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Lichterscheinungen der Atmosphäre im Gebirge
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Atmosphäre im Gebirge
Vortrag, gehalten in der Schlusssitzung der Section UTO, den
24. April, 1868 ( erweitert ) von
Albert Heim.
Unsere Erde ist mit einer Hülle von gasförmigen Körpern, der Atmosphäre oder Luft, umgeben. Weil die Anziehungskraft der Erde in nächster Nähe grösser ist, als in einiger Entfernung von ihr, und die Luft sich leicht zusammendrücken lässt, so ist sie ganz nahe an der Erdoberfläche dichter, wird nach oben immer dünner und endlich so dünn, dass wir sie mit unseren Mitteln nicht mehr bemerken können; sie verläuft ganz allmälig*; nach und nach, in den leeren Himmelsraum* ), in welchem die Erde und alle andern Himmelskörper schweben. Durchaus nicht alle Gestirne haben eine solche Lufthülle. Der Mond
* ) Absolut leer ist der Himraelsraum wahrscheinlich nicht, es erfüllt ihn eine Luftart, aber in so ungeheurer Verdünnung, dass für unsere Betrachtung keine Folgen daraus entstehen.
zum Beispiel, hat keine, wohl aber der Mars, die Venus und noch andere; überhaupt scheint der Mars in jeder Beziehung der Erde am ähnlichsten zu sein.
Die Atmosphäre bedingt die « meteorologischen Erscheinungen ». In der langen Reihe derselben bilden die Lichterscheinungen der Lufthülle eine Gruppe, die in ganz besonderem Masse erhebend und erfreuend auf das menschliche Gemüth wirkt. Himmelsblau und AbehdrothIch brauche nur diese beiden Worte auszusprechen, um in jedem herrliche Erinnerungen wach zu rufen.
Weil die Atmosphäre in verschiedenen Regionen verschieden dicht ist, so lässt sich schon im Voraus vermuthen, dass solche Erscheinungen zum Theil mit den verschiedenen Regionen selbst sich ändern werden. Die Alpenclubisten sind die Leute, die sich am ehesten in hohe Regionen erheben, die diese Aenderungen aus eigener Erfahrung kennen; darum gewähren sie wohl denselben im Clubbuch ein wenig Raum.
Bevor wir an eine nähere Besprechung der Erscheinungen gehen, wollen wir uns zuerst eine richtige Vorstellung von der Dicke der Lufthülle der Erde machen. Aus verschiedenen Beobachtungen, auf die wir später zurückkommen werden, ergibt sich, dass die höchste noch physikalisch wahrnehmbare Luftschicht etwa 10 bis 12 geographische Meilen über der Oberfläche des Meeres liegt. Der Durchmesser der Erdkugel beträgt etwa 1719 geographische Meilen. Durch einfache Proportion finden wir hieraus folgendes:
Wenn wir uns die Erde als eine Kugel von 3 Fuss Durchmesser dargestellt denken, so entspricht der Lufthülle eine Schicht von 2 Linien Dicke rings um diese 3 Fuss mächtige Kugel, und der höchste Berg der Erde, der jetzt bekannt ist, der Mount Everest ( oder Gaurisan-
Schweizer Alpenclub.33
Heim.
kar ) 8840 M. in der Himalajakette, müsste sich mit der Höhe von J/5 Linie, unser höchster Alpengipfel aber mit yi0 Linie begnügen, um das richtige Verhältniss inne zu halten. Das Leben der höher organisirten Geschöpfe der Erde ist auf den untersten Zwanzigtheil dieser dünnen Luftschicht beschränkt! Nur die kühnste Luftfahrt bringt uns in den dritten Zwanzigtheil der Luftschicht von der Erdoberfläche aus gezählt; dort ist aber die Luft schon so dünn, dass wir es kaum eine Stunde, und auch diese Stunde nur mit Gefahr und körperlichen Beschwerden auszuhalten im Stande sind. In den unteren Regionen nimmt die Dichtigkeit der Luft nach oben viel rascher ab, als in den oberen: An der Meeroberfläche ist die Quecksilbersäule im Barometer durchschnittlich 760 Millimeter hoch, in einer geographischen Meile Höhe über der Meeresfläche nur noch etwa 300 Millimeter; in 2 Meilen Höhe noch 120, in 3 Meilen nicht ganz 50, in 4 Meilen 20, in 5 Meilen 7, und erst in 10 bis 12 Meilen über Meer wird die Höhe der Quecksilbersäule = O. In der Höhe von 4000 Metern haben wir schon 400/o, in der Höhe von 5540 Metern schon 50 % der Atmosphäre unter uns, ( eine geographische Meile = 7420 M. )
Auf die Erscheinungen, die wir in der Folge betrachten werden, üben die Witterungsverhältnisse, namentlich Feuchtigkeitsgrad und Temperatur der Luft, einen sehr grossen Einfluss. Oft können dieselben gar nicht beobachtet werden. Wir setzen darum für unsere Betrachtungen immer vollkommen schönes Wetter voraus.
Sie haben Alle schon die Beobachtung gemacht, dass uns das Himmelsgewölbe auf hohen Bergen viel dunkler blau erscheint, als in der Tiefe. Bei klarer Luft tritt dieser Unterschied in der Färbung nach der Erhebung über der Meeresoberfläche schon bei Höhen von 1000 M. 3iervor;
sehr auffallend wird er in einer Höhe von 3000 M. und darüber. Von den höchsten Alpenzinnen, besonders wenn man rings von blendenden Schneefeldern umgeben ist, ist man oft eher geneigt, den Himmel schwarz, als blau zu nennen. Zur Erklärung dieser und mancher folgender Erscheinungen gelangen wir erst, nachdem wir uns eine genaue Vorstellung von der Entstehung des Himmelsblau überhaupt verschafft haben.
Einen Körper sehen wir nur dann, wenn er Lichtstrahlen in unser Auge sendet. Diese können durch ihn bloss reflektirte, nach allen Richtungen ( diffus ) zurückgeworfene sein* ) wie das grüne Licht ( Lichtschein ), das eine Wiese, oder das weisse Licht, das ein Schneefeld in unser Auge sendet; es können durchgegangene Lichtstrahlen sein, wie es der Fall ist, wenn wir durch Fensterscheiben oder durch gefärbte Gläser blicken, und endlich können es eigene Lichtstrahlen sein, wie sie uns die Sonne, die anderen Fixsterne, glühende Körper ( Flammen ) Johanniswürmchen etc. zusenden. Gesetzt, wir empfinden in unserem Auge Licht, so wird nothwendig in der Richtung des in unser Auge gedrungenen Lichtstrahles auch ein Körper zu finden sein, von dem er ausgeht. Am reinen Himmel haben wir in allen Richtungen, am ganzen Gewölbe das Gefühl von Licht, und zwar von blauem Licht. Das kann nicht daher kommen, dass die Luft eigenes Licht aussendet, denn sonst könnte es Nachts nicht dunkel sein. Die Luft verhält sich aber auch nicht, wie ein gefärbtes Glas ( Licht blos durchlassend ) sonst müssten wir hauptsächlich die Sonne blau sehen. Es muss also der erste Fall stattfinden: Die Luft muss Licht reflék-tiren, sie muss erfüllt sein mit reflektirenden Körper-
* ) Nicht zu verwechseln mit Spiegelreflexion.
chen, und diese unendlich vielen, von der Sonne beleuchteten, winzigen, bläulichen Pünktchen, die überall in der Luft zerstreut sind, sind es, welche wir allerdings nicht einzeln sehen, und welche in ihrer Gesammtheit das Himmelsgewölbe hell erscheinen machen. Ueber die Natur dieser Körperchen sind die Forscher noch nicht ganz im Klaren. Nach den Ansichten von einigen sind es die kleinsten Sauerstoff- und Stickstofftheile welche die Luft zusammensetzen, nach anderen, und das ist wohl das wahrscheinlichste, kleine Wasserbläschen, die immer in derselben schweben, und noch andere weichen auch von diesen Meinungen ab* ). Wer das Richtige getroffen hat, ist für unseren Zweck gleichgültig; genug: Die Luft ist voller reflektirender Körper.
Auf einem Gestirne, das keine mit beleuchteten Körperchen erfüllte Atmosphäre hat, oder das überhaupt ohne Lufthülle ist, wie der Mond, kann natürlich das Himmelsgewölbe nicht hell erscheinen, sondern es erscheint schwarz, wie bei uns bei Nacht, und auf schwarzem Grund stehen weiss blendend die Sonne und die übrigen Gestirne auch am Tage; Nachts fehlt die Sonne und die Helligkeit auf dem Monde selbst, aber der Himmel ist immer gleich dunkel.
Das weisse Licht der Sonne ist, wie bekannt, zusammengesetzt aus verschiedenen Farben, denselben einfachen Farben und ihren Uebergängen, die wir am Regenbogen wieder sehen: roth, orange, gelb, grün, blau, violet sind die Hauptstufen. Jeder Körper kann Licht völlig in sich aufnehmen und als solches vernichten ( absorbiren ), er kann Licht durchlassen, und er kann Licht
* ) Näheres hierüber von Clausius und von Brücke in Pog-gendorf s Annalen, Band 78 und 88, und anderwärts.
reflektiren; und das alles kann in verschiedenen Verhältnissen geschehen. Einen Körper, der fast alles, oder alles Licht durchlässt, nennen wir durchsichtig; einen, der alles absorbirt, schwarz; einen der alles reflektirt, weiss. Gefärbt erscheint ein Körper, wenn er gewisse Farben, aus denen das weisse Licht zusammengesetzt ist, mehr reflektirt, als andere. Die Atmosphäre nun lässt das meiste Sonnenlicht unverändert weiss durch, darum ist sie ziemlich durchsichtig. Ein Theil desselben aber wird von den kleinen Körperchen zerlegt, und zwar so, dass sie das wesentlich blaue Licht reflektiren, wenig gelbes Licht absorbiren, und den Best, also wesentlich rothes oder orangefarbenes, durchlassen. Das gelbe Licht, das sie absorbiren, ist für unser Auge direkt ganz unwirksam.
Kein Körper der gefärbt erscheint, kann vollständig durchsichtig sein; die Atmosphäre ist nur in dünnen Schichten ganz durchsichtig zu nennen. Wahrscheinlich gibt es überhaupt keine Körper, die sich bei Anwendung dicker Schichten, als ganz durchsichtig erweisen würden.
Durchfallendes Licht haben wir nur in der geraden Linie zwischen uns und der Sonne, die Atmosphäre lässt gelbes und rothes Licht mehr durch, als die anderen Farbendaher erscheinen uns Sonne und Mond etwas mehr gelblich als rein weiss, wie sie eigentlich sind. Die Atmosphäre reflektirt blaues Licht mehr, als Licht von anderen Farben, daher erscheint uns das ganze übrige Himmelsgewölbe blau.
Das Blau, welches so durch Reflexion nach allen Seiten in der Luft entsteht, bildet gewissermassen einen blauen Ueberzug vor dem an und für sich dunkeln Himmelsraum. Wie wir gesehen haben, hat die Atmosphäre eine sehr beschränkte Dicke. Steigen wir nach und nach in höhere Regionen, so wird die Atmosphärenschicht über uns nach und nach dünner, der blaue Schleier vor dem schwarzen Himmelsraum also schwächer, das Dunkle scheint mehr durch, das Himmelsgewölbe ist noch blau, aber dunkelblau.
Und würden wir einen so hohen Berg haben, als die Atmosphäre dick ist, so wären dort die Erscheinungen wie auf dem Monde: Am schwarzen Himmel glänzten weisse Sterne, selbst Mittags um 12 Uhr.
Der gleiche helle, blaue Schleier hindert uns die Sterne Tags zu sehen, ist jedoch nicht stark genug, das Mondlicht ganz zu vernichten. Vielen von Ihnen wird es schon aufgefallen sein, wie die Helligkeit des Mondes und der Sterne Funkeln mit unserer Erhebung über dem Meere zunimmt, und wie hell, aber bleich-weiss der Mond am Tage, von solchen Höhen aus gesehen, am Himmel steht-Wenn bei uns im Tiefland Nachts der Mond hell Icheint, wird die Atmosphäre dadurch so stark erleuchtet, dass der Nachthimmel ganz deutlich blaue Farbe annimmt, und die Sterne kaum mehr sichtbar sind; auf den hohen Bergen hingegen können wir neben dem bTellsten Mondschein die anderen Sterne doch deutlich sehen, obwohl immerhin nicht so hell, wie wenn der Mond nicht am. Himmel steht. Die Aenderung dieser Erscheinungen nach den Regionen ist wiederum eine Folge davon, dass die erleuchtete Atmosphärenschicht über dem Beobachter mit dessen Erhebung an Dicke abnimmt.
Nach diesem allem ist zu erwarten, dass man von ganz hohen Bergen wenigstens die hellsten Sterne auch des Tages sehen könne; es scheinen aber dazu die Erhebungen unserer Berge doch noch nicht bedeutend genug zu sein; so dass es wohl nur ausnahmsweise günstigen Feuchtigkeits-, Temperatur- und Windverhältnissen zu verdanken ist, wenn schon Sterne am Tage gesehen worden sind. Die Führer, welche Saussure am Mont-Blanc bei sich hatte, sollen einmal so glücklich gewesen sein. Eben so behaupten unsere eifrigen Clubgenossen von Wald,
mehr als den halben Tag lang, bis Mittags 3 Uhr, einen Stern beständig gesehen zu haben, als sie mit Clubgenossen von Glarus auf dem Vorab waren. Es ist sonderbar, dass sich dagegen bis jetzt, meines Wissens, nirgends in den Alpen auch nur etwas Sagenhaftes darüber gefunden hat. Humboldt konnte diese Erscheinung nie bemerken, obschon er auf noch viel höheren Punkten gewesen ist, als sie unsere Gebirge bieten.
Aus dem gleichen Grunde, aus welchem der Himmel auf hohen Bergen dunkelblau bis schwarz erscheint, erscheint er im Tieflande im Zenith dunkler als am Horizont. In der Richtung gegen den Horizont hin haben wir eine etwa 35 mal so dicke Luftschicht vor uns, als in der Richtung des Zenithes. Am Horizont ist der Luftschleier so dick, dass der Himmel weisslich wird.
