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Uber die Abhangigkeit der Bedingungen fur visuelle astronomische Beobachtungen von der Wetterlage

( V e r i i f f e n t l i c h u n g e n d e r S t e r n w a r t e i n M i i n c h e n Bd.4 Nr.12) Von F. SCHMEIDLER, Miinchen

Mit z Abbildungen. (Eingegangen 1952 November 11) An Hand der Beobachtungen mit dem Miinchner Vertikalkreis, die in einem insgesamt siebenjahrigen Zeitraum,

verteilt auf die Jahre 1940- 1950, ausgefiihrt wurden, wird die Abhsngigkeit der Beobachtungsmaglichkeiten von der Wetterlage statistisch untersucht. Die Hiiufigkeit heiterer N%chte ist am granten im Sp8tsommer. am geringsten in den Monaten April und Dezember; die mittlere Gesamtzahl heiterer Niichte pro Jahr in Miinchen betr&gt 88. Die bei jedem einrelnen Sterndurchgang in einer vierstufigen Skala geschgtzte Bildqualitiit ist im Mittel am besten im Herbst und am schlechtesten im Friihjahr. Von den einrelnen meteorologischen Elementen wirken hoher Luftdruck, hohe relative Feuch- tigkeit und geringe Windstake giinstig auf die Bildbeschaffenheit, die anderen Elemente haben keinen erkennbaren Ein- fluO. Die CroOwetterlage, die fur jeden Beobachtungsabend aus einem vom Bad Kissinger Zentralamt veraffentlichten Katalog entnommen wurde, beeinfluOt die Beobachtungbedingungen merklich; sowohl beriiglich der relativen Hiiufig- keit heiterer N k h t e als auch beriiglich Bildbeschaffenheit erweist sich eine Hochdruckbriicke iiber Mitteleuropa als die giinstigste Wetterlage. Wirklich gute Bildqualitaten treten fast nur bei stabilen Hochdrucklagen auf; die Bildbeschaffen- heit erweist sich als verhtiltnismaOig gutes Kriterium fur die Stabilitat der GroBwetterlage. Alle gerogenen Schliisse sind statistische Resultate, von denen der Einzelfall gelegentlich stark abweichen kann.

1. Allgemeine Bemerkungea Vom Oktober 1940 an wurden vom Verfasser mit dem Vertikalkreis der Sternwarte Miinchen visuelle

Beobachtungen der Deklinationen von Fundamentalsternen ausgefuhrt, iiber deren astronomische Resul- tate an anderer Stelle teils berichtet worden ist, teils noch berichtet werden wird. In der vorliegenden Untersuchung sol1 der Zusammenhang zwischen den astronomischen Beobachtungsbedingungen und der jeweiligen Wetterlage naher untersucht werden. DaB ein solcher Zusammenhang bestehen mu& geht schon aus der trivialen Tatsache hervor, daB astronomische Beobachtungen nur bei wolkenlosem Himmel ausfiihrbar sind; aber auDerdem sind durchaus nicht alle Nichte mit klarem Himmel gleichwertig. Je nach dem Turbulenzgrad der Atmosphare sind die Bilder, die die Sterne im Fernrohr bieten, mehr oder weniger unruhig, und naturgemaB erschwert diese Unruhe exakte astronomische Messungen erheblich. Das fiihrt soweit, daB in extrem unruhigen Nachten Mikrometermessungen am besten ganz unterlassen werden.

Die hier diskutierte MeBreihe iiberdeckt, allerdings mit Unterbrechungen, einen Zeitraum von zehn Jahren, namlich von Oktober 1940 bis September 1950 einschlieBlich ; zu letzterem Zeitpunkt verlieB der Verfasser Miinchen fur die Dauer eines Jahres, und die nach der Riickkehr wieder aufgenommenen. im Oktober 1951 beginnenden Reobachtungen, die zur Zeit noch im Gange sind, sind in die Bearbeitung nicht eingeschlossen. Auch der Zeitraum 1g40-1g50 ist nicht liickenlos besetzt ; teils durch voriibergehende Abwesenheit des Beobachters, teils infolge von Schaden am Instrument weist die Beobachtungsreihe fol- gende Liicken auf:

1942 Jan. 1942 Sept. 1943 NOV. 1944 Juni

I947 Aug.

I949 SePt-

1946 Dez.

1948 Mai

I bis 1942 Febr. 20 12 bis 1942 Sept. 25 18 bis 1943 Dez. I 13 bis 1946 Mai 17 19 bis 1947 Juni 15 24 bis 1947 Sept. 25 I bis 1948 Aug. 20

24 bis 1949 Okt. 18

Schaden am Instrument Abwesenheit des Beobachters Abwesenhei t des Beobachters Beschadigung des Instruments durch Luftangriff Lichtleitung zerstort Fadennetz zerstort Abwesenheit des Beobachters Abwesenheit des Beobachters.

Die gesamtc Dauer aller Unterbrechungen betragt etwa drei Jahre, die Beobachtungsreihe entspricht daher einer zeitlichen Gesamtdauer von sieben Jahren, doch wechselt der Vollstindigkeitsgrad mit der Jahreszeit erheblich.

Innerhalb des genannten Zeitraums wurden in 607 Nachten mehr als 3400 Beobachtungen von Fix- sternen ausgefiihrt, deren jede aus zwei Durchgangen durch das auf Meridiannahe gestellte Fernrohr bestand ; bei beiden Durchgangen wurde eine eigene Schatzung der Bildqualitat notiert, so daB ein Material von beinahe 7000 Schatzungen vorliegt. Bei der Bearbeitung wurden die Bildschatzungen von zwei Durch- gangen des gleichen Sterns, die stets im Abstand weniger Minuten aufeinander folgten, gemittelt, obgleich es gelegentlich vorkam, daB innerhalb dieser wenigen Minuten die Bildqualitat sich erheblich Bnderte.

158 F. SCHMBIDLBR: Uber die Abhhgigkeit der Bedingungen fiir visuelle astronomische Beobachtungen

Gegeniiber der Untersuchung des Zusammenhangs der Bildqualitaten mit der Wetterlage darf ein grundsatzlicher Einwand nicht verschwiegen werden. Die Adage der gesamten Beobachtungsrelhe erfolgte ausschlieBlich nach astronomischen Gesichtspunkten, die ihr primarer Zweck waren. Ein Zu- sammenhang rnit der Wetterlage kann nur als Nebenprcdukt abfallen, und es ist unvermeidlich, daB die gewonnenen Daten meteorologisch nicht immer einwandfrei reprasentativ sind. Auswahleffekte, die durch rein astronomische Griinde bedingt sind, sind zu erwarten und es wird nicht immer moglich sein, sie quan- titativ zu erfassen und zu beriicksichtigen. In den folgenden Untersuchungen wird mehrfach auf solche Auswahleffekte hingewiesen werden.

Den breitesten Raum muB notwendigerweise die Frage einnehmen, wie das Aussehen der Bilder der Sterne im Fernrohr mit verschiedenen meteorologischen Faktoren zusammenhangt. Der Lichtstrahl, den der Beobachter am Okular empfangt, ist eine Art Integrator durch die ganze Atmosphare, der alles wider- spiegelt, was ihm unterwegs an Verzerrung z u g e s t o h ist. Allerdings tragen nach der Theorie die oberen Luftschichten weniger d a m bei ; jedoch wird sich zeigen. daI3 ihr EinfluB keineswegs vernachlassigt werden darf. Tatsachlich zeigt sich bereits nach kurzer Zeit in einer astronomischen MeBreihe, daB die Wetterlage einen unverkennbaren EinfluB auf das Aussehen der Sterne im Fernrohr hat. Das geht soweit, daD ein erfahrener Beobachter am Abend, noch ehe er im Fernrohr einen Stem gesehen hat, haufig aus der Wetter- lage schon eine Vermutung iiber die Bildqualitat ableiten kann, die in der Mehrzahl der Falle richtig ist. Beinahe noch interessanter ist die Moglichkeit einer Prognose im umgekehrten Sinn, namlich der Riick- schluB von der beobachteten Bildbeschaffenheit auf die voraussichtliche Entwicklung der Wetterlage. Der Verfasser konnte in zahlreichen FUen beobachten, daB der Abbau eines Hochdruckgebietes sich ein bis zwei Tage vorher rnit einer Verschlechterung der Bildqualitat ankundigt, was vielleicht eine Folge des in der Hohe beginnenden Einstriimens anderer Luftmassen ist. So konnten in verschiedenen Fallen Progne sen beziiglich der Bestandigkeit bzw. Abbaugeschwindigkeit der augenblicklichen Wetterlage gestellt werden ; obgleich wie bei allen meteorologischen Prognosen immer wicder Fehlschlage auftraten, waren die erzielten Erfolge in vielen Fallen so verbliiffend, daB allein von diesem Gesichtspunkt aus eine syste- matische Untersuchung dieser Zusammenhiinge aussichtsreich erscheint.

