurde auch die Horizontierung del' Platten ge
priilt; 'sic erwies sich - naeh handsebriftlichen Bemerkungen von Prof. Sprung - auf dem Tornow als voll
kommen gut, wuhrcnd aul dem lIleteorologisehen Observatorium eine Ieiehte Senkung naeh vorn zu erkennen
war«. Ob cine Anderung vorgenommen ist, lliat sieh nieht mehr ermitteln. - Am 16. und 17. September 1902
ist del' Wolkenautomat aufLiehtdiehtigkeit gepriift worden; hierbei ist vielleicht eine kleine Versehiebung oder
Verbiegung an einer l\farke von '1'vorgekommen, abel' jedenlalls keine starkere Verriiekung des Rahmens.
Rechneriseh ergibt sieh die Unsieherheit, welehe dureh Niehtberiieksiehtigung dieser Markenveranderung
entstanden ist, selbst fUr Wolken von 10 km Hohe zu weniger als 1010 in extremen Fallen (autserste Rand
partien). Naeh diesen Feststellungen ist man offenbar berechtigt, als den Zeitpunkt del' grouen Korrektions
ltndernng des lIlarkenkreuzes den Mllrz 1899 anzunehmen und von April 1899 mit den 1903 geiundenen Koor
dinatenkorrektionen zu reehnen.
Von 1903 bis 1917 (mitAusnahmedel'Jahre 1908und 1911 bis1914)sindalljahrliehdieWolkenautomaten
durch Sternaulnahmen kontrolliert worden. Das Ergebnis del'letzten derartigen Korrektionsbestimmung ist:
I
I !
Zeit L1vo dv, Id(vo•-v,) dwo dw, !d(WO-WI)
I 1- 1-
I
~ept.'917 m,m - I.a7 - 1.10 + 0.I3 ! -2.01 0.0> 1·99
Andl·rungseit1903 0.00 -0·35 + 0.35 0.00 -0.01 +O.OJ
It Siiring, I'hotogramrnetrischc Wolkcnlorschung inPotsdam ill den .Iahren 1900his 1920 7
}lit Ausnahme der Abszissenkorrektion von T ist also selt 1903 alles ganz unverltndert geblieben. Die
Versehiebung aufT ist nach 1910 und vor 1~II.i eingetreten, wahrseheinlieh Mitte Juli 1914 durch einen Blitz
schlag inT, welchereinegrouereRcparatnr, freiliehnurandenElektromagnetenundZuleitungsdruhten,erlorderte-
Sprnngs Bcreehnungen derMarkenkorrektionen beziehen sich nur nul dieHahn von"Lyrae, die nahe
dem mittleren oberen Rande der Platten-Iv rund - 10 und + 5;'mm, w = 45und 56mm) liegt. Da nun die
:llarken nicht genau reehtwinklig zneinander stehen, so gelten die gelundencn Korrektionen nur dann itir aile
Punkte der Platte, wenn die au! S.6 erwlthnte Versehiebung del' unteren Marken nach links beriieksiehtigt
wird, 19I7 bctrug diese Versehiebung gegen ein reehtwinkligesFadenkreuz liir :II-0.33mm, itir T "':0,4:>mm.
Bei der Orientiernng des Fadenkreuzes nach den oberen und den seitlichcn Marken mull daher die Korrektion
dcr v mit abnehmendem w auch abnehmen. Das hat sieh bestutlgt bei einer Nachprii!ung der Korrektionen,
die ich mit Hille der zweiten aul den Platten erkennbaren Sterubnhn (Deneb, "Cygni) berechnet habe. Diese
Bahn liegt rund 40mm tieler au! del' Platte (fUr 19t7 war v= - 64 und - ISrum, w= - 10 und + 19mm):
sie ergibt als Korrektionen liir 1917:
L1v, dv, L1(V,- V,) dw, dWI d(w,-w,)
- 1.20 -1.4H + 0.2H - 1.84 + O.J!I -2.03mm.