Berge werden blau, aus der Ferne gesehen; denn jetzt ist zwischen den dunkeln fernen Bergen und uns auch ein beträchtlich dicker Luftschleier, dick genug, seine blaue Farbe vor den dunkeln Bergwänden als Hintergrund gerade so geltend zu machen, wie dieses vor dem dunkeln Himmelsraume geschieht. Je dicker dieser Schleier, je entfernter also die Berge, desto mehr nähert sich ihre Farbe derjenigen des Himmels am Horizonte; und das gibt uns den Massstab für ihre Entfernung. Wenn wir eine recht grosse Ferne bezeichnen wollen, sagen wir « In blauer Ferne. » Natürlich kann in höheren Regionen diese Bläuung der Berge nicht so stark sein, wie in tieferen. Darum fehlt uns dort oft der Massstab für ihre Entfernung, und wir täuschen uns gar leicht, indem uns alle Entfernungen kleiner erscheinen als sie sind. Bei hellem Wetter hält es vom Kistenpasse ( 2590 M. ) aus sehr schwer zu erkennen, dass der Tödi weit hinter dem Selbsanft liegt. Er zeigt wie dieser kaum eine Spur bläulicher Färbung an den Felsen, und so scheint es, als wäre er demselben aufgesetzt, während seine Entfernung genau die doppelte ist.
Von der Aeuliwiese aus, obgleich diese eher noch etwas näher am Tödi ist, als der Kisten, zeigt ersterer schon stark die atmosphärische Färbung.
Alle Gegenstände auf der Erde empfangen das blaue, reflectirte Licht vom ganzen blauen Himmelsgewölbe und das orangefarbene, durchgelassene Licht bei direkter Beleuchtung durch die Sonne; Blau und Orange heben sich aber zusammen fast genau zu Weiss auf ( sind Ergänzungs-farben ), also erscheinen uns die Gegenstände nicht etwa wie durch ein gefärbtes Glas, sondern in ihrer wirklichen Farbe. Wenn das durchfallende Licht vorherrscht, wenn also der Körper sehr scharf von der Sonne beleuchtet ist, so erscheint er mehr gelb. Das wissen die Maier am besten: direkt beleuchtete Gegenstände färben sie immer mehr gelb, als sie sonst sind. Herrscht das reflectirte Licht vor, ist ein Körper z.B. ganz vom direkten Sonnenlicht frei, d.h. im Schatten, so wird er mehr bläulich erscheinen. Die Grosse dieses Farbenunterschiedes muss bei starker Erhebung abnehmen, während die Schatten ( durch die Schwächung des reflectirten Lichtes ) dunkler werden, die Helligkeit der beleuchteten Stellen aber so wie ihre Farbenreinheit sich steigert. Der Schnee z.B. wird blendender. Im Tieflande ist zwischen Schatten und Licht ein starker Farbenunterschied. Mit grösser Erhebung über der Tiefe nimmt dieser ab, während der Unterschied in der Helligkeit beiderseits zunimmt.
Die Atmosphäre schwächt überhaupt die Sonnenstrahlen ( und auch die Strahlen anderer Gestirne ). Unsere Haut und unsere Augen, für tiefere Regionen geschaffen, ertragen die ungeschwächteri Sonnenstrahlen höherer Regionen nicht. Wie viel die Schwächung der Strahlen durch die Atmosphäre an Helligkeit und Wärme beträgt, ist noch nicht genau ermittelt.
Die wenigen vorhandenen Versuche stimmen ziemlich schlecht.
Wenn wir von einem hohen Berge selbst um Mittag ins Flachland oder auf die Vorgebirge hinschauen, so zeigen sie sich uns alle in einem herrlichen, violetten Farbentone. Ich habe dieses einmal in der Tödigruppe in einer Höhe von nur 3200 M. ganz ausgezeichnet schön gesehen. Es war allerdings bei Wetter, das nichts zu wünschen übrig liess. Gewöhnlich gehört sonst mindestens diese Höhe dazu, um diesen violetten Duft deutlich bemerkbar zu machen; ich berufe mich indess auf Ihre eigene Erfahrung. In diesem Falle mischt sich das reflectirte und das durchgelassene Licht und gelangt so gemischt in unser Auge. Mischen wir aber das durchgelassene, meist rothe bis orangenrothe Licht mit dem blauen reflectirten, so sollten wir wieder weiss, das ursprüngliche Sonnenlicht, erhalten, wenn die Luft nicht ein klein wenig Gelbes absorbiren, in sich völlig aufnehmen würde. Wir erhalten also Weiss, weniger das wenige Gelb und das ist richtig Violet, denn dieses Violet ergänzt sich mit dem absor-birten Gelb zu Weiss. Hat es auf anderen Planeten Wesen mit Augen wie wir, so werden sie die Erde, nicht, wie wir den Mond, der eben keine Lufthülle hat, weiss erblicken, sondern violet, gleich wie wir den Mars röthlich bis violet erblicken. Vom Monde aus gesehen stellte sich die Erde einem Menschenauge als eine glänzende, violette Scheibe von etwa 13'/2 mal grösserer Fläche, als wir den Mond sehen, dar.
Auf der Erde tritt nach dem Tage nicht plötzlich finstere Nacht ein; wir haben dazwischen die sogenannte Dämmerung, wiederum eine reine Wirkung der Lufthülle. Weil die Luft nach oben zu immer dünner wird, stellt sie unendlich viele verschieden dichte Schichten dar. Die Dämmerung wird dadurch bewirkt, dass die höheren Luftschichten von der Sonne noch Lichtstrahlen erhalten, während die unteren schon im Schatten der Erde sind.
Die oberen reflektiren nun den unteren dieses Licht theilweise zu. Wenn die Sonne 6V2 Grad unter dem Horizonte steht, so hört die sogenannte bürgerliche Dämmerung auf, weil es dann zu dunkel ist, um lesen zu können. Die Dämmerung wird aber unter verschiedenen Breiten und zu verschiedenen Jahreszeiten ungleich lange dauern, je nachdem die Sonne schiefer oder senkrechter zum Horizont untergeht. Geht sie senkrecht zum Horizont unter, wie dieses am Aequator der Fall ist, so wird sie am schnellsten die Tiefe von 6V2 Grad erreicht haben. Im Winter, wo sie schiefer untergeht als im Sommer, ist die Dauer der Dämmerung auch grösser; sie ist eben die Zeit, welche die Sonne braucht, bis sie 6y2 Grad unter dem Horizonte steht. Während des Eintrittes der Dämmerung sieht man, wie es Ihnen allen bekannt ist, die Gegenstände durch ein Fernrohr, seltener schon von Auge, in zitternder Bewegung. Die Luft über der Gegend ist durch die Erde während des Tages ungleich erwärmt und ungleich mit Wasser gesättigt worden, wodurch sie an verschiedenen Stellen verschiedene Lichtbrechungsvermögen erhalten hat. Das hört mit Sonnenuntergang auf. Es findet nun eine Ausgleichung der verschiedenen Luftpartien durch wallende, schwankende Bewegung statt und das ist die Ursache des Zitterns. Es ist ganz das Gleiche, wie das Zittern und Wallen der Luft, das Sie schon oft über heissen Kohlen, einer heissen Metallplatte etc. gesehen, nur haben wir es mit weniger starken Hitzeunterschieden, dafür aber mit grösseren Luftmassen zu thun. Im letzten August fand ich eines Morgens früh das Tritthorn ( St. Gotthard 3002 M., Blauberg der Dufourkarte ) mit frischem Schnee bedeckt. Während nun die Morgensonne denselben schmolz, gerieth die Luft an Lichterscheinungen.525
der Oberfläche des Berges in so starkes Schwanken, dass für einige Zeit das Zeichnen sogar von freiem Auge da-* durch erschwert wurde.
Die Strahlen, welche die Sonne, wenn sie tief am Horizonte steht, zu uns und an die Alpen gegenüber sendet, haben einen sehr langen Weg durch die Atmosphäre zurückzulegen, er ist wohl 35 mal länger, als wenn die Sonne im Zenithe steht. Dadurch wird nun nothwendig die Lichtfarbe diejenige des durchfallenden Lichtes; dieses, sehr vorherrschend, wird nun eben lange nicht mehr ganz vom reflectirten Lichte, das ohnehin in der Nähe des Horizontes in 's Weissliche übergeht, neutralisirt — wir haben die Erscheinung der Abendbeleuchtung, des Abend- roths* ). Der Sonnenball ist während seiner Annäherung an den Horizont gelb, und zuletzt dunkelgluthroth geworden, ebenso sind alle Körper, welche vom direkten Sonnenlicht beleuchtet werden, röthlich. Wie die Sonne hat natürlich auch der Mond in der Nähe des Horizontes ( bei Auf- und Niedergang ) eine tief gelbe Farbe; sie kann sich bis in das vollkommenste Orange steigern. Vor allem herrlich verklärt der Abend unsere lieben Berge. Die Theile, die im Schatten liegen, erhalten immer nur reflectirtes Licht, sind also blau, und dieses Blau erscheint durch sogenannte Contrastwirkung um so stärker, je mehr die rothe Färbung an den direkt beleuchteten Stellen zunimmt. Am herrlichsten ist dieses zu beobachten an stark zerrissenen Berggehängen und Felswänden; von Zürich aus ganz ausgezeichnet an der Glärnisch -Rüchen- Wand. Da wechselt das glänzendste Roth an den vorstehenden Gräten
* ) Noch andere Faktoren, deren Entwicklung hier zu weit führen würde, wirken mit. So namentlich Beugung ( Diffraction ). Einige Physiker leiten das Abendroth nur aus Beugung des Lichtes an den Staubtheilen der Luft ab.
mit dem reinsten Himmelblau in schattigen Klüften und Spalten.
Wenn die Zenithdistanz der Sonne etwa 850 beträgt* ), so ist der Weg der Sonnenstrahlen durch die Luft hinlänglich angewachsen, um dem freien Auge den Ueberschuss des durchgelassenen rothen Lichtes wahrnehmbar zu machen, die Berge beginnen sich leicht zu rothen. Ist die Zenithdistanz der Sonne etwa 88° geworden, so beginnen die Alpen zu glühen, und das Glühen nimmt zu, bis die Zenithdistanz auf 91° gestiegen ist. Jetzt hebt sich die stärkste Gluth majestätisch an den Bergen empor, während in den tieferen Regionen der Erdschatten, die sogenannte Gegendämmerung, sich ablöst. Es zeigt sich nämlich dort eine Grenze zwischen den Theilen 4n der Tiefe, wo nur noch reflectirtes ( Dämmer- ) Licht hinkommt, für welche also die Sonne schon untergegangen ist, und den Theilen mehr in der Höhe, die noch von direktem Sonnenlicht geröthet sind. Die Grenze ist mehr oder weniger scharf und leicht bogenförmig. Die Stärke der Krümmung hängt theils von der Rundung der Erde, theils von der Stellung des Beobachters ab. Im Erdschatten ist Alles in kaltblauer Färbung, zunächst über der Grenze violet, dann roth und orange. In diesem Augenblick herrscht die höchste Farbenpracht. Besonders herrlich wirkt sie auf unser Auge, wenn wir den Kopf möglichst stark seitwärts, jedenfalls mehr als in horizontale Lage, neigen. Dann heben sich auch die Entfernungen unvergleichlich deutlicher von einander ab; namentlich hört die Täuschung, dass das Himmelsgewölbe auf den fernen Bergen aufruhe, ganz auf. Diese Wirkungen sind wohl rein physiologischer Natur. Ich empfehle das Mittel bestens.
* ) Vergleiche R. Wolf „ Ueber das Alpenglühn ", Bericht der naturforschenden Gesellschaft in Bern 1853.
Immer mehr steigt der Erdschatten, und die Gluth muss ihm weichen. Jetzt erkennen wir klar, welche Berge die höchsten sind: sie sind noch am längsten im rothen Licht. Noch glüht der höchste allein — und erlischt. Sobald die Schneefelder und Gletscher in den Erdschatten treten, erscheinen sie todt und kalt, weiss oder bläulich. Die Grenze des Erdschattens steht jetzt über der Bergkette; sie wird allmälig verwischter, und der Himmel über ihr nimmt einen violetten bis gräulichen Ton an; drunten tiefes Blau. « Noch etwas später, bei etwa 940 Zenithdistanz, also etwa 3/4 Stunden nach Sonnenuntergang, rothen sich die Alpen meistens wieder ganz leicht, manchmal jedoch, wenn der Abendhimmel gehörig nachhilft, noch recht kräftig, so dass man gewissermassen ein Nachglühen sieht. Dieses Nachglühen ist wohl durch von der Atmosphäre aus roth reflectirte, rothe Strahlen zu erklären. » Das ist nun Spiegelreflexion. Diese verändert die Lichtfarbe nicht, wie es die diffuse Reflexion thut, sie bringt uns also nicht nur blaues Licht, sondern auch rothes, wenn rothes auf die spiegelnde Schicht fällt. Körper spiegeln um so stärker, je schiefer das Licht auf sie auffällt. Blicken wir z.B. senkrecht oder wenig schief auf eine ruhige Wasserfläche hinab, so sehen wir die Steine und Wasserpflänzchen am Grunde ganz schön; blicken wir stark schief darauf, so sehen wir diese nicht mehr, sondern das Spiegelbild der Landschaft. Ganz so hat es auch die Luft. Kommen Sonnenstrahlen, die von langem Wege durch die Luft geröthet sind, unter recht flachem Winkel* )
* ) Für die Stelle, wo die rothe Färbung des gespiegelten Lichtes ein Maximum ist, seheint dieser Winkel 2° etwa zu betragen und die dieses Licht spiegelnde Schicht ist nach der Rechnung ein unbedeutendes höher, als die Bergspitzen, die die stärkste Färbung erhalten.
gegen eine Luftschicht, so werden sie von dieser unter dem gleichen flachen Winkel nach der anderen Seite als orangerothe Strahlen in die unteren Schichten gespiegelt, und zwar offenbar dahin, wo sonst nur reflectirtes Licht hinkommt. Sie mischen sich also mit diesem, und sind sie stark genug, so rothen sich die Berge, die sie treffen zum zweiten Male. Die Farbe dieses Nachglühens ist mehr purpurroth, weil das reflectirte Licht den gelbrothen Theil neutralisirt hat. Da immer noch ein Theil der Helligkeit, die auf die spiegelnde Schicht fällt, durch dieselbe hindurch geht, oder von ihr absorbirt und nicht gespiegelt wird, so ist das Nachglühen immer schwächer als das erste Glühen. Viele nennen diese seltenere, zweite Erscheinung das Alpenglühen; wir wollen lieber die erste,#intensivere und häufigere so nennen und für die zweite den bezeichnenden Namen « Nachglühen » oder « Spiegelglühen » festhalten. Unter verschiedenen Feuchtigkeits- und Temperaturverhältnissen ist die Luft ein Körper von verschiedenen Eigenschaften, der auch je nachdem bald gut, bald schlecht spiegelt und darum ist das Nachglühen nur unter gewissen Umständen auffallend und kräftig. Die tieferen Regionen erreicht es nur selten. Starkes Nachglühen scheint in der Ostschweiz viel seltener vorzukommen, als in den Walliser- und Waadtländeralpen. Sehr oft meint man ein Nachglühen zu beobachten; aber es ist nur dadurch entstanden, dass das erste Alpenglühen dnrch eine dichte Wolkenschicht für kurze Zeit unterbrochen wurde. « Nicht nur der Zustand der Atmosphäre am westlichen Horizonte, sondern namentlich auch die Gestaltung des den Horizont begrenzenden Terrains scheint von grossem Einflüsse auf diese Phänomene zu sein. » Zur Zeit des Nachglühens wird die Färbung des westlichen Himmels intensiver, während die Alpen schon in der eigentlichen Dämmerung verschwunden sind.