Eine Untersuchung des Zusammenhangs zwischen astronomischen Bildern und meteorologischen Elementen ist auch von E. WAHL l) in zwei gleichbetitelten Arbeiten fur die Beobachtungen auf der Stern- warte Berlin-Babelsberg und zusatzlicher Benutzung von Beobachtungen von C. HOFFMEISTER wahrend eines einjahrigen Aufenthalts in Windhuk ausgefiihrt worden. Die vorliegende Untersuchung stellt eine entsprechende Bearbeitung fur Miinchen dar, versucht aukrdem iiber die Arbeiten von WAHL durch eine weitergehende Differenzierung nach der Wetterlage hinauszugehen.

Die Miinchner Beobachtungen sind, wie schon erwahnt, rnit dem Vertikalkreis ausgefiihrt. einem Instrument mit 19 cm Objektivdurchmesser und 2.50 m Brennweite; fur alle Beobachtungen ist 35ofache VergroBerung benutzt. Bei der Beurteilung des Aussehens der Sterne muate in Strenge, wie auch WAHL hervorhebt, zwischen Bildruhe und Bilddefinition unterschieden werden. Die Erfahrung zeigt jedoch, daI3 beide Effekte meist gleich stark vorhanden sind ; schlecht definierte Bilder sind meist auch unruhig und umgekehrt. Die nicht sehr haufigen Abweichungen von dieser Regel schienen dem Verfasser ein bemerkens- wertes Verhalten zu zeigen; es kommt nur selten vor, daB ein Bild gut definiert ist, aber grok Unruhe zeigt ; wenn Ruhe und Definition des Bildes verschieden sind, dann meist in dem Sinn, daB das im ganzen ruhige Bild schlechte Definition zeigt. Eine unterschiedliche Notierung von Bildruhe und Bilddefinition erfolgte jedoch nicht, allein schon aus dem Grund, weil das moglicherweise eine zu starke Ablenkung des Beobachters von dem eigentlichen MeBvorgang hatte bedingen konnen und auch weil es angesichts der meist erfiillten Parallelitat beider GroBen unnotig erschien.

Die Schatzung der Bildqualitat erfolgte in einer Skala von vier Stufen, in der I sehr gute und 4 sehr schlechte Bilder bedeuten. Es wurde bewuDt unterlassen, die Zuordnung der Bilder zu diesen Stufen durch irgendwelche objektiven Merkmale, etwa Durchmesser des durch Unruhe vergrooerten Sternscheibchens festzulegen, sondern die Schatzung vollkommen dem unmit telbaren Eindruck iiberlassen. Die Erfahrung zeigt, daB ein Beobachter schon nach kurzer C'bung eine solche ,,subjektive Skala" mit vollkommener Sicherheit zu handhaben versteht. Bildqualitat I kommt beinahe nie vor, dennoch muBte naturgemaI3 fur die ganz seltenen F U e vollkommen ungestorter Bilder diese Stufe in der Skala vorgesehen werden; daB sie fast nie eintritt, ist verstandlich, da die Atmosphare fast nie in allen Schichten vollkommen frei von Turbulenz ist. Zwischen den Hauptstufen wurden noch Zwischenstufen eingeschaltet, zwischen 2 und 3 etwa die Zwischenstufen 2-3 und 3-2; dann zeigte die Erfahrung, daB Bildqualitaten besser als 2-3 sehr selten sind, wahrend Bilder schlechter als 4 zwar vorkommen, aber einen atmospharischen Zustand bezeichnen, bei dem meist iiberhaupt nicht beobachtet werden konnte. Daher ist praktisch der gesamte Bereich, innerhalb dessen die Bildqualitat variiert, auf den Bereich der 15 Stufen zwischen 2-3 und 4 zusammengedrhgt. Das ist im Hinblick auf die unten folgenden Resultate wichtig, denn systematische Unterschiede der Bildqualitat von etwa einer halben Stufe sind schon als erheblich anzusehen.

and 59.49 (1944. 1) E. WAHL, Die Bildruhe bei astronomischen Beobachtungen. ein Turbulenzkriterium. Gerlands Beik. 58.370

F. SCBMEIDLBR: & die Abhtlngigkeit der Bedingungen fiir visuelle astronomische Beobachtungen 169

Uber die zahlenmaBige Verwertung der geschatzten Bildqualitaten ist noch zu sagen, daB bei allen Mittelbildungen die Zwischenstufen in der Weise behandelt wurden, da8 2-3 gleich 2.40 und 3-2 gleich 2.70 gesetzt wurde; die anderen Zwischenstufen wurden entsprechend behandelt.

2. Die mufigkeit klarer NIchte Abgesehen von der weiter unten besprochenen Abhangigkeit der Bildbeschaffenheit von der Wetter-

lage bietet schon die Haufigkeitsverteilung derjenigen Nachte, die fiir astronomische Beobachtungen geeignet skd , meteorologisches Interesse. Die Beobachtungen des Verfassers waren auch bei geringer Storung durch Wolken oder Schleier noch ausfiihrbar ; eine Absorption des Sternlichts war, solange sie gering war, ohne storerrden EinfluB. Man muB erwarten, da13 gewisse Wetterlagen fiir die Beobachtungs- mliglichkeiten besonders giinstig und andere besonders ungiinstig sind. Deshalb wurde eine Auszahlung der Verteilung der 607 Beobachtungsabende auf die verschirdenen Wetterlagen ausgefiihrt. Als Klassi- fikation der Wetterlagen wurde dic jenige des Zentralamts des Deutschen Wetterdienstes der US-Zone in Bad Kissingen gewahlt, fur die ein Katalog der GroBwetterlage fur jeden Tag der Jahre 1881-1950 vorliegt 1). In kurzer Charakterisierung sollen hier die 18 verschiedenen GroBwetterlagen der Kissinger Klassifizierung wkderholt werden :

W BM HM sw NW HN HB N TrM TM TB TrW S SE H F HNF NE w w

Westwetter Hochdruckbriicke iiber Mitteleuropa Zentralhoch iiber Mitteleuropa Siidwestlage, Hoch im SE, Tief iiber Nordatlantik Nordwestlage, Hoch iiber Westeuropa Hoch iiber dem Nordmeer Hoch iiber den Britischen Inseln Nordlage, Hoch iiber der Nordsee, Tief iiber Osteuropa Trog iiber Mitteleuropa abgeschlossenes Tief uber Mitteleuropa abgeschlossenes Tief uber den Britischen Inseln Trog iiber Westeuropa Siidlage, Hoch iiber Osteuropa, Tief iiber Westeuropa Siidostlage, Hoch iiber Osteuropa, Tief iiber dem Mittelmeer abgeschlossenes Hoch iiber Fennoskandien abgeschlossenes Hoch iiber Fennoskandien und Nordmeer Nordostlage, Hochdruckbriicke von den Azoren bis Fennoskandien Winkel wes t lage

Die GroBwetterlagen BM, HM und HB sind in Nitteleuropa stets antizyklonal, die GroBwetterlagen TrM, TM, TB, TrW und Ww stets zyklonal, bei allen anderen Lagen kann sowohl eine in Mitteleuropa zyklonale als auch antizyklonale Auspragung vorkommen; beide Fdle werden durch die angehangten Buchstaben z und a bezeichnet, also z. B. NWz und NWa. Bei den Nordostlagen rechnet die Bad Kissinger Klassifikation alle Fiille der Monate Oktober bis Mai als zyklonal, alle Falle der Monate Juni bis September als antizyklonal. Damit liegm insgesamt 28 verschiedene GroBwetterlagen vor; die Zahl erhiiht sich auf 29, nactdem bei den Westwetterlagen nicht zwei, sondern sogar drei Formen unterschieden werden, je nach dem, ob das Subtropenhoch in normaler Lage (Wz), in zu nordlicher Lage (Wa) oder in zu siidlicher Lage (Ws) gelegen ist. Gelegentlich lassen sich Tage keiner GroBwetterlage zuordnen und sind als Ubergangs- lage (u) gekennzeichnet.