In der Praxis gestaltet sich die Auswertung dadurch viel zuverlussiger, daO bei del' Bereehnung von
Hohe und Bewegung der Wolken - ausgenommen bei einem kleinen HlJhenkorrektionsglied - stets nur die
Unterschiede zweierKoordinaten in dieRechnung eingehen, und diese bleiben Innerhalb derAblese-Gcnauigkeit
von ±0.05mm au! der Platte unverandert, Da gegenwlirtig dieMarken an beiden Stntionen urn ungeiahr den
gteichen Betraggegen ihre riehtige Lage vcrdrebt sind, so geniigt cs zur Bestimmung der parallaktischen Ver
schiebung zwischen der M-und der T-Aufnahme, die Nullordinate der Glasskala aufdie Verbindungslinie der
oberen und del'unteren Marke Zlllegen und mit einer konstanten Korrektion zu rechnen. Braucht man auch
die w-Werte, so wird die Nullabszlsse der Glasskala mit den Spitzen del' beiden seitliehen Marken zurDeckung
gebraeht. Bel diesem Verfahren bleibt del'Fehler des aus ungleicher Ilohe der Stationen cntstehenden Holien
korrektionsgliedes stets unter 10m, also unterhalb der Grenze, bis au! welche die Wolkenhnhen der einzelnen
Platten ausgerechnet worden sind.
Formeln zur Berechnung von lIlJhe und Hewegung der Wolken. Du das fiir diese Unter
suchung benutzte Plattenmaterial nur aus Zenitaulnahmen besteht, so sind die zur Bercehnung notwendigen
Forme/n auflerordentlich einfach. Die Ahleitung der Formeln ist schon mehrfaeh verilffentlieht'), und es soli
desbalb hier nur eine Zusammenstellung in dem Umfange und in del' Form, wie sie fUr die Praxis wiehtig ist,
gegeben werden, Dabei werden lolgende Bezeiehnungen eingeiUhrt:
X, Y, Z: Die reehtwinkligen Ranmkoordinaten des Wolkenpllnktcs in bezug auf den Horizont der
HauptstatlonM, ausgedriiekt in m. Z ist also die HlJhe der Wolken Ilber der Hauptstatlon, deren Hohe iiber
dem Meeresspiegel 103m betrag-t: Wegen del' spiegelbildlichen Abbildung au!der photographischen Platte ist
bei graphiseher Darstellung ein positives X nach links, ein positives y nueh oben aufzntragen. Zwei aulein
anderiolgende Aufnahmen sind dureh die IndizesI und II unterschieden.
H= Z+ 103: WolkenhUhe in miiber dem :lIeeresspiegel.
v und W: Die Abszisse und die Ordinate des Wolkenpunktes auf der photographischen Platte, ausge
driickt in mm, DieKoordinaten aul derPlatte derHauptstation(M) sind durch denIndex 0, die aufderNeben
station Tornow (T) durch den Index 1gekennzeichnet.
B= 1469,4m: Die Horizontalprojektion der Basislinie zwischen den Stationen )1und T,
d = - 69.4m: DieVertikalprojektionderBasislinie(Hohenuntorschied zwisehenJlund'1)',bezogenaul)1.
1= 183.7mm: Die Bildweite der Ohjektive.
Vbdie wahre horizontale, VvdiewahrevertlkaleGescbwindigkeitder Wolken(aufsteigendpositiv)inmps.
tn- tl: Zeitunterschied in Sekunden zwischen zwei aufeinander iolgenden Aulnahmen.
1J!.: Azimut des Wolkenzuges, bezogen aufdie Basislinie als Ausgnngspunkt. DieBasis weicbt urn19',';
von der E- W·Richtung naeh N ab.
'1'= 19'.6+ "" wabres Azimut des Wolkenzllges (Zug aUS W = 0'),
Diezur Berechnung benutzten Formeln lauten alsdann:
Z=Bf-v,d= ~-~; 11=Z+ 103
VO- VI VO- VI Vo-Vt
X-Z~· Y=-Z~
- ~ f ' f
VlXu-X,)' (Yu Y,)'
V
h= tn-h
V = Zn- Z,
v tn-II
YU- )'I
tgW= Xu-X,.
g ~;~
I) Z B Koppe: Photogrammetrie and internationale Wolkenrnes,ang (Braunschweig 1896) S. 12; A. Spr: n
R.Siiring: E~ebni"e del' Wolkenbeobachtungenin Potsdam nndan einigen HilisslationeninDeatschland indenJ. renI
und1897 (Berlin1903)S.12, 15.
8 R.Si.iring, Photogrammctnschc 'VlllkclI[orschunginPotsdamindenJahren1900bis 1920
Um von del' GrllJ3e del'pnrallaktischen Verschiebnng del' Wolkenbilder auf den Platten und vondel'
GrllLle del' auf Ihnen abgebildeten Wolkenflache eine Vorstellung zu geben, ist nachstebend angegeben, wie
groJ3 fill' verschiedene WolkenMhen del'Wert (vo- VI) ist und welchen natUrlichenMaBen dieLangevon 1em
auf del' Platte und die Fllicbe von 1cm' ungetabr entsprechen.