Nach und nach erblassen auch die Farben am Abendhimmel. Schon flimmern einige Sterne, und ihre Zahl mehrt sich jede Minute. Nach einiger Zeit ist es sozusagen Nacht; nur im Westen sehen wir noch lange einen auffallend hellen, undeutlich conturirten Kreis-abschnitt, gewöhnlich mit etwas grünlicher Färbung. Wer von Ihnen sollte nicht auf der Rückfahrt vom Berge an einem schönen Abend noch lange nach diesem letzten Schein des Tages in herrlicher Erinnerung geblickt haben, und wem hat er nie am Morgen, wo er dann die erste Erscheinung in der langen, schönen Reihe ist, er, der erste Strahl des Tages, die Reiselust mächtig wach und die Beine stark und steiglustig vor freudiger Erwartung gemacht? Am Abend die letzten, am Morgen die ersten Sonnenstrahlen, die noch von den obersten Luftschichten zu uns in die unteren ( diffus ) reflectirt werden, sind es, die ihn bilden. Immer mehr sinkt er unter den Horizont, und im Augenblicke, wo er verschwindet, ist für unseren Standpunkt die sogenannte astronomische Dämmerung zu Ende, d.h. jetzt gelangen gar keine Lichtstrahlen, auch keine reflectirten mehr, zu uns; jetzt erst haben wir vollkommen Nacht. Mit ihm scheidet der müde und mit ihm ersteht der junge, frische Tag. Durch Zeitbeobachtung und Rechnung ergiebt sich, dass die Sonne in diesem Momente die Zenithdistanz von 108° hat, also 18° unter den Horizont gesunken ist. Aus dieser Zahl lässt sich nun mit Hülfe einer ganz einfachen Rechnung die Dicke der Atmosphäre, oder genauer ausgedrückt: die Höhe der letzten Atmosphärenschicht, die noch im Stande ist, Licht zurückzuwerfen, es wird nicht die alleroberste sein, finden* ).
* ) Ist r der Radius der Erde und h die gesuchte Höhe,
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Sie beträgt, wie wir schon erwähnt, 10 bis 12 Meilen. Aus der Berechnung der barometrischen Formeln ergibt sich für den Barometerstand0 ebenfalls eine Dicke der Atmosphäre von ungefähr 11 Meilen.
Am Morgen sind die Dämmerungserscheinungen genau die gleichen wie am Abend, aber umgekehrt und wegen anderen Temperatur- und FeuchtigkeitsVerhältnissen von weniger intensiven Farben. Unser erster Schein breitet sich weit am Himmel aus; die Sterne verschwinden nach und nach; es wird ganz hell; schon sehen wir, wo die Sonne aufgehen will. Der Erdschatten sinkt im Westen immer tiefer hinunter an den Horizont; die höchsten Berge in jener Richtung kommen zuerst mit den Spitzen über denselben in die violette bis rothe Luftmasse und werden zuerst von den Sonnenstrahlen verklärt. Die Gluth sinkt an den Bergen herunter, nun geht auch für uns die Sonne auf — ein feuriger, strahlenloser Gluthball, wie am Abend vorher sie untergegangen ist, es ist Tag, die Färbung erblasst.
Wenn wir nun wiederum auf hohe Berge steigen, so nimmt die Zahl der noch über uns stehenden Luftschichten ab; damit muss auch die Dauer der Dämmerung abnehmen, weil sie eben abhängt von der Höhe und Menge der re-flectirenden oberen Luftschichten über dem Beobachter. So ist es in der Tliat. Schon in einer Höhe von 2000 Meter ist die Dämmerung merklich kürzer als in den Städten drunten, sonst gleiche Umstände vorausgesetzt. « Man ist gewohnt anzunehmen * ), die höchsten Alpengipfel haben viel längere Tage und kürzere Nächte als das Thal, und liegen nur einige Stunden zwischen Abend und Morgen in unbestimmter, dämmernder Nacht. Allein, diese An-
* ) Tschudi, Thierleben der Alpenwelt »
nähme ist unrichtig; es verhält sich damit gerade umgekehrt. Hier oben ( wir sprechen von Höhen über 1000O'über Meer ) bemerken wir weder ein Morgen-, noch ein Abendroth. Es ist heller, klarer Tag, so lange die Sonne am Himmel steht. Sinkt aber der grosse, dunkelglühende Ball hinter den Horizont, so erlischt fast mit einem Male dem Auge die Welt, und binnen wenigen Minuten ist es tiefe Nacht, wenn die Dunkelheit nicht durch Mondlicht gemildert wird. Ebenso plötzlich wird es Tag. Ohne jenes prachtvolle Glühen der Berggipfel, das den Sonnenaufgang auf den unteren Bergen zu einem so majestätischen Schauspiele macht»«taucht die dunkelrothe Feuerkugel fast gespensterhaft aus den undeutlichen Conturen der fernen östlichen Gebirgszüge auf, ohne dass man in den ersten Augenblicken sagen könnte, dass sie viel Licht in das unermessliche Naturbild bringe. Nun fühlt man, ohne es genau zu sehen, ein augenblickliches, minutenlanges Ringen zwischen Licht und Dunkel, ein unaussprechliches " Wallen und Weben, und mit einem Male ist es Tagaber wunderbarer Weise scheint es, als ob die näheren Thäler und dann das ferne Tiefland früher hell seien und als steige der Tag von ihnen herauf in die Hochgebirge ».
Den Wechsel von Tag und Nacht auf solchen Höhen zu beobachten, ist leider eine sehr schwierige Sache. Die wenigen Angaben, die darüber vorhanden sind, widersprechen sich in einzelnen Dingen. Dass dieser Wechsel ein sehr schneller ist, wie sich erwarten lässt, ist eine Thatsache. Könnten wir ganz ausser die Atmosphäre treten, so würden wir sehen, dass dort die Dämmerung ganz fehltsie rührt ja her von, der Atmosphäre über dem Beobachter, nun ist dort keine solche mehr. Der Uebergang von Tag und Nacht muss also dort ein ganz augenblicklicher sein und so ist es denn auch auf dem
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Monde der Fall, überhaupt auf Gestirnen ohne Atmosphäre. Die Dämmerung fehlt da vollkommen. " Wenn Sie mit einem recht guten Fernrohr nach dem Monde blicken, so sehen Sie, dass überall die ganz dunkeln Schatten direkt an die grell beleuchteten Stellen grenzen, dass es also keine Punkte gibt, wo ein Halblicht stattfindet, wie wir es bei Dämmerung haben. Sehr deutlich können Sie dieses beobachten, wenn Sie von den mächtigen Ringgebirgen auf dem Mond in den Schatten und vom Schatten ins Licht treten. Der Mond ist, weil er keine Atmosphäre hat, scharf con-turirt. während andere Gestirne, Avie Mars und Yenus, auch bei den stärksten Vergrösserungen durch ihre erleuchteten Atmosphären an den Conturen verwischt erscheinen.
Jetzt wollen wir uns noch auf eine der höchsten Alpenzinnen versetzen und dort die Lichterscheinungen betrachten. « Saussure bemerkte, dass auf dem Montblanc selbst am hellsten Tage ein gewisses magisches Dunkel herrsche und die Sonne matt, kraftlos, mondlichtartig scheine, und ein unheimlich blasses, leichenartiges Aussehen der Berggipfel wird von anderen Besuchern der höchsten Standpunkte am hohen Mittag wiederholt bezeugt. Die Fernsicht wird dadurch sehr beschränkt. Schon bei 11000'über Meer bemerkt man ein Dunkelwerden und Sich verengen des Gesichtskreises. » Inwiefern hier physiologische Prozesse mitwirken, ist nicht ermittelt. Bei hellem Mondlicht sollen alle Umrisse fast eben so deutlich wie beim Sonnenlichte hervortreten und in solchen Nächten soll man oft sogar weiter und klarer als bei Tage sehen.
Wir können uns wohl vorstellen, dass der Eindruck dieser Welt auf den Menschen nicht allein ein heller, freudiger sein kann. ( Wir sprechen von Höhen wenigstens über 3800 M. ). Ueber uns ein ganz dunkler, fast schwarzer ( ganz reine Luft vorausgesetzt ), nicht mehr freundlich blauer Himmel, daran, weiss blendend, ohne merklichen Ton ins Gelbe und ohne stark sichtbare Strahlen* ) die Sonne und vielleicht noch der Mond;
unter unseren Füssen der glänzende, blendende Schnee, dessen kaltes Weiss durch atmosphärische Färbung nicht gewärmt oder gemildert wird, darauf, seltsam schwarz, unser eigener Schatten, und nun zwischen uns und den tiefen, heimatlichen Thälern der Schleier der beleuchteten Atmosphäre, der uns die Conturen undeutlich macht und die Welt zu unseren Füssen in violetten bis schwärzlichen Tinten verschwimmen lässt. Benachbarte Gipfel, die bis in unsere Höhe oder noch höher hinauf reichen, sind kalt weiss, und sind es dunkle Felswände, die uns die Schattenseite zukehren, so trennen sie sich kaum vom schwarzen Himmel. Wir sind nicht mehr auf der Erdoberfläche; wir sind einen Ruck weit hinausgestiegen in den unendlichen Himmelsraum zwischen den Sternen, hinauf über den dichtesten Theil der dünnen Atmosphärenschicht, an die das alltägliche Leben gebunden ist; wir bemerken tief unter uns, am verwischten Flachlande die kugelförmige Wölbung der Erde ( Depression des Horizontes ). Dies alles ist es was in Verbindung mit unserer aufgeregten Gemüthsstimmung und dem Zustande unseres Körpers es uns deutlich fühlen lässt: Mensch, du hast einen seltenen, kühnen Gang gethan; aber deine Wohnstätte ist nicht hier oben; du musst wieder zur Erde zurück!
Man muss es einmal wagen und hinaufsteigen auf einen solchen Gipfel, um selbst sehen und ahnen zu können, wie es wohl zwischen den Sternen aussehen mag. Das dürfen wir wohl, wogt ja doch in der Brust eines jeden Menschen der Trieb, seine heimatbliche Erde allerorts
* ) Strahlen sind Linien stark beleuchteter Atmosphäre. Je dichter diese ist, je deutlicher die Strahlen.
kennen zu lernen, wenn er ihn nicht in den engen Gassen einer Stadt, oder durch nichtige Sorgen gewaltsam erstickt hat.
Noch einer Erscheinung, die sich zur Stunde noch nicht mit Sicherheit in die schon besprochenen einreihen lässt, sondern bis jetzt noch der wissenschaftlichen Erklärung ermangelt, weil sie noch nicht in allen Richtungen genugsam beobachtet worden ist, wollen wir auf unseren Alpenfahrten besondere Aufmerksamkeit schenken. Wenn wir von einem Gipfel der Central- oder Ostalpen ( Titlis, Tritthorn, Tödi ) die Walliseralpen sehen, so fällt jedem sogleich auf, dass diese Hörner einen ziemlich stark schmutziggelben bis röthlichen und meist trüben Farbenton zeigen, durch den sie sich sehr auffallend abheben, besonders wenn sie über näheren, rein weissen Schneegräten ihre Häupter zeigen. ( Das Walliser-Weisshorn erscheint vom Tritthorn intensiv gelbröthlich hinter dem reinweissen Griesgletscher u. s. w. ) Während am frühen Morgen die Gluth der ersten Sonnenstrahlen auf den höchsten Gipfeln schwindet, und die Schneegipfel ringsum nach und nach das reinste Weiss annehmen, geht die rothe Färbung bei den Walliseralpen nach und nach in 's Gelbe. Etwa4 Stunden, nachdem die Sonne jenen Schneekämmen aufgegangen ist, haben sie ihre eigenthümliche Farbe angenommen und diese bleibt sich nun den ganzen Tag gleich. Die Stellung der Sonne scheint also ohne leicht merklichen Einfluss zu sein. Ich hatte im Sommer 1868, in der zweiten Hälfte August Gelegenheit, während 8 Tagen bei den verschiedensten Witterungsverhältnissen vom Tritthorn diese Färbung zu beobachten^ und da zeigte sich 's, dass die Witterung gar keinen Einfluss geübt hat: Bei Föhnsturm, bei Nordwind, bei allgemein bewölktem Himmel, bei herumstreichenden Nebeln, unter Regenschauern, wie bei ganz klarer Luft, wenn immer und zu welcher Tageszeit eines jener Walliserhörner sich zeigte, so war es in der stets gleichen röthlichgelben Färbung.
