Frei aufsteigende Kleinballons mit meteorologischen Registriergeräten
Die unterschiedlichen Aufstiegstechnologien mit ihren jeweils besonderen Anforderungen an die Registrierinstrumente förderten den internationalen Informationsaustausch in der Instrumenten-Entwicklung
Während in Deutschland anfangs die aerologischen Messungen vor allem mit bemannten Freiballons durchgeführt wurden, dominierte im Ursprungsland der Freiballonfahrten, in Frankreich, durch die Aufstiege von Hermite und Besancon zunächst vor allem das aerologische Erforschen der Atmosphäre mit "ballon sondes" = unbemannten Registrierballons. Diese konnten bedeutend größere Höhen erreichen, weil für diese unbemannten Sonden der abnehmende Sauerstoffgehalt der Luft keine Rolle spielte. Aus einer Übersicht Hergesells über die Registrierballon-Aufstiege bis zum Jahr 1897 ("Illustrirte Mittheilungen...", 1897, S. 45) geht hervor, dass bei sieben solcher Aufstiege in Paris Höhen bis zu 14.700 m erreicht wurden. "Am 11.8.1894 erfolgte in Deutschland der erste Registrier-Freiballon-Aufstieg einer Serie von 10 Aufstiegen bis zum 13.5.1897." (Dubois 1993, S. 20). In Berlin war bei einem von zweien solcher Aufstiege im Jahr 1894 sogar eine Höhe von 18.450 m erreicht worden. Das machte besondere Instrumentenentwicklungen notwendig, Instrumente die auch bei -60° C noch einwandfrei messen und registrieren konnten.
Ein Pionier der aerologischen Forschung mit Registrierballons (ballon-sondes) war Léon Teisserenc de Bort (1855 - 1913), der als einer der ersten auf seinem 1896 errichteten privaten meteorologischen Observatorium in Trappes bei Versailles zahlreiche Untersuschungen in der höheren Atmosphäre zwischen 8 und 17 km Höhe mit Wasserstoff gefüllten Papierballons als Träger von Registrier-Instrumenten durchführte. Dabei stieß er auf das systematische Phänomen, dass bei etwa 11 km Höhe die bis dahin kontinuierlich mit der Höhe abnehmende Temperatur nicht weiter sank. Um Messfehler durch Sonneneinstrahlung auf die Thermometer auszuschließen, hatte er zahlreiche Nachtaufstiege zur Kontrolle durchgeführt, die aber das Phänomen bestätigten. So wird er heute zusammen mit Richard Assmann für das Jahr 1902 als Entdecker der Stratosphäre genannt, was als eine der bedeutendsten meteorologischen Entdeckungen des 20. Jahrhunderts angesehen wird. Von 1892 bis 1896 war dieser Aerologie-Pionier der Leiter des Bureau Central Météorologique in Paris, dem er von 1880 bis 1892 schon als Mitarbeiter angehört hatte.
Ein anderes Problem tauchte jedoch beim Einsatz von Registrierballons auf: der Widerspruch zwischen der Trägheit der Instrumente und der Aufstiegsgeschwindigkeit. Während bei einer Freiballonfahrt die Aufstiegsgeschwindigkeit so eingerichtet werden konnte, dass der Ballon langsam an Höhe gewann, stiegen die nicht steuerbaren Registrierballons mit Geschwindigkeiten von bis 230 m/min auf. Auf dieses Problem wies Herr Valentin aus Wien auf der dritten Versammlung der Kommission in Berlin nachdrücklich hin (S. 83 ff im nachstehend bezeichneten Protokoll).
Auf dieser dritten Versammlung der "Internationalen Kommssion für wissenschaftliche Luftschiffahrt" im Jahr 1902 in Berlin, plädierte Prof. Assmann für die Verwendung von Gummiballons anstelle der bis dahin vorwiegend verwendeten Ballons aus Seide, Baumwolle oder Papier. Gummiballons konnten kleiner sein, benötigten weniger Gas, stiegen mit gleichmässiger Geschwindigkeit und zerplatzten in einer Höhe von ca. 20 km, wodurch das Registrierinstrument in viel kürzerer Zeit zur Erde zurückkam und leichter gefunden wurde (Darstellung nach "Protokoll über die vom 20. bis 25- Mai 1902 zu Berlin abgehaltene dritte Versammlung der Internationalen Kommission für wissenschaftliche Luftschiffahrt", Strassburg 1903, S. 81 ff.)
Zu Vergleichszwecken wurden für das Messen des Luftdrucks zum Beispiel parallel Vidie-Dosen im Vergleich mit Bourdon-Röhren eingesetzt. Bei dem hier gezeigten Instrument wird für die Luftdruck-Messung eine Bourdon-Röhre (rechts) und ein Bimetall-Thermometer (in der senkrecht stehenden, silbernglänzenden Verschattungsröhre verdeckt) für die Temperaturmessung verwendet.
2023-12-03