WolkenMbe. 4 6 12
I I I I
parall. Verscbiebung. Il5
1emanfder Platte . 110 26207 '2405 43304 5'407
Iem' auf der Platte. 0,01 0.05 ) o.rc 0.18 0·'9 I
Die ganze photographischePlntte stellt bei einerWolkenbllhe von 2km etwasmebr als 2km' Ilimmels
flaehe, bei 4km Hohe 8',.km', bei 8km Hohe 34km' und bei 12km Hohe 75km' Flnehe dar. Diephoto
graphiscben Aufnahmen sind also - namentlich fUr obere Wolken - gut geeignet zur Erkennung desGelUges
del' Wolken.
Auswertung del' photogrammctrischen Wolkenmessungen zu Potsdam. Die meistenWolken·
aufnahmen hat Herr Oberlandmesser Th. Botel in Hildesheim ausgemessen, berechnet und hinsichtlieh berner
kenswerter Einzelheiten beschrieben, Die hierbei gewonnenen Erfuhrungen solen daher hier mit seinenWorten
wiedergegeben:
•Die beiden zusammengehorigen PIatten (.1und '1)' werden nehenelnander auf einen oben durch eine
Spiegelglasplatte abgedeckten und auf del' dem Beschauer abgekehrten Seite zwecks Zutritt von Licht offenen
Kasten so gelegt, dalJ ihre Langseiten in del' Langsrichtung des Kastens sich befindcn und die grolJen Marken
demBeschauer zugekehrt sind. Es sind dann die v nach rechts und die w nach obcn positivzurechnen. Den
Platten wird von unten her dnrch eincn im Kasten augebrachten, urn eine horizontale Aehse drehbaren Plan
spiegel Licht zuge!iihrt. BeiAnwendung VOIITageslieht mullman dieAugen dnrch einenSchirm gegendirektes
Licht schtltzen, beim Arbeiten bei ktlnstlichemLicht, wobei nur eine elektrische G1t1hlampe und zwar von etwa
tOOKerzen Ilelllgkeit in Fruge kommt, mull die Spiegelglasplatte vor dem Aullegen del' Negative mit einer
1I1attscheibe abgeblendet werden; dieGltlhlampe wird in dem Kasten, del' im t1brigen nach del' oilenen Seite
hin durch einenSchirm abzubleuden ist, oberhalb des Planspiegels angebraeht, Wir haben die Erlabrung
gemacht, daf.l bei kiinstlichem Lichte ein besseres Arbeiten mtlglieh ist, als bei Tageslicht, wohl wegen der
gleiehmUlJigeren Heleuchtung. - Die Ausmessung del' auf beiden Platten mit einer Kopiernadel ausgestocbcnen
und mit Bleistift umringelten und numerierten identischen Pnnkte erfolgt mit einer in Quadratmillimeter ein
geteilten GJasplattounter Zuhilfenahme einer Ableselupe auf etwa '/'0mm, Es liegt im Interesse del' Schonung
del' Platten, die ~[arken\"erbindungslinien mit del' Kopiernadel nul' soweit von den ~[arken aus in die Gelatine
schicht einzuritzen, daJ3 man die Quadratglastafel sicher anlegen kann. Hat man nul'die Hohe del' Wolkenzu
bestimmen, also nul' die v zu messen,so braucht man t1berhanptkeineLinieeinzuritzen, sondern kanudieTafel
direkt auf die obere und untere Marke anlegen. Wir fanden es empfehlenswert, hierzu die 10cm-Liniezu
benutzen, weil man dann ohne Verschiebung nach del'positiven und negativen Seite messen kann,
Bei Auswertung "on Doppelautnahmen mit geringem Zeitunterschied zur Ennittlung del' Richtung des
Wolkenzuges und dessen Geschwindigkeit wird die Verbindungslinie del' iinken und rechten Marke nnr von
Iinks her aufeinige Zentimeter Lange cingeritzt. Wir fauden es ratsam, da hier auf vier Platten identische
Punkte aufzusuchen sind, diese zunaehst nul' auf dem ersten Plattenpaare genau auszustechen und ohne Urn'
ringelung lediglich zu numerieren und dann erst nach Aufsuchung derselben Punkte auf dem zweiten Platten
paare dieUmringelung vorzunehmen. Wegen des oft stark verundertenAussehens del'zweitenAufnahmewtlrde
durch die sofortige Umringelung del'ausgestochenen Punkte auf dem ersten Plattenpaare die Identifizierung
sehr ersehwert werden.