Dass dies allgemein und Jahr aus, Jahr ein so sei, darf indessen aus blos acht Beobachtungstagen ( auf zwei Wochen vertheilt ) von einem Punkte aus noch nicht geschlossen werden. Die etwas näher gelegenen Gräte ( Ofenhorn etc. ) zeigten dem Auge keine Annäherung an diese Färbung, und die Walliseralpen waren die einzigen, an denen sie beobachtet werden konnte. Daraus schloss ich damals, dass die Entfernung keinen, oder nur sehr geringen Einfluss auf die Erscheinung habe und dass sie jener Gipfelgruppe eigenthümlich sei.
Auf meine Bitte theilte mir Herr Reg.Statth. G. Studer in Bern seine eigenen Beobachtungen über diesen Punkt mit und machte mich aufmerksam, dass in den « Berg- und Gletscherfahrten » an zwei Stellen Herr J. J. Weilenmann diese Erscheinung erwähnt. ( Monte Rosa und Petersgrat ). Weitere Erkundigungen einzuziehen war mir leider nicht mehr möglich.
Ich habe nun die mitgetheilten und die eigenen Beobachtungen von zusammen einundzwanzig verschiedenen Standpunkten tabellarisch zusammengestellt und da zeigte sich mit grosser Wahrscheinlichkeit, dass die Erscheinung eine viel allgemeinere ist und folgendermassen mit den Umständen zusammenhängt:
1Der Beobachter muss einen hohen Standpunkt haben, von Höhen unter 2000 M. ist meines Wissens die Erscheinung noch nie beobachtet worden. Je höher der Standpunkt, desto deutlicher tritt sie auf.
2 ) Die betreffende Färbung ist nur an hohen Gipfeln zu sehen, an solchen, die weit in die Schneeregion hineinragen und schneebedeckt sind. An Felswänden ist sie natürlich nur undeutlich zu sehen, je grösser aber der Schneekomplex, desto deutlicher, obschon sie kaum durch letzteren bedingt wird.
3 ) In südlicher und südwestlicher Richtung muss ein Gipfel über 17 Schweizerstunden von einem Beobachter, der 2000 bis 3000 M. hoch steht, entfernt sein; in ganz westlicher Richtung aber muss die Entfernung mehr als 21, in nordwest-westlicher noch mehr betragen, damit die gelbliche Farbe erkennbar wird. An Punkten in östlicher und an Punkten in nördlicher Richtung vom Beobachter ist sie, so viel ich weiss, noch nie bemerkt worden.
Aus den mir vorliegenden Notizen liess sich namentlich die Entfernungsbedingung in südlicher Richtung ( 17 Stunden ) mit grösser Sicherheit bestimmen. Bei nur 16 Stunden Entfernung ist keine Spur von der Färbung Bemerkbar, bei 18 Stunden ist sie schon ganz auffallend. Steht man in einer Höhe von über 4000 M., so ist sie an ähnlich hohen Gipfeln in westlicher Richtung unter Umständen schon in 16 Stunden Entfernung bemerkbar ( Mont Blanc vom Monte Rosa ).
4 ) Es scheint, als gehe diese Farbe mit wachsender Entfernung vom schwach Röthlichgelben sehr allmälig ins Gelbrothe über, jedenfalls wächst sie an Intensität mit der Entfernung.
Diese vier Punkte treffen bei den 21 Daten zu. Ob sie allgemein gültig sind, weiss ich nicht. Ich wage nicht Gedanken zu einer Erklärung auszusprechen. Zu einer wirklichen Erklärung können erst zahlreiche Einzelbeobachtungen führen.
" Wird ein hoher Gipfel erstiegen, so soll man sich recht oft rings umsehen, ob irgend wo diese Erscheinung zu entdecken ist. Sieht man nun einen fernen Gipfel entschieden in dieser eigenthümlichen, von anderen verschiedenen Färbung, so wird dessen Name aufnotirt und dabei die Höhe, von welcher er zuerst so gesehen worden ist, und die Tageszeit.
Beginnen bei stärkerer Erhebung andere Gipfel auch unzweifelhaft jene Farbe anzunehmen, so werden wieder ihre Namen und die entsprechende Stellung des Ersteigers dazu angegeben, ebenso wird auf dem Gipfel Rundschau gehalten. Es ist gut, wenn die gemachten Bemerkungen beim Heruntersteigen wieder mit der Wirklichkeit verglichen und allfällige Abweichungen aufnotirt werden.
Wie würde es mich freuen, wenn mir nach einem Jahre solche Aufzeichnungen aus allen Gebieten der Alpen zugekommen wären. Besonders werthvoll wären solche aus den Grauen-, Cottischen-, See- und namentlich den östreichischen Alpen. Mag unser Bruder, der östreichische Alpenverein, der Sache auch seine Aufmerksamkeit zuwenden!
Wir haben nun gesehen, dass und warum der Himmel auf Bergen dunkler blau als im Thale ist, dass die Schatten blauer, die beleuchteten Stellen gelber sind, dass das weite Land von den Bergen herunter violet erscheint u. s. w.; dann haben wir die Dämmerungserscheinungen ins Auge gefasst und bei allen unseren Betrachtungen gefunden, wie sehr in jeder Beziehung unsere lieben, hohen Alpengipfel in ihren Erscheinungen ein Bindeglied zwischen Himmel und Erde sind.
In den Angaben über die Lichterscheinungen auf den hohen Gipfeln herrschen vielfache Unsicherheiten und es ist hier noch sehr vieles zu beobachten, bis die Sache ganz im Klaren ist. Wir erlauben uns darum, Sie, werthe Clubgenossen, zu bitten, auf Ihren kühnen Fahrten in diese höchsten Regionen diesen äusserst schönen Erscheinungen Ihre Aufmerksamkeit zuzuwenden. Sie werden so nicht nur nach und nach der Wissenschaft ein sehr verdankens- werthes Material liefern, sondern Sie werden selbst durch solche leichte Beobachtungen sich den Genuss einer Reise um ein Bedeutendes erhöhen.
Wer es nicht glaubt, der frage die Vielen, die es versucht haben. Jeder schöne Eindruck prägt sich dem Gedächtniss unvergleichlich tiefer ein, wenn man ihn mit beobachtendem Verstande empfunden hat, als ohne weitere Ueberlegung und Absicht.
Einige ganz interessante Erscheinungen, die ich allen Touristen in hohen Regionen zur Beobachtung empfehlen möchte, gehören nicht zu den Lichterscheinungen der Atmosphäre, rühren aber auch her von der Abnahme der Dichtigkeit der Luft nach oben hin; ich erlaube mir, dieselben als Anhang noch zu erwähnen — es sind dies die Schallverhältnisse.
Das Mittel, welches hauptsächlich die schwingende Bewegung, die wir Schall nennen, vom Orte seiner Entstehung aus an andere Orte trägt, ist die Luft. Es geht das theilweise schon aus dem grossen Einflüsse hervor, den der Wind, der ja nur eine fliessende Bewegung der Luft, ein Luftstrom ist, auf das Hörbar- oder nicht Hör-barsein eines fernen Tones hat. Sogar über Bergzüge hinweg kann er uns das Glockengeläute ferner Dörfer zutragen, während es bei Windstille aus jener Entfernung nicht hörbar ist.
Je dichter die Luft ist, desto leichter, je dünner, desto schwieriger und unvollständiger nimmt sie einen Schall auf und überträgt ihn von einem Ort zum anderen, z.B. von einem Sprechenden zum Angesprochenen. Es folgt unmittelbar hieraus, dass wir in der dünneren Luft, wie sie auf hohen Bergen ist, lauter mit einander sprechen müssen um einander doch zu verstehen, als dieses in der dichteren Luft tieferer Regionen der Fall ist.
Dieser Unterschied wird auf unseren höchsten Alpengipfeln schon recht deutlich fühlbar. Im leeren Raum pflanzt sich der Schall gar nicht fort. Eine Glocke, die in einem mittelst einer Luftpumpe luftleer gemachten Raume schwingt, hören wir kaum; das Gleiche muss natürlich auch im leeren Himmelsraume oder auf dem Monde stattfinden. Ein Organ wie unsere Ohren kann nur in einer Atmosphäre oder einer Flüssigkeit seine Dienste leisten.
Vom Gipfel der grossen Mythe bei Schwyz vernimmt man bei stiller Luft, besonders Morgens und Abends nicht nur die kräftigen Töne aus der Tiefe, wie das schöne Glockengeläute der Dörfer ringsum ( namentlich von Schwyz ), sondern jedes Hündchen, das in Schwyz bellt, jedes Knarren der Räder eines Wagens; ein dumpfes Summen, hie und da von helleren Tönen unterbrochen, wohl die Summe aller unbestimmten Geräusche drunten, hört vom frühen Morgen bis zum späten Abend nie auf. Ein freistehender, hoch aus der umgebenden Landschaft herausragender Gipfel wie die Mythe* ) zeigt solche Erscheinungen am schönsten. Die Herdenglocken von den tiefen Alpen ringsum, am Morgen und Abend das Jodeln und Jauchzen der Sennen, die Kirchenglocken dazwischen; Alles tönt melodisch und hell bis hinauf auf diesen herrlichen, morgenrothen Felsenthron der Freiheit.
Ein Pistolenschuss, auf dem Gipfel abgefeuert, tönt kurz und nur wie ein Peitschenknall. Ein Schuss muss schon recht stark sein, soll er unten gehört werden, und die stärkste menschliche Stimme kann sich nur mit einer Anstrengung, die das Gesicht dunkelroth färbt, dem Lau-
* ) Der Name ist wahrscheinlich von einem Stamme „ Mi ", der sich noch im Sanskrit unverändert findet und „ hervor - ragend " bedeutet, abgeleitet.
scher drunten vor dem Gasthause des Herrn Joseph Nauer in Rickenbach bemerkbar machen.
Auf dem Calanda bei Chur hört man deutlich das Geläute der Kirchenglocken, das Schlagen der Uhren, alle Akkorde der Militärmusik, Signale u. s. w. von dem Exerzierplatze und jenseits das Brausen der Tamina im Vättiserthale.
Reisende berichten, dass sie z.B. auf der Hohgant ( 2199 ) und auf dem Schybengütsch ( 2040 ) im Entlibuch in einer Entfernung von 6 Stunden deutlich die donnernden Gletscherbrüche an der Jungfrau hörten, die man in ihrer nächsten Nähe, im Lauterbrunnerthal, nicht vernimmt.
Ganz gleiche Verhältnisse sind von sehr vielen anderen hohen Punkten, z.B. vom Vorderglärnisch beobachtet wor- den .Die Thatsache, dass Töne von unten herauf sich ungeschwächter fortpflanzen, als von oben herab, ist schon zwischen Zürich und dem Uetliberg, wenn auch nicht auf- fallend, doch bemerkbar. Die Stärke des Schalles nimmt immer ab mit der Entfernung, die er durchlaufen hat. Erregen wir einen Schall auf einem hohen Berge, so wird er von der dünnen Luft nur unvollkommen und schwach aufgenommen, ist folglich schon am Anfange seiner Reise in die Tiefe schwach. Das ist nicht der Fall bei einem Schall, der von unten herauf kommt; dieser wird von der dichten Luft dem erregenden Instrumente ( menschliche Kehle, Pistole etc. ) in voller Kraft abgenommen, tritt seine Reisen durch die gleichen Luftschichten wie der erstere ( nur in umgekehrter Reihenfolge ) viel kräftiger an und wird demnach eben so viel stärker oben anlangen.
An Felsen in den Alpen hat man auch öfter Gelegenheit zu hören, dass ein Echo stärker ist als der ursprüngliche Ton. Wer den Mythengipfel besteigt, der versäume nicht einen Pistolenschuss gegen die Wand der kleinen Mythe abfeuern zu lassen.
Da ist die Erscheinung in hohem Grade auffallend. Wenn der Donner im Gebirge mächtiger kracht als im Flachland, so ist das meistens eine Folge davon, dass sich Echo von verschiedenen Seiten her gegenseitig verstärken; der Donnerschlag ist im Gebirge übrigens auch oft ganz kurz und hell, oft nur wie ein Schlag mit dem Hammer an die Felswand* ). Ebenso können sich, wenn auch selten, Stellen finden, wo sich solche Echo gegenseitig aufheben. Zu dergleichen Untersuchungen ist es vortheilhaft, eine kleine Pistole mit sich zu nehmen.
Stösst man vom Mythengipfel einen hohen, unreinen, kreischenden Ton mit aller Gewalt gegen die Wand der kleinen Mythe ( das ist eine geradlinige Entfernung von 1000—1200 M. ), so kommt ein schönes, reines Echo zurück; das Kreischende des Tones hat sich ganz verloren. Beim Wiederhall an Wänden bedeutend kleinerer Entfernung hingegen, habe ich von einem kreischenden nie einen reinen Ton zurückerhalten.
« Wie der in der Lawine Verschüttete jedes Wort der ihn Suchenden vernimmt, ohne sich selbst nur mit einem Laute vernehmlich machen zu können, so sehen wir oft, dass die in tiefe Gletscherspalten gefallenen in ihrem Abgrunde Alles hören, aber in manchen Fällen kein deutlich verstehbares Wort hinaufzurufen im Stande sind », sagt Tschudi.
* ) Jahrbuch des Schweizer-Alpenclub, IV. Jahrgang, „ Erscheinungen bei Gewittern im Hochgebirge " von G. Theobald und „ ein Gewitter im Gebirge " von Alb. Heim.
Kurze Anleitung
barometrischen Höhenmessungen,
mit besonderer Berücksichtigung der Anwendung eines neu-konstruirten
Aneroïdbarometers mit Mikrometerschraube
von
J. Goldschmid, Meehanikus in Zürich.
V on verschiedenen Seiten dazu aufgemuntert, erlaube ich mir, hier eine kurze Beschreibung meines neu construirten Aneroïdbarometers mit Schraubenmikrometer für barometrische Höhenmessungen, so wie eine kurze Anleitung zur Höhenmessung durch dasselbe mitzutheile.