Kahere Einzelheiten und typische Kartenbilder fur jede dieser GroBwetterlagen sind in der genannten Veroffentlichung des Bad Kissinger Zentralamtes enthalten. Aus dieser wurde fur jeden der 607 Beobach- tungsabende die GroBwetterlage des betreffenden Tages entnommen. Die dadurch erhaltene Verteilung der heiteren Abende ist aber noch nicht schlechthin reprasentativ. Wenn z. B. unter den GroBwetterlagen der 607 Beobachtungsabende eine bestimmte sehr selten auftritt, dann kann das entweder daran liegen, daO bei der betreffenden Lage meist bewolktes Wetter herrscht oder daran, daB diese Lage iiberhaupt sehr selten vorkommt. Um diese beiden Dinge zu trennen, mu13 man fur jede Wetterlage auhrdem die Wahr- scheinlichkeit klaren Wetters bestimmen, was in der folgenden Weise geschah. Die mittlere Zahl von Beobachtungsabenden pro Jahr ist, wie aus der weiter unten folgenden Aufstellung hervorgehen wird, gleich 88; wenn eine bestimmte Wetterlage unter den insgesamt 607 Beobachtungsabenden in z F a e n auftritt, dann ist

88 Z Y = - -

607 die Zahl von Abenden pro Jahr, an denen bei der betreffenden GroBwetterlage klares Wetter herrscht. Andrerseits kann die Zahl R aller Tage pro Jahr mit dieser GroBwetterlage aus der prozentualen Haufig-

1) P. HESS und H. BREZOWSKY, Katalog der GroBwetterlagen Enropaa. Berichte dee Deutschen Wetterdienstes in der US-Zone Nr. 33, Bad Kissingen 1952.

160 F. SCHYPIDLBB: ober die Abhangigkeit der Bedingangen frir visnelle astronomische Beobachtungen

keit dieser Lage, die in der Bad Kissinger Veroffentlichung mitgeteilt ist, bestimmt werden und dann ist 1 W-- - R

die Wahrscheinlichkeit, daB an einemTag mit der diskutierten GroBwetterlage wolkenloses Wetter herrscht . Die erhaltenen absoluten und relativen Haufigkeiten klarer Abende bei den verschiedenen Wetterlagen gibt die Tabelle I.

T a b e l l e I. Z a h l k l a r e r A b e n d e (2) u n d W a h r s c h e i n l i c h - k e i t h e i t e r e n W e t t e r s (W) b e i v e r s c h i e d e n e n

G r o O w e t t e r l a g e n

antiz!

Wa BM HM SWa NWa HNa HB Na

Sa SEa HFa HNFa NEa

lonale Lagen Z

54 66 I39

19 37 26 7

I1

9

23 7 16

I2

42 6

W

0.36 0.47 0.48 0.23 0.15 0.39 0.32 0.23

0.17

0.24 0.23 0.28

0.22

0.29

zyklonale Lagen

ws WE

swz NWz HNz

Nz TrM TB TrW SZ SEz HFz HNFz NEZ TM w w ii

z

5 67

I 0

4 I

7 I1 22

13 2 2

4 4 6 8

3 I2

I81

W

0.06 0.18

0.40 0.04 0.04

0.09

0.40 0.23

0.05 0.23

0.07

0.12

0.10

0.12

0.11 0.21 - 0.15

Unter dem Strich steht in Tabelle I beiZ die Summe, bei W das arithmetische Mittel aller Einzelwerte. Ein erster Blick zeigt die bemerkenswerte Tatsache, daB alle Wetterlagen unter den 607 Beobachtungs- abenden wirklich vertreten sind ; selbst Lagen, von denen man extrem ungiinstige astronomische Bedin- . gungen erwarten sollte, wie z. B. TM oder Ww kommen vor. Es gibt also keine GroBwetterlage, bei der klares Wetter a priori unmdglich ware. Wie nicht an ers zu erwarten, iiberwiegen sowohl in der absoluten wie auch der relativen Haufigkeit klaren Wetters die antizyklonalen Lagen gegenuber den zyklonalen, obgleich in einzelnen Fallen bemerkenswerte Ausnahmen vorliegen wie z. B. bei den Siidwestlagen. Mit Abstand die meisten, etwa ein Viertel aller Beobachtungsabende entfallen auf die Lage HM, Zentralhoch uber Mitteleuropa; aber auch die Westlagen sind unerwartet haufig vertreten und zwar absolut sogar in der zyklonalen Form etwas haufiger. SchlieBlich ist noch die der HM-Lage nahe verwandte Bruckenlage BM haufig vorhanden. wahrend alle restlichen Lagen verhaltnismaI3ig selten auftreten.

Ein Blick auf die relativen Wahrscheinlichkeiten W zeigt als erstes die Tatsache, daB W bei keiner Lage den Wert 0.5 iibersteigt ; es gibt also keine Wetterlage, bei der klares Wetter wahrscheinlicher als truber Himmel ware. Allerdings erreichen die beiden gunstigsten Lagen HM und BM beinahe die Wahr- scheinlichkeit 0.5. Von beiden leuchtet unmittelbar ein, warum sie fur astronomische Beobachtungen giinstig sind. Drei andere Lagen, die mit nicht wesentlich geringerer Wahrscheinlichkeit klares Wetter bringen, sind aber iiberraschend und nur aus der besonderen geographischen Lage Munchens zu verstehen; das sind die Lagen TB, SWz und Wa, bei denen W zwischen 0.35 und 0.40 liegt. Die einfache Erklarung ist, daB bei TB und SWz Lagen am Nordrand der Alpen meist Fohn herrscht, wahrend antizyklonale Westlagen (Wa) stets dann auftreten, wenn bei einer Westlage die Frontalzone weit nach Norden vor- geschoben ist und daher Miinchen durch seine siidliche Lage noch in das antizyklonale Gebiet zu liegen kommt. Tatsachlich weisen die Wa-Lagen in Munchen haufig die gleiche Witterung auf wie die Hoch- drucklagen HM.

DaB die antizyklonalen Lagen HNa und HB verh2ltnismaBig g r o k Wahrscheinlichkeit heiteren Wetters aufweisen, ist verstkdlich, ebenso das relativ seltene Vorkommen klaren Wetters bei den zyklo- nalen Lagen. Bemerkenswert ist der niedrige Wert W = 0.18 bei den zyklonalen Westlagen (Wz), der beweist, daB das absolut haufige Auftreten heiterer Abende bei dieser Wetterlage nicht eine Folge gunstiger Bedingungen dieser Lage ist, sondern einfach daher riihrt, daB die zyklonale Westlage in Mitteleuropa die uberhaupt haufigste GroBwetterlage ist.

Notwendigerweise mu13 dieser Aufstellung eine statistische Unvollkommenheit anhaften, die durch astronomische Gesichtspunkte bedingt ist. An Abenden, die zwar heiteres Wetter, aber extrem unruhjge

F. SCHMEIDLER: uber die Abhhgigkeit der Bedingungen fiir visuelle astronomische Beobachtungen 161

Luft aufwiesen, wurde haufig auf die Ausfuhrung von Beobachtungen verzichtet. Obgleich die Zahl solcher Abende nicht groB war, ist dennoch durch sie eine Verschiebung der Statistik in dem Sinne zu erwarten, da13 die absolute Haufigkeit der zyklonalen Lagen zu klein herauskommt; denn es wird sich unten zeigen, da13 extrem schlechte Bildqualitaten meist (allerdings nicht ausschliel3lich !) bei zyklonalen Lagen vorliegen. Es gibt keine Moglichkeit, diesen Effekt zahlenmaBig abzuschatzen, er sollte aber nicht allzu vie1 bewirken.

Die Verteilung der heiteren Abende auf die Kalenderdaten des Jahres ist. wie sich erfahrungsgemiiB zeigt, nicht nur zufallig ; die hier zutage tretenden GesetzmaBigkeiten sind dem Meteorologen als Singulari- taten bekannt. Jeder Monat des Jahres wurde in drei Dekaden geteilt und die Zahl der heiteren Abende pro Dekade gezahlt; fur die dritten Dekaden derjenigen Monate, deren E n g e von 30 Tagen abweicht, wurde die Zahl der Beobachtungsabende durch Anbringung eines entsprechenden Faktors auf eine echte zehntagige Dekade reduziert. Durch Bildung des arithmetischen Mittels uber alle die Jahre, in denen in der betreffenden Dekade der Beobachtungsbetrieb gerade nicht unterbrochen war, ergibt sich dann die mittlere Zahl der heiteren Abende.