Die Herechnung del' rohen Hohen erfolgt am beqnemsten mittels elner nacb Parallaxen-Unterschleden
von 0.1mm fortsehreitenden Hilfstafel, del' man die Hdhen, soweit erforderlich, durchInterpolation auf 0.0Imm
ohne weiteres entnelunen kann. Aile weiteren Reehnungen werden am zweckmiWigsten und genUgend genau
mit dem logarithmisehen Rechenschieber ausgeftlhrt. Fur die Bereehnung del' Verbesserung del' rohen Hohen
wegen der ungteichen Hohenlage del'beldenStationen ergibt sieh einewertvolleRechenprobedadureh, daBman
auller del' GrllJ3e69.4 v, auch zurKontrolle noeh 69.4'0 berechuet; die Differenz beider 'Verte mus genau die
~-Vl ~-VI
Zahl 69.4, also die IHlhendifferenz del'beiden Basis-Endpunkte ergeben. Zur Bestimmung von Geschwindigkeit
und Zug del' Wolken gentigt eine graphische Darstellung auflIlillimeterpapier.
Die Streiehriehtung von Wolken wird am einfachsten durch eine auf dasNegativ geJegte Zelluloidplatte
ermittelt, auf der natiirlich aulJer den Marken-Verbindungslinien die fUrunseren Fall davon abweichendeNord
Siid- und West-Ost-Linie und zwar zweekmaJ3ig in roter Tusche aufzuzeiehnen sind. Nattlrlieh ist dabeidie
Bildumkehrnng zu berticksiehtigen.
Bei der Ausmessung von Wellenllingen von Wogenwolken mWt man am besten ein ganzes zusammen.
gehllriges Systemaus, man erMlt dann die mittlere Wellenlilnge dureh Division der Zahl del' Wellen in die
It Suring, Photoprammetrbche WolkculorschunginPotsdaminden-Iahren 1900Lis 1920 9
gesamteLange. Kleine Unterschiede gleiehen sieh so aus, und dieGenauigkeit wird im ganzen gesteigert. Die
;\Cessung er!olgt hierbei ebenso wie bei del' Ermittlung von Flachengrtnsen und sonstiger Dimensionen von
Wolken au! 0.1mmmit einem Anlegemallstabe unter Umrechnung auf wirkJiehes ~[all mit Hille del' Kenntnis
del' Hohe del'Objekte und der Brennweite des Objektives, .
Vooerhebliehem InteresseistdieFeststellung del'Neigungvon ci-Federn und -Faden und von Wolken
sehiehten gegen die Horizontale. Hierbei ist zur Hegel gemaeht, dall nul' solehe Resultato als verburgt
ungenommen werden, die durch uberschnsslge Bestimmungenbestlitigtsind. Beidel'Ermittlung del' Neigungcn
von Wolkensehiehten z.B. wurde die Messung an mindestens drei in einer geraden Linie Jiegcnden Punkten
oder abel'an mindestens zwei versehiedenen Stellen an je zwei Punkten ausgetuhrt. l[an hatsodieGewiflheit,
dall die imallgemeinen kleinen Neigungen reell sind und nieht dureh Beobaehtungsfehler vorgetauscht werden.
Haufig findet man auf einer Platte, namentJieh in del' ci-Region, versehiedene Sehiehten derselben
Wolkenform etagenfOrmig angeordnet. Umraschund sicherzuerkennen, welehe einzelneMessungen zusammen
zufassen sind, stellt man die einzelnen IIOhen graphiseh dar und trifft hiernaehseine Entscheldung,
Was die Zahl del' im )[jttel pro Platte ausgestochenen und gemessenen Punkte betrifft, so ergab sieh
dafiir im Mittel del'Jahre 1900 bis 1907lind 191[, bis 1916etwa L 'j.«
Umfang und weitere Yerurbcitung des )Iaterials. Von den in den Jahren 1900 bis 1920 auf
genommenen Wolken sind 1723 Doppelplatten, d. h. Platten, welche gleiehzeitig an den Stationen )f und T
exponiert sind, liir IWhenmessungen henutzt worden. Ungetahr ebenso groll, nllmlieh 1665, ist dieZahldel'auf
Ihnen ausgemessenen Wolkensehiehten. Die Zahlen weiehen voneinander ab, weiI einerseits zur genaueren
Bestimmung von Geschwindigkeit lind Zugrichtung del'Wolken vielfachzweiAufnahmenhintereinandergemaeht
worden sind, die dann nul' einfaeh gezlthlt sind, wuhrend andcrerselts manehe PlattenmehrereWolkenschichten
wiedergeben. Im ailgemeinen ist die Wolkenbewegnng mit dem SprnngsehenWolkenspiegel, alsoinrelativem
.Malle, bestimmt worden.