Wie bekannt, hat die Unbequemlichkeit, ein Quecksilberbarometer zu barometrischen Höhenbestimmungen auf Reisen mitzuführen, zu einer grossen Zahl von Vorschlägen, theils auch zu Ausführungen von Instrumenten geführt, welche das Barometer ersetzen sollten, die sich aber ent- weder nicht praktisch erwiesen, oder keine Verbreitung fanden.
Nur das Aneroïdbarometer theilt dieses Schicksal nicht. Dasselbe wurde im Prinzip, den Luftdruck vermittelst einer luftleeren Büchse zu messen, bei seinem Erscheinen als praktisch anerkannt und von den Männern der Wissenschaft mit Freuden begrüsst. So gut dieses Barometer, wie es im Allgemeinen gegenwärtig fabrizirt wird, seinen Dienst versieht als Wetteranzeiger, Zimmer-zierde oder leicht portatives Instrument auf Reisen, so eignet sich dasselbe doch nicht zu wissenschaftlichen Höhenbestimmungen. Naturforscher sprechen sich darüber in folgender Weise aus: « Das Aneroïdbarometer lässt uns auf hohen Bergen im Stich; es versagt seinen Dienst und hält die Strapatzen der Reisen nicht aus. Besonders bei anhaltendem Reiten geräth der Mechanismus in Unordnung. » — Da ich durch vielfache Versuche gefunden habe, dass die luftleere Büchse, welche der Bewegung de » Aneroïdbarometers zu Grunde liegt, die kleinsten Luftver-änderungen empfindet, so wurde mir bald klar, dass die Unzulänglichkeit des Instrumentes für Höhenbestimmungen nur in dem Mechanismus liege, welcher die Bewegung der luftleeren Büchse zu übertragen hat. Am Schlüsse werde ich einige Berechnungen über die Empfindlichkeit desselben anführen. Ich habe nun diesen Uebertragungsme-chanismus geändert und dadurch Vortheile einer viel grösseren Solidität, Genauigkeit und Ermöglichung, das Instrument für die grössten vorkommenden Höhenunterschiede mit Sicherheit anwenden zu können, erlangt.
Auf der Pariser Weltausstellung hoffte ich, in dieser Beziehung etwas Neues zu finden, was aber leider nicht der Fall war. Die Fabrikanten trachten nur darnach, die bekannte alte Construktion in verschiedenen Grossen,,
und mit viel Eleganz als Handelsartikel in die Welt zu senden.
Der englische Alpenklub fühlte das Bedürfniss ebenfalls, ein genaues und zuverlässiges Aneroïdbarometer zu besitzen, munterte desshalb vor einigen Jahren unter Aussetzung eines Preises die Mechaniker auf, den schon angeführten Unvollkommenheiten abzuhelfen, besonders noch hervorhebend, dass der Gang der bis jetzt existirenden Instrumente beim Auf- und Niedersteigen an einem Berge nicht der gleiche sei, desshalb zu genauen barometrischen Höhenmessungen nicht genüge und dass die besten bisher bekannten Instrumente nicht erlaubten, Höhen über 9000 Fuss zu messen, abgesehen davon, dass deren Congtruktion so empfindlich sei, dass sie häufigen Störungen, namentlich bei Ueberwindung grösser senkrechter Differenzen, unterworfen seien. So viel mir bekannt, ist bis anhin noch kein Instrument zu Tage gefördert, das den genannten Anforderungen entsprochen hat. Ich hoffe daher, dass durch diese Veröffentlichung mein Aneroïdbarometer auch in England Anerkennung und Aufnahme finden werde.
Bevor ich jedoch zur Erklärung meines Instrumentes übergehe, ist es nothwendig, hier diejenige des gewöhnlichen Aneroidbarometers vorausgehen zu lassen, woraus zugleich ersichtlich werden wird, warum dieses Barometer bei grossen Höhendifferenzen den Dienst versagt oder bei heftigen Erschütterungen leicht in Unordnung geräth.
Gewöhnliches Aneroïdbarometer.
Fig. 1.
a aaaa Gehäuse in Dosenform.
bb Der Motor: eine runde metallene, luftleere Büchse, deren Bodenflächen nn von dünnem Bleche angefertigt sind, in welches wellenförmige, concentrische Rinnen eingedrückt sind, wodurch bei gleicher Fläche ein grösserer und gleichmässigerer Gang erzielt wird, als beim eben gespannten Blech.
Die Büchse bb ist bei d mit dem Gehäuse a verbunden und durch e mit der gespannten Feder ff.
Die Feder steht bei f mit dem Winkelhebel lili'in Verbindung, * ist der Drehpunkt desselben; h ist eine feine Kette, welche über die Rolle l führt, die fortwährend durch eine kleine Spiralfeder gespannt ist; m ist ein Zeiger, welcher den Barometerstand auf einer Theilung, die auf dem Deckblatte angebracht ist, angibt.
Das Spiel des Barometers ist nun folgendes: Die Luft hat das Bestreben, die luftleere, metallene Büchse b zusammen zu drücken. Der untere Boden der Büchse kann nicht nachgeben, da er bei d fest mit dem Gehäuse verbunden ist. Der obere Boden ist durch das Stück e mit der Feder verbunden, welche dem Druck der Luft das Gleichgewicht zu halten hat.
Beim Quecksilberbarometer wird der Druck der Luft durch die Quecksilbersäule gemessen, hier durch die Spannkraft der Feder f. Es sind also beide Luftwagen, welche auf dem gleichen Prinzipe beruhen. Bei vermehrtem Luftdruck wird die Feder und Büchse auch mehr zusammengedrückt und bei Verminderung desselben zieht die Feder die Büchse wieder auseinander. Es entsteht dadurch eine dem abwechselnden Luftdruck entsprechende Bewegung der luftleeren Büchse.
Diese Bewegung wird nun folgendermassen auf den Zeiger m übergetragen. Angenommen der Luftdruck vermindert sich, so wird die Büchse b durch die Feder f auseinandergezogen. Am Ende der Feder bei f wird diese Bewegung auf den Winkelhebel h vergrössert überge- tragen, welcher sich um den Punkt i dreht.
Die Kette h überträgt diese Bewegung auf die Rolle l und damit auf den Zeiger m. Der Gang wird nun so regulirt, dass er demjenigen des Quecksilberbarometers entspricht.
Die Ursachen, warum dieses Instrument sich nicht zur Bestimmung von grossen Höhendifferenzen eignet, sind folgende:
Um das Instrument portativ zu machen, wird demselben ein möglichst kleiner Umfang gegeben. Die Scala wird dadurch zu sehr zusammengedrängt um den nöthigen Grad der Höhenunterschiede angeben zu können oder für die höheren Luftregionen brauchbar zu sein. Hat der Zeiger einen ganzen Kreis beschrieben, so wird er je nach der Einrichtung des Mechanismus entweder stille stehen, oder ganz nnsichere und unbestimmte Bewegungen machen. Ein weiterer Grund liegt in der Übertragung der Bewegung der Büchse auf den Zeiger vermittelst der feinen Kette h. Bei starken Stossen windet sich dieselbe ungleich fest auf die Welle l, was eine Verstellung des Zeigers zur Folge hat, welche um so auffallender wird, je gsösser die Uebersetzung ist. Es kann auch sehr leicht ein Gelehk-theil der Kette brechen, oder dieselbe rostend werden, wodurch sie unbiegsam und für ihren Zweck unbrauchbar wird.
Wie schon oben bemerkt, habe ich durch eine Reihe von Versuchen gefunden, dass die luftleere Büchse jede noch so kleine Veränderung des Luftdruckes empfindet und angibt. Es handelt sich daher bloss um eine zweckent-sprechendere Uebertragung derselben, als diess bei dem eben beschriebenen Aneroïdbarometer der Fäll ist, um dieses Instrument eben so vorzüglich als bequem zum Gebrauche zu machen. Dieses erreichte ich dadurch, dass ich den complizirten Mechanismus beseitigte und dafür Aneroïdbarometer.
eine einfache Mikrometerschraube in Verbindung mit zwei Hebeln anwandte, um die Bewegung der Büchse zu über-
tragen.
Aneroïdbarometer mit Schraubenmikrometer.
Fig. 2.
aa. cylindrisehes Gehäuse, über welchem sich der in 100 Theile getheilte Kreis b horizontal drehen lässt. Eine Mikrometerschraube ist im Innern mit demselben verbunden und unten wirkt er auf zwei Hebelarme, deren Enden ee4 in der Schlitzöffnung dcV von aussen sichtbar sind. Jeder derselben hat einen feinen, horizontalen
Strich, die als Indexe für die auf Elfenbein getheilte Scala ff dienen. Zur scharfen Einstellung ist eine Loupe g angebracht, welche zur Theilung schief gestellt ist, damit die Linien der Indexe und der Theilung in einander verfliessen und keine Intervalle bemerkbar werden. Der bei b gravirte Pfeil gibt die Richtung an, in welcher man im gegebenen Falle den Theilkreis zu drehen hat.
Einstellung des Anero'idbarometers.
Die Manipulation, das Aneroïdbarometer einzustellen, ist sehr einfach. Mit der linken Hand wird dasselbe in der Höhe des Auges horizontal gehalten, und mit der rechten
Schweizer Alpenclub.35
Goldschmid.
der Theilkreis angefasst. Die Stellung des Instrumentes soll zum einfallenden Lichte so gewählt sein, dass die zwei Indexstriche e und e\ durch die Loupe g gesehen, dem Auge scharf und deutlich erscheinen. Die Loupe ist mit ihrem Träger h so verbunden, dass sie heraus oder hinein geschraubt werden kann, und dieselbe in den richtigen Focus für das Auge des Beobachters zu bringen auch dreht sich der Träger h bei i, damit man mit der Loupe den Indexen längs der Schlitzöffnung folgen kann.
Fig. 3.
In Figur 3, 4 und 5 sind die Theilungen vergrössert dargestellt und ist ersichtlich wie die Indexe in den verschiedenen Stellungen zu einander stehen können. In Figur 3 ist Index e'über e. In diesem Fall wird der Theilkreis von rechts nach links gedreht. Nach Figur 4 soll in umgekehrter
Fig. 4
Fig. 5.
Richtung, also in der Richtung des Pfeiles gedreht werden. Es ist wichtig, dass auf diese Angaben geachtet wird, da in diesem Falle eine Drehung von rechts nach links dem Instrument von Nachtheil sein könnte. Sollte man sich beim Einstellen nicht gleich Rechenschaft geben können,
Aneroïdbarometer.
welchen Weg zu drehen sei, so fehlt man nie, wenn in der Richtung des Pfeiles gedreht wird. Bei der Einstellung ist, wie schon früher bemerkt, wichtig, dass die beiden Indexstriche Fig. 5 e und e'genau in eine Linie fallen. Eines kleinen Handgriffes muss ich hier noch erwähnen, der bei einer genauen Einstellung nicht vernachlässigt werden darf: Die Einstellung soll immer von oben nach unten geschehen, d.h. man soll zuerst die Hebel zu einander in die Stellung von Fig. 3 bringen, wo é über e steht, schraubt alsdann von rechts nach links bis die Striche gerade in einer Linie sind und gibt dann dem Instrument eine leicht erschütternde Bewegung, indem man mit den Fingern der rechten Hand etwas leise darauf schlägt, gleich dem üblichen Anklopfen beim Beobachten des Quecksilberbarometers als Nachhülfe zur Ueberwindung der Cohäsion des Quecksilbers an der Glasröhre, hier zu dem Zwecke, die Hebel in ihre Lage zu führen. Man wird öfters nach dieser Manipulation noch eine kleine Verstellung des Theilkreises nothwendig finden.
Für einen grösseren Transport, z.B. per Post etc. oder wenn ein hoher Berg bestiegen wird, soll das Instrument abgestellt werden und zwar auf folgende Art: Nach Fig. 6 wird das Instrument umgekehrt und so lange die Mikrometerschraube zurückgeschraubt, bis die Indexe in der Schlitzöffnung bei d sind, wo dann der Schieber & vorgeschoben wird.
Ablesung der Einstellung.
Bei dieser Anordnung kann der Barometerstand nicht direkt am Instrument abgelesen werden, sondern die Skale am Aneroïdbarometer erhält eine willkürliche Eintheilung, welche nach einer beigegebenen Tabelle erst in M. M. der Barometerskale verwandelt werden muss.
( Zwar nur dann, wenn man vergleichende Versuche mit dem Quecksilberbarometer machen will ). Diese Verwandlung ist aber durchaus nicht schwierig oder zeitraubend, was Fig. 5.wir später sehen werden. Zur Er-
klärung der Ablesung diene Fig. 5. Auf dem Elfenbeinplättchenist eine Skale angebracht, wo je 1 Theil = 100 Theilen des Theilkreises b entspricht oder gleich einem Schraubenumgang/ der Mikrometerschraube. Ich habe die Bezeichnung der Eintheilung so gewählt, dass o unten und die höheren Zahlen oben stehen, ebenso gut hätte ich umgekehrt verfahren können.
Nach der Zeichnung stehen die Indexstriche e e, zwischen 1000 und 1100. Die Einheiten werden an dem Theilkreis b beim Indexstrich c abgelesen, also hier 44\ die gefundene Zahl ist also 1044 Theile.
Bestimmung des Werthes der Theilung im Vergleich zum Quesksilberbarometer.
Hiezu muss eine Tabelle auf empirischem Wege angefertigt werden, was auf zwei Arten geschehen kann. Erstlich, indem man das Aneroïdbarometer mit dem Quecksilberbarometer während der Besteigung eines Berges vergleicht. Diese Art der Vergleichung ist aber umständlich und zeitraubend und nicht jederzeit ausführbar. Ich wählte daher ein anderes Verfahren und brachte das Aneroïdbarometer unter den Rezipienten einer Luftpumpe, von welcher aus eine Röhre zum offenen Schenkel eines Heberbarometers führte.