Bei einer solchen Aufstellung tritt wiederum ein erheblicher Auswahleffekt ein. Astronomische Griinde, die m. E. mit der raschen Zunahme der Tageslange im Friihjahr zusammenhangen. bringen es mit sich, daB in dieser Jahreszeit ein wesentlich grokres Beobachtungsprogramm in kiirzerer Zeit erledigt werden mu13 als in den Herbstmonaten. Daher wurden im Friihjahr auch Abende zweifelhaften Wetters (selbst mit teilweiser Bewolkung) ausgenutzt, wahrend im Herbst nicht nur zweifelhafte, sondern gelegent- lich auch einwandfreie Abende ungenutzt blieben. Ein Versuch, diesen ,,Ausnutzungsfaktor" als Punktion der Jahreszeit zu bestimmen, wurde in der folgenden Weise unternommen. Fiir diejenigen drei Wetter- lagen, die absolut und relativ haufig vorkommen, namlich die Lagen HM, BM und Wa, wurde fiir jeden Monat nach dem Bad Kissinger Katalog die Zahl der Tage ausgeziihlt, an denen diese Lagen herrschten; der Prozentsatz derjenigen dieser Tage, die in der Liste der Munchner Beobachtungsabende auftreten, gibt die Haufigkeit a l s Funktion des Monats wieder, mit der die betreffende Wetterlage fiir astronomische Beob- achtungen ausgenutzt wurde. Diese Haufigkeit muB im Friihjahr groB und im Herbst klein sein, ihr Mittel- wert uber das ganze Jahr mu13 ungefahr dem wirklichen Prozentsatz ausnutzbarer Abende bei diesen drei Wetterlagen entsprechen. Das Resultat ist in Tabelle 2 enthalten.

T a b e l l e 2. A u s n u t z u n g s f a k t o r d e r d r e i L a g e n HM. BM, W a

I J-. 38 15 0.40 Febr. 40 17 0.42 M&z 59 35 0.60

46 19 0.41 26 12 0.46

April Mai Juni 73 29 0.40 JUli 86 32 0.37 Aug. 73 26 0.36 Sept. 82 25 0.31 Okt. 74 20 0.27 Nov. 43 '4 0.33 Dez. 59 15 0.26

0.042 0.125 0.208 0.292 0.375 0.458

.0.542 0.625 0.708 0.792 0.875 0.958

$ = 0.38 (I + 0.24 cos 2 n ( A -0.243)) =0.38 F darstellen, die, wie zu erwarten war, den hochsten Ausnutzungsfaktor Ende Marz und den geringsten Ende September ergibt. Durch diesen Faktor F, der durch (2) definiert ist. sind alle Zahlen heiterer Abende pro Dekade zu dividieren, um die wirkliche Haufigkeit astronomisch brauchbarer Abende zu erhalten. Die Methode der Bestimmung des Ausnutzungsfaktors F ist sicher nicht vollkommen einwandfrei, aber die korrigierten Zahlen sollten doch der Wahrheit naher liegen als die unkorrigierten. Das Resultat zeigt die T a m e 3.

1) Reichsemt fiir Wetterdienst, Hhfigkeitstabellen flugmeteorologischer Beobachtungen, p. 65 (1938).

Astron. Nachr. Ed. 181. 11

Unter p ist der Prozentsatz der ausgenutzten Abende verstanden. Der Jahresgang mit einem Maxi- mum im Friihjahr und einem Minimum im Herbst ist klar erkennbar. Der Wert von p fiir Dezember fallt offensichtlich aus dem sonst sehr gleichmaBigen Gang heraus, was eine Folge der in diesem Monat besonders haufigen Nebelbildung ist. Tatsachlich zeigen die Munchner meteorologischen Beobachtungen l) fur den Abendtermin eine scharfe Spitze der NebelhHufigkeit im Dezember. Der naheliegende Ausweg, zur Er- mit tlung eines einwandfreien Wertes fiir Dezember Wet terla gen heranzuziehen, die keine Nebelbildung zur Folge haben, scheitert daran, daB diese Lagen nicht haufig genug vorkommen, um statistisch verwert bare Zahlen zu liefern.

Die Zahlen p der Tabelle z lassen sich als Funktion des Jahresbruchteils A durch die Formel

162

Monat

Jan

Febr.

Miirz

Apr .

Mai

Juni

F. SCHMEIDLER: Ober die Abhagigkeit der Bedingungen fur visuelle astronomische Beobachtungen

T a b e l l e 3. Z a h l k l a r e r A b e n d e p r o D e k a d e

Dekade

I I1 I11 I I1 111 I I1 111 I I1 I11 I I1 I11 I I1 111

Zahl der Abende unkorr.

2.2 1.9 2.7 1.7

3.7 3.' 2.6 3.6 1.4 3.5 1.5 2.5 3.4

3.2 1.8 3.5

2.2

2.1

korr.

2.2 1.8 2.4 1.5 1.9 3.1 2.5 2.1

2.9 1.1 2.8 1.2 2.1 2.9 1.9 3 .o 1.7 3.5

Summe fur Monat unkorr.

6.8

7.6

9.3

6.4

8.0

8.5

korr.

6.4

6.5

7.5

5.1

6.9

8.2

-

Monat ---

Juli

Aug.

Sept .

Okt.

Nov.

Dez.

Dekade

I I1 I11 I I1 111 I I1 111 I I1 I11 I I1 111 I I1 111

ZaN der Abende unkorr.

2.6 2.3 3.0 2.5 2.7 3.1 2.6 I .8 2.6 2.6

1.5 1.4 1.5 2.7 2.5 1.5

2.1

1.1

korr.

2.7 2.5 3.3 3.0 3.2 3.8 3.4 2.4 3.5 3.4 2.7 1.9 1.7 1.8 3.2 2.7 1.6

-

1.1

Summe fur Monat unkorr.

7.9

8.3

7.0

6.2

5.6

5.1

korr.

8.5

10.0

9.3

8.0

6.7

5.4

Eine Summierung iiber die (unkorrigierten) Zahlen der Tabelle 3 gibt als mittlere Gesamtzahl heiterer Abende pro Jahr 86.7; das ist aber, da alle Dekaden als echte iotagige Dekaden betrachtet waren, die An- zahl von Beobachtungsabenden pro 360 Tage; daraus folgt, daI3 unter den Miinchner klimatischen Verhalt- nissen in einem 365tagigen Jahr im Mittel

gerechnet werden kann. Diese Zahl bezieht sich auf den mittleren Ausnutzungsgrad der Beobachtungsreihe des Verfassers ; bei zusatzlicher Ausnutzung zweifelhafter Abende in allen Jahreszeiten kann sie etwas erhoht werden.

Aus den unkorrigierten Monatssummen geht hervor, daI3 beziiglich der Zahl von Beobachtungsaben- den im Mittel der Monat Marz an der Spitze liegt, dann folgen die ungefahr gleich stark vertretenen Monate Mai, Juni. Juli, August : die geringste Zahl von Beobachtungsaber-den weisen November und Dezember auf. Nach Anbringung des Korrektionsfaktors andert sich das Bild teilweise erheblich. Jetzt erweisen sich, wie an sich zu erwarten war, August und September als die giinstigsten Monate, wahrend der Marz nur noch durchschnittlich ist : die Tatsache, daO dieser Monat die absolut hochste Zahl von wirklichen Beobachtungs- abenden aufweist, ist also nur eine Folge der im Friihjahr gebotenen Notwendigkeit, auch Abende zweifel- haiter Wetterbcdingungen auszunutzen. Die nach Anbringung des Korrektionsfaktors ungiinstigsten Mo- nate sind April und Dezember. Ganz allgemein sind entsprechend den korrigierten Zahlen die Winter- monate wesentlich ungiinstiger als die Sommermonate. Eindrucksvoll ist das Haufigkeitsmaximum irn Monat August, in dem jrden dritten Abend mit astronomisch brauchbarem Wetter gerechnet werden kann ; andererseits kann aber auch von keinem Monat gesagt werden, daI3 er fast vollstandig ausfiele.

Die Zahl der heiteren Abende pro Dekade zeigt den Zusammenhang mit den meteorologisch be- kannten Singularitaten ; wicder ist zwischen den unkorrigierten und den korrigierten Werten zu unter- scheiden. Aus den unkorrigierten Zahlen folgen hervorragend giinstige Pericden Ende Februar, Ende Marz, Mitte April, Mitte Mai und Ende Juni; auhrgewohnlich schlechte Pericden sind Aniang und Ende April, die bciden ersten Novemberdrittel und die beiden letzten Dezemberdrittel. Nur einige dieser mar- kanten Punkte lassen sich mit den bekannten Singularit aten in Zusammenhang bringen, wahrend umge- kehrt mehrere wohlbekannte Singularitaten in den unkorrigierten Zahlen der Tabelle 3 iiberhaupt nicht in Erscheinung treten, z. B. der Altweibersommer um Ende September. Die Anbringung des Korrektions- faktors andert auch hier das Bild. In den korrigierten Zahlen sind die urspriinglich so auffa.'ligen Spitzen von Ende Febr., Ende Mar, und Mitte April zwar noch vorhanden, aber erheblich abgeschwacht, wahrend andere Periaden in den Vordergrund treten. Die dritte Augustdekade, die im Mittel beinahe vier heitere Abende erwarten la&, ist die beste im ganzen Jahr, Ende Juni und Ende September (Altweibersommer !) sind fast ebenso gut. Anfang und Ende April sowie Ende Dezember (Weihnachts-Depression !) ist dagegen nicht wesentlich mehr als ein Abend pro Dekade zu erwarten.