MitRiieksieht auf die groOe Entfernung zwischen belden Stationen, welehe Hbhen unter 1600 m iiber
haupt niehtzu messen gestaltet, weil dann die parallaktisehe Versehiebung bereits 169mmbetrligt, nndWolken
unter 2000m nul'bei besonders giinstigen Umstnnden, sind untere Wolken nul' ganz vereinzelt photographiert
worden. Die Zahldel' gemessenenenundstr-cubetragt nul'27. Ganz iiberwiegend sind ei untersueht, namlich
1133, auJ3erdem 505a-en und a-str. Nul'in bezug auf Wolken bis herab zur a-cu-Reglon kann daher das neue
MaterialalsErganzungzu denMessungen wnhrend des intemationalen Wolkenjahres 1896/97') angesehen werden.
Damals waren 341ei und ei-str, jIci-eu, 308a-cu, a-str und >ialsehe cis-Bchichten gemessen worden.
Die Verteilung del' Wolkenaufnahmen aui die einzelnen Jahre istsehrungleieh. Am meistenbrauehbare
Platten, nnmlieh 246, wurden im Jahre 1901, am wenigsten im Jahre 1918 erhalten. Sie verteilen siehtiberdie
einzelnen Jahre wie iolgt:
.Jul.!'
136 246 128 100 95 88 34 6;
yl 91 71 82 41 6; 8 I4
sehliellIieh 16Platten im Jahre 1920. Im ersten Jahrzehnt wurden Messungen am hliufigsten an den iiiI'
aeronautische ~Iessungen vorgesehenen rinternntionalene Tagen angestellt, im zweiten Jahrzehnt riehtete sieh
das Hauptaugenmerk auf ei-Wolken bei Anzeiehen von WitterungsumselJlligen, wahrenda-en nul'ausnahmsweise
photographiert wurden. Die weitere Bearbeitung ist meist liir die Zcitabsehnitte 1900 bis 1909 und 1910 bis
1920 getrennt vorgenommen worden, umdie Ergebnisse in sieh·vergleiehen zu ktmnen.
Vonjeder gemcssenen Wolke - je nach del' Gilte entweder von del')1- oder von del''l'-Platte, ist ein
Positiv (Papierabzug) angelertigt worden, auf welehem die ausgemessenen Punkte mitroter Tinte eingezeiehnet
sind. Auf diese Weise ist.eine aullerst wertvolle, bequemzu benotzende i"ammlung vonWolken ohne perspek
tivisehe Verzeiehnung entstanden.
Bei del'Zusammenstellung del'Messungen wurde hnmer die Wolkenformmogliehst genau besehrieben,
aullerdem kurz die Wetterlage mit Angaben libel' Starke und·Hiehtung des Bodenwindes. Die WolkenhOhe,
vom )Ieeresspiegel an gereehnet, ist in Dekumetern, die Gesehwindigkeit in ganzen mps., die Riehtung his
aui ganze Striehe del' 16teiligen Windrose (12'/,') angegeben. Hohenuntersehiede einzelner Wolkensehiehten
odor Wolkenpunkte sind meist bisauf ganze Meter bereehnet, da die Einzelwerte in Metel'll ausgedriiekt sind.
Yom .Jahrgang 1908 an bis 1920 sind die· Einzelwerte von Wolkensehiehten in .Ergehnisse del'
Meteorologisehen Beobaehtungen in Potsdam« (zuerst im Jahrgang 1909) abgedruekt worden. Daswertvolle
iiltere, abel'erst spateI' ausgewertete Material aus den Jahren 1900 bis 1907 knnn leider nieht in extenso ver-
offentlieht werden. .
I) A.Sprung·und U.Siiring: Ergebnisse del'Wolkeubeobachtnngen in Potsdam und an einigen IIilfsstationen in
Deutschlandinden.raliren 1896una 189i(VerOflent!. des Kg!. PrenU.Meteor.Instituts). Berlin190:1.
PreuB.Meteorol.lo.t1tut. AbhandlullgellVIJ,3. 2