Bei Verdünnung der Luft durch die Pumpe beginnt das Spiel beider Barometer. Das Sinken des Quecksilberbarometers und das Steigen des Hebels des Aneroïdbarometers werden gleichzeitig von je einem Beobachter notirt. Auf diese Art kann die Bestimmung einer Vergleichstabelle bis auf die höchste erreichbare Höhe ausgeführt werden. Wie genau eine solche Bestimmung der Wirklichkeit entspricht ( wenn dieselbe mit gehöriger Sorgfalt ausgeführt ist ) werde ich später durch Beispiele darthun. Zur richtigen Bestimmung einer solchen Tabelle bedarf es einiger Erfahrung, indem es sehr darauf ankommt, in welcher Art und Weise dieselbe ausgeführt wird. Zudem soll sie mit grosser Gewissenhaftigkeit bestimmt werden, indem dies volle Zutrauenssache von Seite des Bestellers zum Fabrikanten ist, da der erstere sich von der Richtigkeit des Instrumentes nicht sogleich, sondern erst beim Gebrauche desselben überzeugen kann. Es ist selbstverständlich, dass für jedes einzelne Instrument eine solche Tabelle immer mit gleicher Sorgfalt angefertigt werden muss, da es in der Ausführung unmöglich ist, zu erzielen, dass alle luftleeren Büchsen genau den gleichen Weg machen. Das Resultat einer solchen Bestimmung ist z.B. in der Vergleichstabelle I. Col. A. B. pag. 554.
Um diese Tabelle auf das früher angeführte Beispiel einer Ablesung des Aneroïdbarometers zur Reduktion auf das Quecksilberbarometer anzuwenden, möge folgendes Beispiel dienen:
. An. Bar. Queck. Bar.
Theile. MM.An.Th. Diff.
1000 = 617,0044 X 14,0 = 6,16 M.M.
44= 6,16
Es sind also 1044 = 610,84 MM. Einfluss der Temperatur auf das Aneröidbarometer.
Es ist noch der Einfluss der Temperatur auf das Aneroïdbarometer zu ermitteln, was ebenfalls bei jedem einzelnen Instrumente besonders geschehen muss. Bei dieser Bestimmung ist einige Vorsicht zu beobachten. Es soll hauptsächlich in allen seinen Theilen gleiche Temperatur haben. Es ist deshalb zu vermeiden, das Instrument z.B. auf eine wärmere oder kältere Unterlage zu stellen, als die Temperatur des Instrumentes beträgt etc. Allfällige Tem-peraturkorrektion ist bei einer Eeduktion auf 0 in Rechnung zu bringen.
Zum Schütze des Instrumentes bringe ich dasselbe in ein Etuis mit besonderer Einrichtung, die von der^Art ist, dass wenn der Deckel weggenommen wird, zugleich auch der Theil der Seitenwand des Etuis weggehoben wird, wo die Loupe und Theilskale frei ist, so dass das Instrument, ohne aus demselben genommen zu werden, ungehindert beobachtet werden kann.
Kurze Anleitung
zu barometrischen Höhenmessungen mit besonderer
Berücksichtigung der Anwendung des Aneroïdbaro-
meters mit Schraubenmikrometer.
Einleitung:
Die Luft und deren Wirkung auf das Barometer.
1. Die Luft oder Atmosphäre umgibt unsere Erde in einer Höhe von mindestens 12 geographischen Meilen.
2. Die Luft ist'ein Gas, dessen Dichte, dem ma-riot'schen Gesetze nach, sich verhält, wie die darauf près- sende Kraft, oder, das Volumen der Luft oder einer Gas-menge ist seiner Ausdehnsamkeit oder der drückenden Kraft verkehrt proportional.
Z. B. 1 Meter Luft bei 0 ° Temperatur und 760 M. M. Barometerstand hat:
Meter.Gramm. Differenz.
Am Meer0 ein Gewicht1290,0
Ueber Meer 10001138,0 — 152,020003== 1004,0 — 134,0 „ 3000886,0 — 118,0 „ 4000782,0 — 104,05000aza 690,0 — 92,0
3. Das spezifische Gewicht des Quecksilbers ist bei 013,598. Die atmosphärische Luft bei OO und 760 M. M. Barometerstand fe~ 0,001293. Es verhält sich also das spezifische Gewicht der Luft zu der des Quecksilbers bei 760 M. M. = 0,001293: 13,508 à= 1: 10516. Mit nachstehender Formel kann aus dem Barometerstand die relative Höhenzahl berechnet werden: l. h — 18382 ( log B — log b ), wobei h die Höhe, b den Barometerstand am Fusse und S den auf dem Gipfel des Berges bedeutet. Für die Berechnung der Tabelle wurde die Temperatur von 0 0 zu Grunde gelegt.
Meter. Queck. B. Differenz. M. M.
aus.
Am Meer
0 =s
: 760,0
RQ 1
Ueber Meer
1000 =
: 670,6
78,9
2000 =
: 591,7
3000.
= 522,1
4000 =
= 460,6
54 2
» 51
5000 =
-- 406,4
4. Die Temperatur übt
einen Einfluss
i auf die Luft
Bei erhöhter Temperatur
dehnt sich
die Luft aus,
IIP! lg.:iIfi
;:. ';, ': :rY...: "..:
bei Verminderung derselben zieht sie sich wieder zusammen. Es ist desshalb, um die Höhen vermittelst des Barometers richtig bestimmen zu können, zu obiger Tabelle und Formel noch ein Faktor hinzuzufügen, durch welchen die eben erwähnte Veränderung der Luftschichte durch die Temperatur in Rechnung gebracht werden kann. Derselbe wurde von Deluc durch Erfahrung hergeleitet und ist folgender:
II. h. ( 1 -f- 0,002. ( T -f- t ) ). Obige Formel I. verwandelt sich dann in folgende: III. Ji18392 ( log B = log b1 -f- 0,002 ( T-j-t)]. Ein Beispiel wird die Formel II verdeutlichen: Es sei am Barometer abgelesen worden 673,9 M. M., so findet sich hiefür aus der Tabelle die Höhenzanl 961,50 Meter. Das Thermometer der oberen und unteren Station zusammen habe aber 20 ° angezeigt, so berechnet sich nach Formel II der für die Lufttemperatur erforderliche Zuschlag wie folgt:
961,50 [1 -f- ( 0,002 X 20961,50 -f- ( 961,50. 0,04 )
= 961,50 4- 38,46
»
— 999,96 Meter.
Es haben also die 20 ° C. Wärme zur Llöhenzahl einen Zuschlag von 38,46 M. bewirkt.
Zu barometrischen Höhenmessungen sind als Quecksilberbarometer die gebräuchlichsten:
1. Gefässbarometer als Standbarometer.
Zu barometrischen Höhenmessungen wird gewöhnlich ein Gefässbarometer als correspondirendes Standbarometer benutzt. Fig. 7 aa4 ist das Gefäss, das bis b mit Quecksilber gefüllt ist; cd die Glasröhre, b''e sei die Höhe der Quecksilbersäule oder der Barometerstand, der am Meer Aneröidbarometer.
als mittlerer Barometerstand zu 760 M. M. bei 0° Tem- peratur angenommen wird. Je höher der Standpunkt über dem Meere ist, desto tiefer sinkt das Barometer; z.B. in Zürich steht dasselbe auf 720 M. M. als mittlerer Barometerstand — y e.
2, Barometerstand. Fig. 8.
Fig. B. Das einfachste und bequemste
Quecksilberbarometer ist das Heberbarometer. Er besteht aus einer gebogenen Glasröhre a, a'a ". Vergleicht man die Barometerstände beider Barometer zu einander, so ist als mittlerer Barometerstand am Meer Ve = V e des Gefässbaro-meters. In Zürich soll also der Barometerstand im Heberbarometer auch wieder gleich dem des Gefäss- barometers sein. Im kleinen Schenkel a " steigt das Quecksilber um
20 M. M. und in dem von a sinkt dasselbe um 20 M. M.
Die Abstände b " e'V entsprechen also auch den des Gefäss-
barometers W e720 M. M.
Einlluss der Temperatur auf das Quecksilberbarometer und Correctur desselben.
Bei beiden Arten von Barometern muss auf die Temperatur Rücksicht genommen werden. Durch Erwärmung dehnt sich das Quecksilber aus, wird dadurch spezifisch leichter, es bedarf daher einer längeren Quecksilbersäule, um dem gleichen atmosphärischen Drucke das Gleichgewicht zu halten. Diese Aenderung der Quecksilbersäule muss bei Höhenmessungen berücksichtigt werden.
Das Quecksilber dehnt sich bei jedem Centesimalgrad um 0,00016275 seiner Länge aus. Es dehnt sich aber bei £0 um 0,00016275 t aus. Ist daher der beobachtete Barometerstand h M. M., so ist der auf 0° reduzirte hQ nur noch h0 r=z h — h. t. 0,00016275.
Aus der Formel lässt sich leicht eine Tabelle berechnen wie folgende Tabelle I. J. K.
Wir sind nun da angelangt, um mittelst Benutzung nebenstehender drei Tabellen mit Leichtigkeit, ohne viel rechnen zn müssen, Höhenberechnungen anstellen zu können.
Erklärung der Tabelle I.
Colonne A: Theile des Aneroidbarometers bei l^°Cent.
„ B: Quecksilberbarometerstand in M. M., welche den An. Bar. Theilen entsprechen bei -j~ 15 Cent.
„ C: Differenzen von je 100 An. Bar. Theilen, die den M. M. des Qu. Barometers entsprechen. Z. B. 100 An. Bar. Theile zwischen 200 und 300 An. Th. entsprechen 19 M. M.; oder 10 An. Th. =33 1,9 M. M., oder 1 Th. =i 0,19 M. M. u. s. f.
„ D: Höhenzahl in Metern über Meer, wobei die Lufttemperatur der oberen und unteren Station addirt = 25 Cent, hat nach 4. Z. B. zeigt das An. Bar. 200 Th., so ist der Höheunter-schied des Beobachtungsortes 100 Meter über dem Meer, d.h. angenommen der Barometerstand am Meere sei 760 M. M. und die Temperatur der Luftsäule beider Stationen ( z.B. am Meere -f~ 15 0 und der zweiten Station 4-10° ) zusammen 25 Cent. Diese Höhen-wahlen sind also nur relativ,
I.
Vergleichstabelle des Aiieniïdliaiomelers mit dem ( Jucrksillieihiirontrler bei + 15 " Celsius,
III.
Tabelle für die dem ( In Bir. be115° entspr. Hohen/flirten.
Lufttemperatur1 12,5 o Cent.
Tabelle
gleich Avie II aber « Jas ( In. Bar. ist Jinf
B C D E PG H K B'D'3 B'D'3 E'B " " 3 E'B " i D " 3
E "
A.B.
Q.B.
Hilf. |ir. Relative Höhenzahl Différent I A«. Tli.
freie Lull.
., Relative Hôheniafai Höhendifferenzaber Mm. per I I. ».
ij.lt.
Relative Bihenzakl Höhendifferenz über Heer. im11 K. K.
Q.B.
M. M. 760 750 710 730 720 710 700 690 680 670 660 650 ( 110 680 620 610 600 590 580 570 560 550 lulitc RöhenffllilHöke über Heer. pM ren! 1 M.
( j.n.
M.M.
540 580 520 510 500 190 ISO 170 160 i:,o l io 480 120 110 loo 390 380 Relative HJhenrahl Bôhendifferew iher Heer. | per I l! l'l.
( In.
Sa il li '.
Tonp. Correct, M.M.
19.0 18,5 18,6 17,0 16.0 15,0 15,0 15.0 1 l.o - 14.0 1 l.o14,0 1 1,0 1 1.014,0 18,0 13,0 12,0 12.0 11,011,0 aber leer, Meier.
100,0 315,8 530,3 750,9 958,8; 159,8 1351,95 1548,91 1750.67 1948,4 I 2140,62 2342,87 2549,7 2762.1 I 2979.9 3203,4 3416,65 8635,2 8842,04 4054,3 I2f>:;.s 1158,16 |ir. I «. II! Meter. Meter, a. Qn. Bu M..M. I M.M.
Heile.
M.M.
M.M.
760 750 710 730 720 710 700 690 ( ISO 670 660 850 640 630 620 610 600 590 580 570 560 550 Meter.
0 11 1.2 22:;.s 338,1 454,0 57I.I 690,5 si 1,38 d:;!.o 1058,0 1184,6 1312,90 i I 13,1 1576,3 1709.7 1846,2 1985,1 2126. :; 2269,S 211 5,9 2564,6 2715,9 Meter.
- 11,12 11.26 i i.i :; i [,69 11.7111,9012,08 12.2612,40 12.66 12,83 13,02 18,23 13,43 18,65 18,88 14,1114,35 1 1,66 1 1,8615,13 M. M.
Meter.
2870,0 8027,0 3187,1 3350,1 3516,4 3686,1 3859,3 1036,2 1216, !) I tOl,5 1590,8 - 4783,4 4981,1 51 s:;.6 5391,0 5603,8 5822,0 Meter.
i :.. 11 15.70 16.00 16,80 16.65 16,97 17,32 17,68 18,06 18,46 18,87 19,31 19,76 - 20,24 20.71 21.27 -21,82 Meter.
0 io;..92 213,27 322,07 132,38 54 1,20 657,6 772.7 889,5 loos.o 1128,2 1250, :; 1374,3 1500,3 1628,3: 1768,8 1890,5 2025,0 2161.7 2:;oo,s 2112,1 2586,6 Meter.
- 10,5 !) 10,73 10,88 11,0311,18 M. :; i - 11,51 11,6811.85 12.02 1^.2112,40 12.(10 12,80 -13,00 13,22 13,45 13,67 13,9] 14,16 - 14,41 Meter.
27 :;:;. :; 2882,8 3035,2 3190,5 3349,0 3510,7 3676,6 384 l.o 1016,0 1191.9 .4371,7 1555,6 4743,9 1936,7 5184,8 5336,9 5544,8 Meter.