Zweifellos wiirden die Singularitaten besser hervortreten, wenn das Jahr in kiirzere Abschnitte geteilt wiirde, da die Bindung an die KaleLderdaten bei den gut gesicherten F a e n meist einen Spielraum von weniger als 10 Tagen aufweist. Aber ein Versuch, das vorhandene Material nach Pentaden aufzuteilen, fiihrte zu sehr kleinen Zahlen, die statistisch nicht mehr reprasentativ sind. Aber auch in den Dekaden- Mitteln der Tabelle 3 treten verschiedene meteorologisch wohlbekannte Singularitaten auf. 2. B. spiegelt sich unverkennbar in der

mit 88 astronomisch brauchbaren Abenden

giinstigen drit ten Januar-Dekade die Hochwintersingularitat von Ende Januar ungiinstigen zweiten Juni-Dekade der haufige Kate-Riickfall um Mitte Juni (Schafkalte !)

F. SCHMEIDLER: ober die Abhbgigkeit der Bedingungen fur visuelle astronomische Beobachtungen 163

giinstigen Periode Ende September/Anfang Oktober der Altweibersommer ungiinstigen dritten Dezember-Dekade die Weihnachts-Depression.

Die meisten Dekaden der Tabelle 3, die entweder auhrgewohnlich vide oder wenige Beobachtungs- abende aufweisen, aber nicht unmittelbar an eine unter einem bestimmten Namen bekannte Singularitat erinnern, lassen sich aus der Tabelle I1 des Bad Kissinger Katalogs erklaren, in der die Haufigkeit der West- lagen (W) einerseits und der Hochdrucklagen (HM, BM) andererseits fiir jeden Tag des Jahres eingetragen sind. In den meisten Fallen sind besonders giinstige (bzw. ungiinstige) Dekaden aus der hier diskutierten Beobachtungsreihe dadurch ausgezeichnet, daB zu der betreffenden Zeit die Hochdrucklagen besonders haufig (bzw. selten) oder die Westlagen besonders selten (bzw. haufig) sind oder oft sogar beides der Fall ist. Einige Faille singularer Dekaden der Tabelle 3 bleiben allerdings auf dieser Basis vollkommen unerklarbar ; es sind das die zweite Januardekade, die erste des Juni, die letzte des Juli und erste des August, sowie schlieDlich die dritte Novemberdekade. Besonders laDt sich fur die beiden Dekaden vom 21. 7. bis 10. 8 keine Erklarung finden. die besonders viele Beobachtungsabende aufweisen, obgleich nach dem Bad Kis- singer Katalog in diese &it ein sehr hohes Maximum der Westlagen fallt.

Es muD in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, daB zweifellos ein zehnjahriger Zeit- raum, von dem nur sieben Jahre voll besetzt sind, nicht lang genug ist, um alle Singularitaten einwandfrei zu reproduzieren. Den gegebenen Daten fdlt aus diesem Grund nur eine beschrankte Beweisfahigkeit zu, vor allem 1aDt sich aber in keinem Fall entscheiden, ob einzelne Abweichungen des hier gefundenen Ablaufs der Singularitaten von dem in Mitteleuropa ublichen etwa auf besonderen Anomalien des Voralpengebiets beru hen.

3. Bildqualitiit als Funktion giuBerer Umstilade Fur jede einzelne Beobachtung wurde zunachst das arithmetische Mittel der Bildbeschaffenheit bei

beiden einzelnen Durchgangen ermittelt. Unter den so erhaltenen uber 3400 Bildschatzungen ist natur- geman ein taglicher Gang, ein jahrlicher Gang und eine Abhangigkeit von der Zenitdistanz des Sterns zu erwarten. Beziiglich des taglichen Ganges stellte sich, wie nicht anders zu erwarten war, heraus, daB er wesentlich deutlicher in Erscheinung tritt, wenn die Beobachtungen entsprechend ihrer Zeit relativ zum Sonnenuntergang geordnet werden, als bei einer Ordnung nach der Tagesstunde. Deshalb wurde von jeder Beobachtung festgestellt, wie lange Zeit nach Sonnenuntergang sie stattfand und daraus der zeitliche Gang der Bildqualitat wahrend der Abendstunden abgeleitet. Tabelle 4 gibt die mittlere Bildbeschaffenheit fur alle vollen Stunden nach Sonnenuntergang, wobei zu einem Mittel fur die Zeit t alle zwischen t -0ob5 und t + 0!5 ausgefiihrten Beobachtungen zusammengefaot sind.

Es zeigt sich deutlich eine allerdings nicht sehr grofk Zeitabhangigkeit in dem Sinn, daB unmittelbar nach Sonnenuntergang die Bildbeschaffenheit schlecht ist, dann rasch besser wird und etwa sechs Stunden nach Sonnenuntergang, im Jahresmittel also um Mitternacht, wieder abnimmt. Das stimmt iiberein mit den Erfahrungen iiber denTagesgang der Turbulenz, die in denNachmittags- und friihen Abendstunden ab- nimmt, aber kurz vor Mitternacht ein sekundares Maximum erreicht, welches erstmalig von LETTAU l) ge- funden wurde. Auch die von WAHL a) durchgefiihrte Bearbeitung der Bildschatzungen in Berlin-Babels- berg zeigt das Nebenminimum der Bildqualitat kurz vor Mitternacht. Als &it ist in den bisherigen Beob- achtungsreihen etwa 2zh geiunden worden, wahrend sie bei den hier untersuchten Beobachtungen um Mit- ternacht selbst, vielleicht sogar ein wenig splter liegt. Dennoch diirfte kein Zweifel bestehen, daB die hier vorliegende Abnahme der Bildqualitat um Mitternacht eine Folge und damit eine unabhangige Bestatigung

T a b e l l e 4. V a r i a t i o n der B i l d q u a l i t g t m i t d e r Z e i t n a c h S o n n e n - T a b e l l e 5. B i l d q u a l i t B t a l s F u n k t i o n d e r

u n t e r g a n g Z e n i t d i s t a n z

0 I 2

3 4 5 6 7

103 3.57 0-10 467 2.91 2.93 -0.02 3.27 I0 - 20 517 3.03 2.98 +0.05

20-30 487 3.01 3-04 -0.03 3.11 3.11 0.00 766 3.19 30 - 40 378

280 3.17 40 - 50 595 3.20 3-19 +o.or 90 3.18 50-60 396 3.30 3.31 -0.01 I 2; 3.93 3.96 -0.03

1188 3.16

3.56 3.51 4-0.05 49 3.28 60-70 I0 3.37 70-80

164 F. SCHMEIDLBR: Uber die Abhhgigkeit der Bedingungen ftir visuelle astronomische Beobachtungen

8.0

3.8

16

31

32

3.0

8

. I 1 I

- - reichend gut. I * achtung minus Rechnung angegeben. Die Darstellung ist aus-

- . - Bediirfnisse eine geeignete Interpolationsformel, wahrend Die Formel (3) ist fiir die praktischen astronomischen

vom meteorologischen Standpunkt aus die Abhangigkeit der Bildbeschaffenheit von der durchlaufenden Luftmasse mehr

- a - Interesse bietet. Daher sind in Abb. I die ZaNen der Tabelle 5

:* - Schichtdicke aufgetragen. B I t I I I

-

. noch einmal graphisch als Funktion der atmospharischen

T a b e l l e 6 .

Monat

Jan. Febr. Miirz April Mai Juni Juli Aug. Sept. Okt. Nov. Dez.

B i l d b e s c h a f f e n h e i t in v e r s c h i e d e n e n M o n a t e n u n d J a h r e n

Bll I = ah I B, 1 a I I I

2.94 2.81 2.92 2.98 3.05 3.02 2.91 2.87 2.84

0.35 0.34 0.24 0.34 0.23 0.25 0.32 0.24 0.23 0.41

2.94 0.33 f:% I 0.30

I940 1941 I942 I943 1944 I946 '947 I948 I949

2.68 2.75 2.81 2.76 3-00 2.65 2.39 2.94 3.10

0.30 0.36 0.30 0.34 0.29 0.39 0.32

0.27 0.28

Der jahrliche Gang der Bildqualitat ist nicht sehr goo , aber doch merklich. Ein hohes Maximum tritt im Herbst (Oktober) ein, ein sekundares Maximum liegt im Februar. Die schlechteste Bildbeschaffen- heit herrscht im Friihjahr (Mai/ Juni). Das steht in vollem Widerspruch zu dem von WAHL aus den Ber- liner Beobachtungen abgeleiteten Resultat, wonach die besten Bildqualitaten im Friihjahr auftreten. Tat- sachlich ist das Friihjahrsminimum der Bildbeschaffenheit nicht nur vom Verfasser, sondern auch von anderen Miinchner Beobachtern bemerkt worden, so daD es sich mit Sicherheit um einen reellen Effekt handeln muD, wenn auch vielleicht eine lokale Anomalie des Voralpengebiets. Es ware aufschluflreich, entsprechende Beobachtungsreihen von anderen Orten zu untersuchen, um iiber diese Frage Klarheit zu gewinnen.

Die Bildqualitat der verschiedenen Jahre von 1940 bis 1950 zeigt unverkennbar eine Tendenz zur Verschlechterung. Die Tatsache, daB die Jahre 1944 bis 1947 sich der allgemeinen Tendenz nicht einfiigen, besagt wenig, denn in dem besonders schlechten Jahr 1 9 4 ist nur in den an sich ungiinstigen Winter- und Friihjahrsmonaten, in den besonders guten Jahren 1946/47 nur in den an sich giinstigen Sommer- und Herbstmonaten beobachtet worden (s. die Liste der zeitlichen Unterbrechungen der Beobachtungsreihe auf S. 157). Aus dem gleichen Grund ist allerdings auch die besonders gute Bildbeschaffenheit des Jahres 1940, in dem erst Anfang Oktober zu beobachten begonnen wurde, nicht beweisluaftig. Der Grund der offensichtlich vorhandenen fortschreitenden Verschlechterung kann entweder durch lokale Verhaltnisse (Ausdehnung der GroBstadt !) oder, was dem Verfasser wahrscheinlicher erscheint, durch langperiodische Klimaanderungen bedingt sein. Meteorologisch waren z. B. die ersten 1g4oer Jahre durch erheblirh ge-

NaturgemaD sehen horizontnahe Sterne im Fernrohr unruhiger aus als zenitnahe, da bei tiefer Stel- lung der vom Stem kommende Lichtstrahl einen langeren Weg durch die turbulente Atmosphare zuriick- zulegen hat. Zur Bestimmung dieses Effekts wurden die Beobachtungen nach Zenitdistanz gruppiert ; das Resultat gibt Tabelle 5.

Man sieht, dal3 die Bildbeschaffenheit bei Entfernung vom &nit zunachst sehr langsam, bei groI3er Zenitdistanz aber erheblich abnimmt. Das legt eine DarsteUung durch ein Tangens-Gesetz nahe und man findet numerisch

F. SCHMEIDLER: ober die Abhhgigkeit der Bedingungen fiir visuelle astronomische Beobachtungen 165

steigerte Meridionalzirkulation gekennzeichnet, wahrend seit 1945 die Zonalzirkulation in Mitteleuropa ungewohnlich stark ist.

An alle vorhandenen Bildschatzungen wurde jetzt der aus (3) folgende Betrag -0.28 tg z angebracht, um diejenige Bildqualitat zu erhalten, die der betreffende Stern im Zenit gehabt hatte. Die Variationen des im Mittel 0.28 betragenden Koeffizienten a von t g z wurden ignoriert, was nur in groI3en Zenit- distanzen merklichen Effekt haben kann. Alle folgenden Untersuchungen beziehen sich ausschliemich auf die auf Zenit reduzierten Bildqualitaten. Fiir jeden Beobachtungsabend wurde das arithmetische Mittel aller Einzelbeobachtungen gebildet und diese Zahl B als mittlere Bildbeschaffenheit des be- treffenden Abends betrachtet. In einer Tabelle, die aus Raumgriinden hier nicht wiedergegeben werden kann, wurden fiir jeden der 607 Abende Rildqualitat und Zahlenwerte derjenigen meteorologischen Elemente, die regelmafiig wahrend der Beobachtungen abgelesen wurden, zusammengestellt. An jedem Abend wurden je einmal am Fkginn und am Ende der Beobachtungen Barometerstand und Feuchtig- keit (letztere mit Hilfe eines AssMA"schen Psychrometers) festgestellt, sowie in Abstanden von meist einer halben Stunde die Temperatur an zwei Thermometern abgelesen, die nordlich und siidlich des Instruments hingen. ErfahrungsgemaB war stets das trockene Thermometer des Psychrometers um einige Zehntel Grad warmer a l s das Mittel der beiden gewohnlichen Thermometer; der tatsachliche Zahlen- wert dieser Differenz erwies sich als guter Indikator der Windstarke, denn bei starkem Wind (etwa von BEAUFORT-Skala 4 an) war die Differenz Null und bei schwachem Wind um so grokr , je geringerer Wind herrschte. Der Grund ist offensichtlich darin zu suchen, daI3 bei starkem Wind die gewohnlichen Thermo-

m e t e o r o l o g i s c h e n E l e m e n t e n T a b e l l e 7. Z u s a m m e n h a n g z w i s c h e n B i l d b e s c h a f f a n h e i t u n d

3.12 2.95 2.95 2.99 2.97 2.95 2.98 3.02

Luftdruck

7 <do% 91 60-65 146 65 - 70 77 70 - 7s 99 75--80 99 80-85 57 85-90 I7 90-95

>95

<700 mm 700 - 705 705 - 710 7'0-715 7'5 - 720 720 - 725 725 - 730

> 730

B

3.17 3.29 3.17 3,07 3.03 2.90 2.76 2.55

n

3 8 I7 62

236 56 5

220

Temperatur I B l n

<-1000 -10 bis - . 5 - 5 bis o

obis + 5 + 5 bis +IO +ro bis +15 +15 bis +zo

> + 20.0

3.17 2.96 2.91 2.92 3.00 2.92 2.97 3.18

I 0 26 69 1%) 93 '49 119 32

! Absolute Feuchtigkeit

I I (2

2 bis' 4 4 bis 6 6 bis 8 8 bis 10 10 bis 12 12 bis 14

> I4

Druckiinderung pro 3 Stunden

< - z m m -2 bis -I -I bis -0.5 4 . 5 bis o

obis +0.5 +0.5 bis +I +I bis +z

>+ 2

I B I

I 3.10 3.16 2.99 2.90 2.93 3.04 2.91 3.52

n

6 33 60

I 86 215 81 24

2

Temp.-hderung pro 3 Stunden

I <-40

-4 bis -3 -3 bis -2 -2 bis -I -I bis o

>O

3.06

2.85 2.98 3.21 3.31

2-95

<O 0.0-0.2 0.2-0.4 0.4-0.6 0.6-0.8 0.8-1.0

> 1.0

n - 54 147 206 I4 5 43 I2

~~

I I n Relative Feuchtigkeit

I I 3.08 2.87 3.00 $11 2.91 2 97

2.89 2.82

2 0 0

3.19 3.23 3.05 2.97 2.90

2.89 2.63

'7 32

I79 169 79

~ 16

I01

32 29 55 95 93 104 91 73 21

166 F. SCHYEIDLER: Uber die Abhhgigkeit der Bedingungen fiir visuelle astronomische Beobachtungen

meter in gleicher Weise einer Ventilation unterworfen sind wie das mit Aspiration arbeitende Psychrometer. Da wahrend der Beobachtungen fast nie Schatzungen der Windstarke notiert wurden, ist diese Tempera- turdifferenz ein willkommener Ersatz. AuBerdem gestattet die Tatsache, daB die meteorologischen Ab- Iesungen mehrfach erfolgten, noch die Moglichkeit, einen etwa vorhandenen Zusammenhang zwischen Bildqualitat und den hderungen von Temperatur und Luftdruck zu untersuchen. Tabelle 7 gibt das Resultat dieser Untersuchungen.

Unter n ist jeweils die Zahl der Abende, die in den betreffenden Bereich fallen, verstanden. Es zeigt sich,daBpraktisch nur mit zwei meteorologischen Elementen ein wirklicher Zusammenhang besteht. mit dem Luftdruck und mit der Windstarke ; bei hohem Luftdruck herrschen iiberwiegend gute Bilder, wahrend bei starkem Wind (kleine Differenz zwischen ASSMANN- und gewohnlichem Thermometer) die Bildbeschaffen- heit schlecht ist ; letztere Tatsache ist dem beobachtenden Astronomen aus der Erfahrung bekannt und auch auf Grund der Gesetze der Turbulenz wohl verstandlich. Dagegen ist mit keiner der anderen unter- suchten meteorologischen GroBen ein einwandfreier Zusammenhang zu erkennen ; nur mit der relativen Feuchtigkeit kann man einen solchen, allerdings mit wenig Sicherheit, aus Tabelle 7 herauslesen, Man kann also schlieBen, daB windstille Abende bei hohem Luftdruck der Bildbeschaffenheit am giinstigsten sind, wahrend die anderen meteorologischen Elemente offensichtlich keinen direkten EinfluB von erheb- lichem Betrag besitzen.

4. Bildqualitit bei verschiedenen GroBwetterlagen Wie schon erwahnt, war erfahrungsgemaB die Bildbeschaffenheit auch eine Funktion der Wetterlage.

Daher wurden zu jeder der durch den Bad Kissinger Katalog unterschiedenen GroBwetterlagen die zuge- horigen Beobachtungsabende zusammengefaBt und die mittlere Bildbeschaffenheit festgestellt. Das Result at zeigt Tabelle 8.

T a b e l l e 8. B i l d q u a l i t L t d e r G r o t i w e t t e r l a g e n

54 66 I39 I1 I 9 37 26 7

9 I 2

23 7 16

anti

2.97 2.68 2.89 3.21 3.07 2.91 2.83 3.43

2.94 2.83 2.80 3.27 2.88

Wa BM HM SWa NWa HNa HB Na

Sa SEa HFa HNFa NEa

,klonale Lagen zyklonale Lagen

WS w z

s w z NWz HNz

Nz TrM TB TrW S Z SEz H Fz HNFz NEz TM w w u

z

5 67

I 0

4 I

'I 11 22

I3 2 2

4 4 6 8

3 I2

B

2.97 3.17

3.20 2.72 2.49

2.96 3.05 3.18 3.06 3.51 3.25 3.06 3.36 3.10 3.18 2.86 3.64

Ordnet man die GroBwetterlagen nach Qualitat der Bilder, dann kommt zunachst ein statistisches Kuriosum; bei weitem am besten schneidet die zyklonale HN-Lage ab, die aber nur einmal vertreten ist ; natiirlich ist das ein Zufallsresultat. Der betreffende Abend ist der 13. Mai 1942, der einer etwa Iotagigen HN-Lage angehorte, die antizyklonal begann und endete, zwischendurch aber einige Tage in Mit teleuropa zyklonale Form annahm.

Im statistischen Durchschnitt die besten Bilder liefert die Briickenlage BM, die schon beziiglich der Haufigkeit heiterer Abende sich als besonders giinstig erwiesen hatte und damit den Rang der fur den beob- achtenden Astronomen iiberhaupt erfreulichsten GroBwetterlage beanspruchen kann. Es iiberrascht, daB die ihr nahe verwandte zentrale Hochdrucklage HM durchaus nicht den zweiten Rang einnimmt, sondern beziiglich der Bildbeschaffenheit nicht vie1 iiber dem Durchschnitt liegt. Die Grunde werden noch naher zu diskutieren sein. Als giinstig erweisen sich noch einige antizyklonale Lagen wie HFa, HB und SEa. Die schlechtesten Bildqualitaten weisen die Siidwestlagen und die HNF-Lagen auf, in beiden Fiillen sowohl in der antizyklonalen wie in der zyklonalen Form. Auffallig oft tritt der Fall ein, daB die Bildqualitat bei einer bestimmten Wetterlage in der antizyklonalen Form nicht besser, gelegentlich sogar merk lich schlechter als in der zyklonalen Form ist.

Eine nahere Betrachtung zeigt, daB diese mittlere Bildbeschaffenheit einer GroBwetterlage fur den Einzelfall nicht immer bindend ist. Fur die vier haufigsten GroBwetterlagen, namlich HM, BM. Wa und

F. SCHMEIDLER: uber die Abhugigkeit der Bedingungen fiir visuelle astronomische Beobachtungen 167

Wz wurde die Haufigkeitsverteilung der Bildqualitaten abgezahlt ; Abb. 2 gibt fur jede dieser vier Lagen die Anzahl der Abende mit Bildqualitaten innerhalb von Intervallen zu je 0.2 Stufen.

I I I I I I 1 14 1 1 I I I I

12 wa

1.6 Lo 24 28 12 3.6 4.0 44

I I I I I

I I I I 1 I 1

7.6 z.0 2.4 2.8 12 3.6 40 4.4 Abb. 2. Hiiufigkeitsverteilung der Bildqualitiiten

16

11

12

10

8

6

4

2

0 1.6 20 2.4 2.8 1 2 3.6 60 4.4

, fur 4 verschiedene GroOwetterlagen.

Offensichtlich ist die Streuung urn den Mittelwert bei den BM-Lagen am geringsten, d. h. diese Lage hat nicht nur im Mittel die beste Bildbeschaffenheit, sondern man kann auch im Einzelfall mit der ver- haltnismaBig groI3ten Sicherheit auf gute Bilder rechnen. Bei den Westlagen liegt eine erhebliche Streuung um die durchschnittliche mittlere Bildqualitat vor, d. h. weder sehr gute noch sehr schlechte Bildbeschaffen- heiten sind bei den Westlagen wirklich selten. Nicht wesentlich anders, obgleich im Mittel etwas gun- stiger liegen die Dinge bei der Zentralhochlage HM.

Die erhebliche Streuung der Badqualitaten einer GroBwetterlage beweist naturlich, daB die GroB- wetterlage allein nicht maI3gebend fur die Qualitat der Bilder ist, obgleich sie zweifellos erheblichen Ein-

T a b e l l e 9. A b e n d e m i t e x t r e m g u t e n o d e r s c h l e c h t e n B i l d e r n b e i H o c h d r u c k w e t t e r l a g e

Extrem gute Abende Extrem schlechte Abende

30.11.41 1.12.41 7. 8.42 8. 9.42 3.10.42 22. 2.43 24. 2.43 9. 3.43 14. 3.43 ItA 3.43 29. 6.46 16. 9.46 26. 9.46 6.10.47 13.10.47 14.10.47 6. 3.48 28. I I .48

7. 3.50 28. 1.49

HM HM HM BM BM HM BM BM BM BM BM HM HM BM BM BM HM HM HM BM

1.72 1.84 2.03 2.13 1.93 1.64 1.63 1.96

2.17

1.87 2.04 1.90 2.04 I .92 2.19

1.97 1.91

2.00

2.12

2.10

22. 7.41 22. 6.42 31. 7.42

5. 4.43 '7. 4.43 26. 8.43 3. 7.46 26. 7.46 25. 1.49 21. 3.49 23. 3.49 24- 3.49 25. 3.49 29. 3.49 30. 3.49 8. 6.49 21. 8.50 23. 8.50

10. 1.43

HM HM HM HM HM BM HM HM HM HM BM HM HM HM HM HM HM HM HM

B

4-05 4-74 3.58 4-14 3.67 3.78 3.51 3.62 3.73 3.68 3.61 3.66 3.87 3.53 4.05 3.56 3.63 3.54 3.54

168 F. SCHYBIDLER: uber die Abhhgigkeit der Bedingungen fiir visnelle astronomische Beobachtungen

fluB hat. Ein Studium der Faille extremer Abweichungen gibt einigen AufschluB uber diese Frage. Aus dem Material wurden alle FaUe mit Hochdruckwetterlage (HM oder BM) herausgegriffen, die entweder extrem gute (B 2 2.20) oder extrem schlechte (B 2 3.50) Bilder aufweisen; sie sind in Tabelle 9 zusam- mengestellt .

Eine nahere Betrachtung der extrem schlechten Abende zeigt. daB es sich rnit Ausnahme der noch zu besprechenden Periode von Ende Mar, 1949 stets entweder um Falle von nur kurzfristiger Unterbrechung einer anderen Wetterlage (meist einer Westlage) durch ein voriibergehendes Hoch handelt, oder daB der betreffende Abend am Beginn oder Ende einer langeren Hochdruckperiode liegt. Bei den Abenden rnit be- sonders guten Bildern handelt es sich in der Mehrzahl der Falle um Tage, die innerhalb einer lang anhalten- den Hochdruckperiode liegen, z. B. in auffalliger Weise im Februar/Marz 1943 und im Oktober 1947. Es ist also durchaus nicht jede Hochdrucklage unter allen Umstanden giinstig, es kommt auch auf ihre Stabi- litat an. Hieraus erklart sich vermutlich auch, daB die Briickenlage BM im ganzen gunstiger ist als die mit- teleuropaische Zentralhochlage HM, denn bei der ersteren ist das Hochdruckgebiet raumlich weiter ausge- dehnt und hat daher groBere Aussicht auf Stabilitat, auch dann wenn es sich nach einigen Tagen verlagert. so daB dann eine andere, aber in Mitteleuropa immer noch antizyklonale GroBwetterlage eintritt. Unter den HM-Lagen treten aber immer wieder kurzfristige Hochdruckgebiete auf, die durch ihre schlechte Bild- beschaffenheit den Mittelwert fur diese Lage herabdriicken.

Wie wenig diese allgemeinen Regeln fur den Einzelfall bindend sind, zeigt die Hochdrucklage von Ende November/Anfang Dezember 1941. die im ganzen nur vier Tage gedauert hat und dennoch am 30.11. und am I. 12. aukrgewohnlich gute Bilder brachte. DaB einen Tag vorher, am 29.11. ganz besonders ungiinstige Verhaltnisse (B = 3.44) herrschten, beweist, wie nahe auch in diesen Dingen die Extreme bei- einander liegen konnen.

Die zehntagige mitteleuropaische Hochdrucklage der dritten Marzdekade 1949 ist der einzige krasse Fall eines bestandigen Hochs mit ebenso bestandig schlechten Bildern. Es liegt nahe, zu untersuchen, ob sich gerade diese spezielle GroBwetterlage durch irgendwelche Besonderheiten ausgezeichnet hat. Die im Bad Kissinger Bericht ,,Die GroBwetterlagen Mitteleuropas" vom Marz 1949 veroffentlichte mittlere Hohenwetterkarte dieser Periode zeigt, daB das Hochdruckgebiet in der oberen Atmosphare einen abge- schlossenen Kern iiber Mitteleuropa hatte, dem im Mittelmeergebiet ein Hohentief gegeniiber lag, dessen Grenze zum Hochdruck etwa uber den Alpen verlief. Obgleich ein einziger Fall solcher Art nicht beweis- kraftig ist, liegt der Verdacht nahe, daB die bei solchem Isobarenverlauf notwendige starke Hohenstromung uber Suddeutschland die Ursache fur die ungewohnlich schlechte Bildbeschaffenheit dieser Periode in Miinchen gewesen ist.

Das ist ein Hinweis darauf, daB nicht nur die unteren Atmospharenschichten, sondern auch die hoheren Schichten EinfluB auf die Bildbeschaffenheit ausiiben. Nach der Theorie ist allerdings die Refrak- tion, die ein Lichtstrahl erleidet, fast ausschliemich eine Funktion des Zustandes der untersten Luftschich- ten und daher sollten auch diese allein fiir die Unruhe der Fernrohrbilder verantwortlich sein. Tatdchlich sprechen aber verschiedene Argumente zugunsten einer Mitwirkung der oberen Atmosphare, nicht zuletzt die Tatsache, daB die GroBwetterlage einen unverkennbaren, wenn auch nicht den einzigen EinfluB hat ; die Bodenwetterkarte ist bekanntlich viel weniger reprasentativ fiir die GroBwetterlage als die Hohen- wet terkarte.

Vielleicht 1aBt sich als Folge eines Einflusses der oberen Atmospharenschichten auch die Tatsache deuten, daB der Abbau einer Hochdrucklage sich bereits einige Tage vorher in der Bildbeschaffenheit an- kiindigt. Allerdings kann das auch durch andere Ursachen zustandekommen, z. B. wenn der Abbauvor- gang langsam ist und durch kurzfristige Regenerierung des Hochs unterbrochen wird. Zwecks Unter- suchung des Effekts wurden aus dem Beobachtungsmaterial alle die Faille herausgegriffen, in denen eine Hochdrucklage mindestens fiinf Tage gedauert hat und an mindestens 50 % der Abende beobachtet worden ist. Dabei wurden Ftille, in denen das gleiche Hochdruckgebiet Ortsveranderungen unterworfen war, die klassifizierte GroBwetterlage etwa von HM zu BM oder Wa wechselte, als eine konstante Hochdrucklage betrachtet. AU diese Bedingungen waren in den folgenden 12 Fallen erfiillt :

1942 August 15 rnit 19 1942 Sept. 7 mit 12 1943 Febr. 21 mit 28 1943 Marz 4 rnit 17 1943 April 10 rnit 17 1946 Juni 28 mit Juli 3

1946 Sept. 22 mit 28 1948 Febr. 25 mit Marz 7 1949 Jan. 23 mit 29 1949 Mar, 21 rnit 30 1949 April 14 rnit 18 1950 Marz 4 rnit 9.

Fiir die mittlere Bildbeschaffenheit in Abhangigkeit von der Stellung des Beobachtungstages innerhalb der gesamten Periode ergab sich, daB diese jeweils am

ersten Tag gleich 2.70 viertletzten Tag gleich 2.58 zweiten Tag gleich 2.63 drittletzten Tag gleich 2.38 dritten Tag gleich 2.86 vorletzten Tag gleich 2.89 vierten Tag gleich 2.61 letzten Tag gleich 3.07

F. SCHMEIDLER: Uber die Abh-gigkeit der Bedingungen fur visuelle astronomische Beobachtungen 169

war. Bei Beginn einer Hochdrucklage ist also in den ersten Tagen die Bildbeschaffenheit, von zufalligen Schwankungen abgesehen, konstant, am Ende zeigt sich unverkennbar, daB die Abnahme der Bildqualitat ein bis zwei Tage vor Abbruch der Hochdrucklage einsetzt. Die Qualitat der Bilder im Fernrohr erweist sich als ein Kriterium fur die Stabilitat der herrschenden Wetterlage. Unabhangig davon, ob man als Ursache etwaige Vorgange in der oberen Atmosphare vermuten oder lieber andere Erklarungen vorziehen will, ist die Existenz des Effekts in dem Material sehr deutlich zu erkennen, obgleich im Einzelfall immer wieder Abweichungen moglich sind.

Zusammenfassend laBt sich sagen : Im statistischen Durchschnitt herrschen die besten Bilder in stabilen Hochdrucklagen; unter den einzelnen GroDwetterlagen ist die mitteleuro~aische Briickenlage (BM) die in jeder Hinsicht giinstigste. Es miissen aber, wenn wirklich gute Bilder zustandekommen sollen, noch andere Bedingungen erfiillt sein, vor allem geringe Windstarke in allen Atmospharenschichten, nicht nur in Bodennahe. Eine stabile Hochdrucklage allein ist noch keine Garantie fur gute Bildqualitaten, andererseits kommen solche gelegentlich auch bei anderen, an sich ungiinstigen Wetterlagen vor. In ge- wissem Sinn kann man die fur den beobachtenden Astronomen unerfreuliche SchluBiolgerung ziehen, daB es zwar immer geniigend Griinde gibt, warum die Bilder schlecht sind, daB aber wirklich gute Bilde nur bei Zusammentreffen mehrerer gunstiger Umstande eintreten. Meteorologisch gesprochen bedeutet das, daB in der Atmosphare fast immer in irgendwelchen Schichten Turbulenz herrscht, wahrend durchgehende Ruhe als Ausnahmefall anzusehen ist.

Bemerkenswert erscheint vielleicht noch die Tatsache, daI3 die Bildqualitat keine Korrelation zu den- jenigen Faktoren zeigt, die man gefiihlsmaBig als Indizien fur gute astronomische Beobachtungsbedin- gungen erwarten wiirde. Zum Beispiel ist gute atmospharische Durchsicht durchaus kein Grund fur gute Bildqualitaten, denn sonst miiI3ten gerade die kurzfristigen Zwischenhochs, die nach dem Durchzug nieder- schlagsreicher Schlechtwettergebiete eintreten, gute Bilder aufweisen; auch mii5te der Jahresgang der Bildbeschaffenheit vollkommen anders verlaufen. Gerade die in Miinc hen so haufigen Fohnlagen mit strahlend klarem Himmel erweisen sich immer wieder als extrem ungiinstig in bezug auf Bildruhe. Die Bildqualitat erweist sich eben eindeutig als Funktion der atmospharischen Stabilitat und nicht der Strah- lungsverhdtnisse.

Herrn Professor GEIGER bin ich fiir wertvolle Ratschlage iiber meteorologische Fragen bei der Ab- fassung des Manuskripts zu groBtem Dank verpflichtet.