— 14,68 1 t. ", 15,24 15,68 15,85 16,16 16,60 16.S1 17,20 17,59 17,9818,3918,83 19,2819,76 20.7620.79 200 — 751,( 800 — 732,1 lim 718.Î 500 695,1 600 878,0 700 ( 162.0 soo 617.0 900 — 632,0 1000 617,0 1100 — 603,0 1200 589,0 1800 575,0 1 100 561,0 1600 547,0 1600 533,0 1700 — 519,0 1800 — 506,0 1900 498,0 2000 481,0 2100 169,0 2200 — 468,0 2300 447,0 11,38 11,62 1 L,92 12,2 ;; 12,53 12,84 13,13 18,45 13,77 1 LOS 11.11 14,77 15,17 15,55 15,96 16,40 16,81 17.21! 17.70 18,18 18,58 2,15 2,15 2.20 2,08 2,0 1,92 1,97 2.01 1,92 2,00 2,02 2,07 2,12 2,17 2,2 :; 2,13 2,19 2,07 2,12 2.00 2,04 10 50 10° 15° 2o " 25° 30° 35° 40° 15° 50 " 55 » 60° 0,2 1.0 2,0 :;.o 1.0 r,.o 6,0 7,0 8,0 9,0 10.0 1 1.0 12,0 soo 750 700 ( 100 500 loo 0,13 0.12 0.1 I 0.1 0,08 0,06 540 .,:;o 520 510 JJ00 190 ISO 170 160 150 l!0 430 120 no 100 |90 :;so
Colonne E: Höhendifferenz, die 1 M. M. des Queck. Bar. entsprechen 3; z.B. bei einem Barometerstand von 540 M. M. entspricht 1 M. M. 15,55 Meter Höhe u. s. f.
„ F: Höhendifferenz von 1 An. Bar. Theil in Meter. Z. B. bei 1200 An. Bar. Th. entspricht 1 An, Th. 2 Meter u. s. f.
„ G: Freie Lufttemperatur beider Stationen zusammen addirt 4. Z. B. untere Station -f- 10° obere Station — 5° =s -j- 5°, die in- Rechnung gebracht werden.
„ H: Prozente, die zur gefundenen Höhenzahl bei -jaddirt und bei — o subtrahirt werden müssen. Z. B. bei -f- 10° sind 2% zu addiren; wenn die Höhenzahl 2000 Meter auf 0° reduzirt ist, so ist bei10° ein Höhen-zuschlag von 2% oder 40 Metern zu geben, also ist die gemessene Höhe — 2040 Meter.
„ J: Länge der Quecksilber-Säule resp. der Barometerstand in M. M.
„ K: Correction des Barometerstandes in M. M. für je 1 Cent. Z. B. ein Barometerstand von 700 M. M. bei 15 0 ist auf 0 zu reduziren: 150,11 = 16,5 M. M., also 700 M. M. 1,65 = 698,35 M. M. bei 0 ».
Tab. II. und III.
Die Colonnen der Buchstaben B ', D ', E und B " D " E " haben die gleiche Bedeutung wie die von B D E der Tab. I. I. Beispiel.
Approximative Höhenbestimmung Meiner Höhenunterschiede mit Anwendung Tab. I. Col. A, E.
Es werden die An. Theile Col. A der oberen und unteren Station von einander abgezogen und die Differenz mit dem Höhenwerthe eines An. Bar. Theiles Col. E mul-tiplizirt.
Z. B. Untere Station: 350 An. Th. Obere Station: 610
Differenz 260 An. Th. Werth eines An. Theiles bei 300 = 2,15 M. Werth eines An. Theiles bei 6002,08 f„
4,28 M. Mittel 2,11 „ 260 X 2,11 = 549 Meter Höhe.
H. Beispiel.
Approximative Höhenbestimmung grösserer Höhenunterschiede mit Anwendung Tab. I. Col. D, F, A.
Die gesuchten An. Theile Col. A der unteren und oberen Station werden nach Col. D und E in die entsprechenden Höhenzahlen verwandelt und von einander abgezogen. Die Differenz gibt dann die gesuchte Höhe.
Untere Station:440 An. Th.
Obere Station:1380An. Th. Meter.
400 = 530,3 An- ThMetcr-
4- 40 = 88 0 40x2'20 ~ 88
440618,3 An. Th.Meter.
1400 = 2549,7 An- Th- Meter20 = 412 20 X 2>06 = 41,2 Meter
13802508,5 618,3
Differenz bei- ) j o__. _ ..„., i «, A. [1890,2 Meter. der Stationen \
III. Beispiel.
Das gleiche Beispiel sei zu Grunde gelegt, wie das II., wo aber noch eine correspondirende Beobachtung in Rechnung gebracht wird, mit Anwendung Tab. I, Col. A, B, D, E, F.
Das Beispiel I und II hat seine Richtigkeit, insofern sich der Barometerrtand in der Zwischenzeit der ersten und zweiten Beobachtung nicht geändert hat.
Um dies zu wissen und nöthigenfalls in Rechnung bringen zu können, hat ein zweiter Beobachter an einem beliebigen Orte ein Barometer, aber möglichst zur gleichen Zeit, zu beobachten.
Angenommen, das Barometer wäre in der benannten Zeit um 5 M. M. gefallen, so würden:
5 M. M. auf einer Höhe zwischen
Col. D. Col. D. Col. E.
2342,5 und 2549,7 = 5 X 14,8 = 74,0 Meter betragen. Es war also von der im Beispiel II gefundenen
Höhenzahl: 1890,2
abzuziehen: 74,0
1826,2 Höhendifferenz beider Stationen. Umgekehrt mtisste addirt werden, wenn das Barometer gestiegen wäre.
IV. Beispiel
Approximative Höhenbestimmung der correspondirenden
Beobachtungsstation der zu bestimmenden Höhe mit An-
schluss zum Meeresniveau.
Vergleichung der Barometer: Z. B. An. Bar. Theile: 400713,0 M. M. Queck. Bar:710,0
Differenz als constante Grosse:3,0 M. M.
Stand des Qu. Bar. hei der ersten Beobachtung: 710,0 M. M. Stand des Qu. Bar. zur Zeit der zweiten Beob-achtung715,0
Differenz: £f,0Untere Station
Barometerstand 710 M. M.571,4 M.
Obere Station
Th. M. M. Diff. Diff. M. M. An. B. 1500 a 547,0 — 3,0 — 5,0 s= 539,0 =a 2885,7 „
Gesuchte Höhendifferenz beider Stationen: 2314,3 M.
Um die Höhe über dem Meer angeben zu können, wie dies gewöhnlich bei Höhenangaben von Bergen und Landestheilen etc. der Fall ist, muss die Höhe der ersten Beobachtungsstation über dem Meere bekannt sein. Sie soll z.B. 400 Meter betragen, dann ist: Die gesuchte Höhe über dem Meer
= 400 -f 2314,3 = 2714,3 Meter.
V. Beispiel.
Genaue barometrische Höhenbestimmung mit Anwendung
der Tabelle III.
Die Tabellen I und II, welche auf die mittlere Temperatur berechnet sind, können in den meisten vorkommen- den Fällen genügen;
bei genaueren Messungen aber nicht, dazu kann die Tabelle III dienen, wo die Temperaturen auf 0° reduzirt sind.
Als Beispiel zur Berechnung wähle ich eine von Herrn Siber-Gysi am 21. Juli 1868 ausgeführte barometrische Höhenmessung bei der »Sennhütte, oberhalb der Capelle der Alp Cleuson, Ct. Wallis. Nach der Excursionskarte trigon. 2120 M. bei der Capelle über Meer.
1. Vergleichung des An. Bar. mit meinem Gefässbarometer, das mit dem der Sternwarte in Zürich, also auch mit allen übrigen Barometern der meteorologischen Stationen der Schweiz den gleichen Barometerstand hat:
Normalgefässbarometer auf 0 reduzirt: 730,0 M. M. An. Barometer:730,9
Differenz: 0,9,, „
2. Die Vergleichung beider Barometer nach der Rückkehr gab die gleiche constante Grosse von 0,9 M. M.
( Die zweite Yergleichung geschah im Dezember. )
Berechnung.
Aeussere Instrument
T.T. C.
Alp Cleuson. 5,20 V.1012
Aneroïdablesung :1145,64
Correctur für Temperatur3,96
Aneroïd-Theile: 1149,60 1149,6-= 596,05 M. M. Quecksilber. Correctur = 0,90
Alp Cleuson 595,15 M. M. Queck. Barometerstand. Neustadt728,0 M. M. = 343,83 ÄL
Alp Cleuson595,151955,51 „
Transport 1611,60 H Transport 1611,60 M. Neustadt:
Temperatur 130 Alp Cleuson: „ 10°
t 4. t23^: 4,674,14 „
Höhendifferenz: = 1685,74 M. Neustadt:440,00 „
Alp Cleuson: 2125,74 Meter [über Meer.
Y. Beispiel nach der Formel berechnet.
Höhendifferenzh = 18392 ( log JB ., log b. )
[1 -f- 0,002 ( T + t)] h = 18392 ( log 728 — log 595,15 )
[1 -f 0,002 ( 13 4- 10)] log 728 = 2,8621314 log 595,15 = 2,7746264
0,0875050
h18392 X 0,0875 ). [1
( 0,002 x 23)] 18392 X 0,08751609,30
0,002 X 23 = 0,046 1609.30 X 0,04674.03
h = 1683,33 M. Neustadt440.0
Alp Cleuson2123,33 Met. über Meer.
Trigonometr. Messung 2120.00
Differenz: 3,33 M. Anhang.
Einige Kegeln, die bei barometrischen Ilöhenmessungen
berücksichtigen sind.
Wenn die Frage beantwortet werden soll, welchen Genauigkeitsgrat die barometrischen Messungen gewähren, so kann hierüber keine bestimmte Antwort gegeben werden. Wenn die Messung auch noch so präzis, mit aller Umsicht und den besten Instrumenten gemacht wird, können je nach den Witterungsumständen relativ gute oder weniger gute Resultate erzielt werden. Wenn aus einer grossen Anzahl stationärer Barometerbeobachtungen das Mittel gezogen wird, so ist dieses an Genauigkeit einer topographischen Messung zur Seite zu stellen. Versuchen wir z.B. aus den meteorologischen Beobachtungen der Schweiz die Höhendifferenz zwischen Sitten und Grächen zu bestimmen und wählen z.B. die Tage vom 20. bis 26. Juli, so ergibt sich aus 20 Beobachtungen ein mittlerer Barometerstand:
In Sitten:718,1 M. M..
In Grächen: 732,4Beide Barometer sind auf 0° reduzirt. ) Die mittlere Lufttemperatur ist:
In Sitten: -j- 24,1 Cent.
In Grächen: -f- 18*8 „
Tab. III. BD "
Sitten 718,1454,6 Meter Grächen 632,4 = 1468,4 „,
Differenz 85,71013,8 Meter.
Schweizer Alpenclub.36
Temperatur-Zuschlag.
Tab. I. Col. G. H. Sitten -f- 24,1 » Grächen -f 18,9°
-f- 42,98,586,1 + 1013,8 a 1099,9
Sitten:536,0 M.
Grächen: 1632,0 „
Differenz: 1096,0 M.
Barometrisch berechnete Höhendifferenz ass 1099,9 M. Trigonometrisch berechnete Höhendifferenz ss= 1096,0 „
Differenz: -f 3,9 M.
Das Mittel aus noch mein* Beobachtungen würde der trigonometrischen Messung noch näher zu stehen kommen. Ungünstig wirkende Einflüsse sind: Wind, Nebel, starker Temperaturwechsel, Gewitter etc. In diesen Fällen ist das Steigen und Fallen des Barometers im Thale und auf dem Berge oft nicht parallel. Die meteorologischen Barometer-Beobachtungsstationen in der Schweiz zeigen im Allgemeinen eine überraschende Gleichmässigkeit im parallelen Gange der Barometer auf den Bergen zu denen im Thale. Die Mittheilungen meteorologischer Beobachtungen Yon einer grossen Anzahl Beobachtungstationen in der Schweiz sind für barometrische Höhenmessungen Ton Wichtigkeit und erleichtern dieselben sehr. Ist man im Fall, eine barometrische Höhenmessung zu machen, ohne eine corre-spondirende Beobachtung zu haben, so ist Folgendes zu beobachten. Ist die Beobachtung an der zweiten Station gemacht, so beobachtet man an dem gleichen Orte von Zeit zu Zeit das Barometer. Ist es im Steigen oder Fallen, so schliesst man im gleichen Verhältniss rückwärts bis zu der Zeit, wo die erste Beobachtung gemacht worden ist, und bringt das Ergebniss in Bechnung.
Zum Schlüsse erlaube ich mir, noch einige Angaben zu machen über mein Aneroïdbarometer, besonders in Betracht seiner Genauigkeit, Solididät und Haltbarkeit für die Dauer u. s. w., welches ich für nothwendig erachte, da noch hie und da Misstrauen, besonders bezüglich des letzt angeführten Punktes gegen das Aneroïdbarometer obwalten möchte.
Aus diesem Grunde war ich bis anhin mit der Veröffentlichung zurückhaltend und trachtete, zuerst Daten mehrjähriger Erfahrung zu sammeln und Versuchsresultate von unparteiischen Fachmännern erhalten und anführen zu können. Ein wichtiger Faktor ist, wie ich schon früher erwähnte, die Solididät eines solchen Instrumentes, und ich erlaube mir, hierüber in Kürze einige Beispiele anzuführen.
Im Jahr 1857 gab ich ein Aneroïdbarometer, ähnlich dem jetzt construirten an die eidgenössische Industrieausstellung nach Bern, wo ich mit einer silbernen Medaille bedacht und beehrt wurde. Bald zeigte sich Gelegenheit, dasselbe an Herrn Dr. Hausser nach Amerika zu senden. Es war seit dieser Zeit dessen Begleiter auf seinen Reisen, die er grösstenteils zu Pferde machen musste. Als praktisch bewährt, beauftragte er mich, noch zwei Exemplare zu senden, die ebenfalls ihrem Zweck entsprachen. Der gleichen Sendung waren zwei Aneroïdbarometer der erst beschriebenen gewöhnlichen Construction beigepackt, die durch die Strapatzen der Reise unbrauchbar wurden. Sehr erwünscht war es mir, durch Gelegenheit meine Aneroide nach acht- und elfjährigem Gebrauch von ihm zur Prüfung zurück zu erhalten, denn Beobachtung ist der Prüfstein aller Theorie.Voraussichtlich war, dass in dieser Zeit der Stand des Aneroïdbarometers im Vergleich mit dem Quecksilberbarometer nicht mehr ganz der gleiche sei, analog dem Thermometer, dessen 0 Punkt nach Jahren höher steht als bei der ersten Bestimmung.
Die luftleere Büchse muss dem constanten Luftdruck etwas nachgeben. Die Prüfung ergab bei denselben eine Aenderung in genanntem Sinne von 3 bis 6 M. M. höherem Barometerstand. Da die neu bestimmten Vergleichstabellen aber im Verhältnis » ganz die gleichen, wie die früher dem Instrumente beigegebenen waren, so hat diese Aenderung in der Anordnung nicht den geringsten Nachtheil, da diese Differenzen als constante Grossen bei vergleichenden Beobachtungen in Abzug gebracht werden können. Auch hier zeigte sich die Befürchtung ungegründet, dass mit der Zeit durch die dünnen Metallplatten Luft eindringe, da die constante Grosse im umgekehrten Falle sich zeigen würde und ganz besonders noch der Temperatur-Einfluss ein ganz bedeutend grösserer wäre.
Im gleichen Jahre 1857, als mich der jetzt verstorbene Professor, Staatsratli Känz in Petersburg, dazumal in Dorpat, auf seiner Durchreise nach der Schweiz. Alpen-Tvelt, die er fast alljährlich durchwanderte, besuchte, nahm er versuchsweise eines meiner Aneroïdbarometer mit, obgleich er in Betreff der Solididät u. s. w., in Folge der mit Aneroïden gewöhnlicher Construction gemachten Erfahrungen volles Misstrauen gegen Aneroïdbarometer hatte. Das Instrument erwies sich aber als praktisch, weshalb mich Herr Professor Känz mit dem Ankauf desselben beehrte. Im Jahr 1860 empfiehlt er dasselbe im Repertorium für Meteorologie.
Als zweites Zeichen seiner Zufriedenheit bestellte er mir vor einem Jahr, kurz vor seinem Tode, für das KK-physikalische Cabinet der Wissenschaften in Petersburg wieder zwei solche Aneroïdbarometer, die ebenfalls glücklich am Orte ihrer Bestimmung anlangten.
Durch die Güte des Herrn Professor Mousson wurde mir 1858 die Gelegenheit zu Theil, ein solches Aneroïdbarometer an den Naturforscher Herrn Dr. Schläffli nach Afrika zu senden, das er bis zu seinem Tode 1863 als stete Begleitung mit sich führte. Es langte mit seinem Nachlass unversehrt wieder in Zürich an und ist dem physikalischen Kabinet des eidgenössischen Polytechnikums einverleibt worden.
In der Einleitung habe ich versprochen, einige Angaben zu machen über den Grad der Empfindlichkeit der luftleeren Büchse. Richten wir einen Blick auf die Tabelle I. Col. F., so sehen wir, dass die Differenzen von je 1 An. Theil am Meere wie in den höchsten Luftregionen ca. 2 Meter Höhenunterschied entsprechen, ein Vortheil dem Quecksilberbarometer gegenüber, das in den hohen Luftregionen wegen der Abnahme des Gewichtes der Luft im gleichen Verhältniss immer unempfindlicher wird, was aus Tab. I. Col. E ersichtlich ist.
Die Vergleichstabelle zeigt, dass ein Theil am Theilkreis, z.B. bei 2100 und 22002 Meter Höhenunterschied entspricht und y2 Theil, auf welchen bei einiger Uebung das Instrument mit Sicherheit eingestellt werden kann, also 1 Meter. Stellen wir eine annähernde Berechnung an, wie gross die Bewegung der luftleeren Büchse ist, die für ifa Theil durch den Mechanismus übertragen wird, so erhalten wir folgendes Resultat: Bei einer ganzen Umdrehung des Theilkreises steigt das Mikrometer um */4 M.M., also bei 1 Theil um */m M.M. oder bei % Theil um Ysoo M.M. Der Mechanismus vergrössert die Bewegung der Büchse 5 mal, also bewegt sich dieselbe bei « inem Höhenunterschiede von 1 Meter um ( 5 X 800 ) V4000 M.M. Da die Büchse aus zwei Böden besteht, also doppelwirkend ist, so macht ein Boden eine Bewegung Ton ( 2 x 40001/8000 M.M. Um uns einen Begriff von der Grosse dieser kleinen Bewegung zu geben, stelle ich eine Vergleichung derselben zu der Dicke eines Menschenhaares an, die circa */2q M.M. beträgt.
Also ist das Minimum der Bewegung einer Bodenplatte, die durch den Mechanismus dem Auge sichtbar und sicher übertragen wird, gleich x/m der Dicke eines Menschenhaares.
Versuchen wir noch die Frage zu beantworten, wie gross der Luftdruck auf einen solchen Boden der Büchse in einer Höhe von circa 4000 Meter ist, wenn der Durchmesser der luftleeren Büchse 50 M.M. beträgt. Der atmosphärische Luftdruck am Meer würde z.B. auf einen Kolben ( von jenem Durchmesser ) einer Luftpumpe, wenn dieselbe leer gepumpt ist, mit einem Druck von 20288 Grammen wirken. Auf einer Höhe von 4000 Metern nur noch mit 12,024 Grammen. Gehen wir noch weiter, und fragen, wie gross ist denn der Luftdruck von einer 1 Meter hohen Luftsäule auf die Büchse? Eine Luftsäule von 50 M.M. Durchmesser und 1 Meter Höhe auf einer Höhe von 4000 Meter bei 0° ist 1,5 Gramm. Da die Bodenplatten der luftleeren Büchse an den Enden mit einem Ringe fest verbunden sind, so theilt sich die Kraft des Luftdruckes in circa die Hälfte auf den Ring und nur die andere Hälfte, also 0,75 Gramm, ist als wirkende Kraft zur Bewegung der Bodenplatte zu rechnen. Dieses so kleine Gewicht bewirkt also eine Bewegung der Büchse Vkooo M.M. und für eine Bodenfläche nach oben gemachter Berechnung J/8000 M.M.
Stellen wir noch eine Berechnung über Bewegung eines Quecksilberbarometers an, unter gleichen Verhältnissen. Das Quecksilberbarometer ändert seinen Standpunkt in einer Höhe von 4000 Metern bei einem Höhenunterschied von 1 Meter um 0,058 M.M. Aneröidbarometer.
Nach diesen Ergebnissen darf man den Aneroïdbaro- meter mit dem Namen Luftwage bezeichnen und ich glaube auch sagen zu dürfen, die mir gestellte Aufgabe, eine mi-kroscopische Grosse durch einen an und für sich sehr einfachen und soliden Mechanismus mit Sicherheit für das Auge des Beobachters überzutragen, gelöst zu haben.
Was die Uebereinstimmung des Ganges des Aneroïdbarometers mit dem Quecksilberbarometer anbetrifft, so hat ersterer auch die Feuerprobe bestanden.
Es ist hauptsächlich noch zu untersuchen, ob das schon beschriebene Verfahren, wie ich die Tabelle, resp. den Werth der Theilung zum Quecksilberbarometer bestimme, in der Praxis sich bewähre. Es ist zur Prüfung kein anderes Mittel, als beim Besteigen und Hinuntersteigen eines Berges das Aneroidbarometer mit einem Quecksilberbarometer zu vergleichen.
Herr Siber-Gysi, Präsident der zürcherischen Sektion Uto, der mich in meinem Unternehmen immer aufs Freundlichste in zuvorkommendster Weise unterstützte, hatte die Güte eine grosse Reihe von vergleichenden Beobachtungen mit dem Quecksilberbarometer bei Höhenmessungen in allen Luftregionen auszuführen, wodurch mir das Mittel an die Hand gegeben wurde, das Aneroidbarometer auf den Grad der Vollkommenheit zu bringen, dass es allen billig gestellten Anforderungen entspricht. Im Sommer vor einem Jahr machte Herr Siber mit zwei von meinen Aneroidbarometern und mit einem Heberbarometer auf einer Bergtour an der Scesaplana vergleichende Beobachtungen. Die Resultate waren sehr günstig, da die Abweichung beider Barometer vom Quecksilberbarometer kein M. M. überstiegen. Er beehrte mich desshalb auch mit dem Ankauf eines solchen Aneroidbarometers.
Weitere Versuche hatte Herr Weilemann, Assistent bei Herr Prof. Wolf an der hiesigen Sternwarjte, die Güte diesen Spätherbst zu machen.
Er nahm ein Aneroidbaro- meter auf eine Bergtour mit und benutzte zur Vergleichung die Barometer der meteorologischen Stationen, die er im Jahr vorher an Ort und Stelle mit einem Fortain'schen Reisebarometer verglichen und allfällige Correktionen gemacht hatte. Die Resultate waren ebenfalls sehr günstig und zwar folgende:
Barometer auf 0 reduzirt: Sternwarte von Zürich: Q. B. 717,3 M.M.
An. B. 722,3 „
Differenz 5,0 M.M. v. d. Abreise.
Zürich: Q.B. 715,2 M.M. An. B. 720,4 „
5,2 M.M. b.d.Rückkehr. 5,0 -f- 5,25,1 M.M. mittlere Differenz.
Thusis: Q.B. 698,7 M.M. An.B703,8 „
5,1 M.M.0,0Diff.
Splügen: Q.B. 641,0 M.M. An.B. 645,6 „
4,6 M.M.0,5 Diff.
ßellinzoncL '. Q.B.745,7 M.M. An.B. 750,7 „
5,0 M.M. 0,1 Diff.
Locarno: Q.B. 744,7 M.M. An.B. 749,8 „
5,1 M.M. 0,0 Diff.
Faïdo: Q.B. 703,1 M.M. An.B. 708,3 „
4,6 M.M. 0,5 Diff. Âirolo:
Q.B. 667,2 M.M. An.B. 671,9 „
5,3 M.M.f 0,2 Diff.
Gotthard: Q.B. 596,0 M.M. An.B. 601,2 „
4,8 M.M. 0,3 Diff.
Ändermatt: Q.B. 645,4 M.M. An.B. 649,9 M.M.
4,5 M.M. 0,6 Diff.
Diese Versuchsresultate geben uns wiederum den Beweis von der Richtigkeit meiner beschriebenen Ver-gleichungsart zur Bestimmung der Tab. I. A.B., so wie auch die Bestätigung, dass das Aneroïdbarometer beim Steigen und Fallen dem Quecksilberbarometer gleichsteht.
In Folge dieser günstigen Resultate beehrte mich Hr. Frof. Wolf mit dem Ankauf dieses Aneroïdbarometers für die meteorologische Gesellschaft der Schweiz.
Prospekte mit Preisangabe meiner Aneroïdbarometer, die ich in verschiedenen Grossen, von 70 M.M. bis 40 M.M. Durchmesser, und verschiedener Empfindlichkeit verfertige, sind gratis bei mir zu beziehen.
Zürich, 1868.
« F. Gonaachvnia,
Mechanikus.
H. Siber-Gysi.
Auf meiner diesjährigen ( 1868 ) Reise durch die Wal-liser-Alpen in Gesellschaft des Tit. Centralpräsidenten, Hrn. Prof. M. Ulrich, beschäftigte ich mich zum Zwecke der Ergänzung der in den Excursionskarten des S.A.C. mangelnden Höhenangaben, vielfach mit barometrischen Höhenmessungen, welche ich sämmtlich mit dem in diesem Bande beschriebenen Aneroïdbarometer von Goldschmid vornahm und auf das Mittel, der drei barometrischen Stationen Sitten, Grächen und Zürich ( Sternwarte ) berechnete.
Der ganz ungewöhnlich constante Stand des Quecksilberbarometers während der Beobachtungstage lässt die gefundenen Quoten als möglichst richtig, soweit es eben barometrische Messungen erlauben, erscheinen. Es ergaben sich folgende Zahlen, die auf den Excursionskarten nachträglich ihren Platz als barometrische Quoten finden werden. Col de la Louvie 2963 M.; obere Alp de la Louvie, Schwelle der Sennhütte 2486 M.; Fionnay, Plainpied des Restaurant Maret 1548 M.; Mauvoisin, Plainpied des Hotel Gétroz 1856,3 M.; Chanrion, Schwelle der unteren Sennhütte zunächst am Gletscher 2368 M.; Col de l' Evêque 3494 M.; Arolla, Schwelle des Hotel Colon 2035 M.; untere Täschalp 2169,66 M.
Nachdem das Problem der unbeschränkten Anwendung des Aneroidbarometers durch das Instrument des Hrn. Goldschmid gelöst erscheint, so unterliegt es keinem Zweifel, dass dasselbe, je mehr es, wie zu wünschen, Anwendung findet, um so grösseren Nutzen, namentlich in der Richtung stiften wird, dass das Netz der trigonometrischen Punkte unserer Schweizerkarte sich allmälig durch die Intermedialpunkte ergänzt und das Relief- Bild unserer Gebirgswelt auf ungeahnte Weise vervollkommnet wird. Die Behandlung des Instrumentes ist äusserst einfach, es selbst sehr compendiös und keineswegs difficil, seine Uebereinstimmung mit dem Gang der Quecksilbersäule eine durch mehrjährige Erfahrungen positiv constatirte, die angewandte Reduktionsformel eine absolut richtige, indem sie mit den vorzüglicheren bekannten, auf Bruch- theile des Meters stimmt, so dass alle diejenigen, die nicht im Falle sind, ihre Wanderungen im Hochgebirge durch Studien im Dienste der Naturwissenschaft zu würzen, mit diesem Instrumente der Topographie wesentliche Dienste leisten könnten und sich selbst Vergnügen bereiten würden.
Unterhaltung gewährt dasselbe in dem Sinn, dass jeder Zeit durch eine einfache Kopfrechnung die relativen Zahlen, d.h. die senkrechten Abstände zwischen zwei Punkten, zwischen welchen man sich bewegt, gemessen werden können und damit mittelbar das Auge gewöhnt wird, Höhenentfernungen, die auf den contrastlosen, keinen Anhalt bietenden, öden Firn- und Eisfeldern meist unrichtig taxirt werden, richtig zu beurtheilen.
-. 0 mm1,v,.: