In diesem Teil der Serie „Geschichte der Meteorologie“ werden die Entwicklungen dieser Wissenschaft im beginnenden Zeitalter der Aufklärung im 17. Jahrhundert beschrieben. Neue Techniken bei meteorologischen Messgeräten erlauben eine Weiterentwicklung der quantitativen Meteorologie.

Im letzten Thema des Tages zur Geschichte der Meteorologie wurde die Hauptzeit der Renaissance beleuchtet. In dieser wurden erste meteorologische Instrumente entwickelt, welche die Anfänge der quantitativen Meteorologie darstellen. Dieser Teil der Serie setzt sich nun mit der Entwicklung der Meteorologie in der Spätrenaissance und dem Beginn des Zeitalters der Aufklärung auseinander.

Blicken wir noch einmal auf die von Galileo und Santorio angestoßene Entwicklung eines Vorläufers des Thermometers, die im letzten Teil (Teil 6) der Serie „Geschichte der Meteorologie“ behandelt wurde. Diese wurde auch auf deutschem Boden vorangetrieben. Im Jahr 1643 veröffentlichte der Universalgelehrte Athanasius Kircher (1602–1680) aus Hessen ein Buch mit dem Titel „Magnes, sive de arte magnetica“, in dem er verschiedene Arten von Instrumenten erwähnt, die die übliche Form von Luft-Wasser-Thermoskopen aufweisen. Er beschrieb jedoch ein originelles Modell, bei dem ein vertikales Rohr in einen halb mit Wasser gefüllten, geschlossenen Kolben eintaucht. Wenn die im oberen Teil des Kolbens eingeschlossene Luft erwärmt wird, dehnt sie sich aus, und der Druck treibt die Flüssigkeit im Rohr nach oben. Damit näherte sich die Entwicklung des Thermometers an die Form an, die das Wasser- oder Spiritusthermometer annehmen wird.

Der französische Philosoph, Mathematiker und Naturwissenschaftler René Descartes (1596–1650) beschrieb um das Jahr 1631 ein Experiment zur Bestimmung des Luftdrucks, baute jedoch keine Vorrichtung, um das Experiment durchzuführen. In „Les Météores“ („Meteorologie“, ein Aufsatz, der 1637 in seinem Buch „Discours de la Méthode“ veröffentlicht wurde) stellte er die Hypothese auf, dass Wasserdampf eine eigenständige Substanz in der Luft sei, die aus winzigen Partikeln bestehe, die durch eine hochverdünnte „feinstoffliche Materie“ voneinander getrennt seien. Descartes war der Erste, der weißes Licht beim Übergang von einem Medium wie Luft in ein anderes wie Glas in seine Farbkomponenten zerlegte. In „Les Météores“ erörterte er diese Lichtbrechung anhand der Beschreibung eines Experiments, bei dem er feststellte, dass die zerlegten Farben so angeordnet waren, dass Rot stets auf der einen Seite und Blau oder Violett auf der anderen Seite erschienen. Er bediente sich einer Strahlverfolgungstechnik, um die Entstehung und Struktur des Regenbogens zu erklären.

Der Mathematiker Evangelista Torricelli (1608–1647) aus der Romagna war Galileos bedeutendster Schüler und trat dessen Nachfolge als Professor für Mathematik in Florenz an. Sein Werk „Lezioni Accademiche“ (Florenz, 1715), das fast 70 Jahre nach seinem Tod erschien, enthält seine Vorlesungen zu Problemen der Mechanik, Physik, Meteorologie und Militärarchitektur. Von besonderem Interesse sind die Vorlesungen über Stoßkräfte und über den Wind. Torricelli stellte die moderne Theorie auf, dass Winde durch Unterschiede in der Lufttemperatur entstehen. Galileos offen gebliebene Frage, warum Wasser nicht höher als 32 Fuß (10 m) über den Pegel eines Wasserbeckens gepumpt werden konnte, führte Torricelli weiter. Zu diesem Zweck bauten er und sein Schüler Vincenzo Viviani (1622–1703) 1643 ein recht unpraktisches Wasserbarometer, das ein mit etwa 18 Meter sehr langes und unhandliches Glasrohr erforderte. Durch den Ersatz durch Quecksilber, das bei Raumtemperatur flüssig und etwa 14-mal dichter als Wasser ist, gelang es Torricelli, die Länge des Barometerrohrs auf etwa 90 cm zu reduzieren. Sein Gerät bestand aus einem langhalsigen Glasrohr mit einem geschlossenen, bauchigen Ende. Die Röhre wurde mit Quecksilber gefüllt und dann in eine ebenfalls mit Quecksilber gefüllte Schale gestürzt. Anstatt vollständig aus der Röhre zu fließen, sank die Höhe der Quecksilbersäule auf etwa 76 cm und blieb dann relativ konstant, wobei sie nur um wenige Prozent schwankte.

Heute wissen wir, dass diese Schwankungen teils auf Temperaturänderungen und teils auf Änderungen des Luftdrucks über dem Instrument zurückzuführen waren. Torricelli war aufgrund dieser Ergebnisse davon überzeugt, dass die Luft über dem Barometer ein Gewicht haben und somit Druck ausüben müsse und dass es dieser Druck sei, der das Quecksilber im Barometerrohr nach oben drücke. Er glaubte auch, dass der Raum über dem Quecksilber, der durch dessen Absinken aus dem Kolben am oberen Ende des Rohrs entstand, ein echtes Vakuum sein müsse. Torricelli wird allgemein die Erfindung des Quecksilberbarometers im Jahr 1644 zugeschrieben. Sein Barometer verfügte jedoch über keine Skala und eignete sich daher eher für qualitative als für quantitative Messungen. René Descartes versah das Druckrohrbarometer 1647 bereits mit einer Skala.

Der Politiker, Physiker und Erfinder Otto von Guericke (1602–1686) aus dem Erzbistum Magdeburg war inspiriert von den Arbeiten Torricellis und Galileos. Er stellte ebenfalls die These auf, dass Luft ein Gewicht habe und daher einen Druck ausübe, und dass beides messbar sei. Zu diesem Zweck konstruierte er etwa zur gleichen Zeit und wahrscheinlich unabhängig von Torricellis Erfindung des Quecksilberbarometers im Jahr 1644 ein Wasserbarometer. Vor seinem Haus errichtete von Guericke ein etwa 10 Meter hohes Messingrohr, an dessen oberem Ende sich ein transparenter, verschlossener und evakuierter Glasabschnitt befand. Dies war sein Wasserbarometer. An der Wasseroberfläche im Inneren des Rohrs schwamm eine kleine Holzpuppe, die bei schönem Wetter aufgrund des steigenden Luftdrucks mit dem Wasserstand anstieg und durch das Glas sichtbar wurde. Umgekehrt sank sie bei Tiefdruck und schlechtem Wetter bis zur Unsichtbarkeit ab. Er versuchte, anhand der Informationen seines Barometers Wettervorhersagen zu erstellen und setzte seine Forschungen zum Luftdruck und zu den Eigenschaften des Vakuums fort. Von Guericke experimentierte auch mit der Erzeugung künstlicher Wolken, indem er Luft aus einem Kolben in einen anderen leitete, aus dem zuvor die Luft abgesaugt worden war. In dem ersten Kolben bildete sich daraufhin Nebel, der auf die Kondensation infolge des sinkenden Drucks in diesem Kolben zurückzuführen war. Er kam zu dem Schluss, dass Luft nicht in Wasser umgewandelt werden kann, obwohl Feuchtigkeit in die Luft gelangen und später wieder zu flüssigem Wasser kondensieren kann.

Der französische Wissenschaftler, Mathematiker und Philosoph Blaise Pascal (1623–1662) interessierte sich für die Erforschung von Flüssigkeiten. Dies veranlasste ihn, ein Experiment mit einem Barometer zu entwerfen, ähnlich dem, das Torricelli 1644 erfunden hatte. Bei diesem Experiment, das 1648 durchgeführt wurde, wurde der Quecksilberstand in einem mit einer Skala versehenen Barometer am Fuße des Puy de Dôme im Zentralmassiv gemessen und erneut am Gipfel, etwa 1000 Meter (3300 Fuß) höher. Der Bericht von Florin Périer (1605–1672), der das Experiment nach Pascals brieflichen Vorschriften durchführte, hielt fest, dass das Quecksilber am Fuße des Berges eine Höhe von 26 Zoll und 3,5 Linien erreichte, während es oben nur 23 Zoll und 2 Linien waren. Dies bedeutete, dass der von der Atmosphäre ausgeübte Druck mit zunehmender Höhe abnahm, was mit der Vorstellung übereinstimmte, dass der Druck auf das Gewicht der Atmosphäre in der Säule über dem Barometer zurückzuführen war.

Der Astronom Giovanni Domenico Cassini (1625–1712) aus dem Herzogtum Savoyen beschäftigte ich neben astronomischen Themen auch mit Hydraulik und Flussregulierung und untersuchte mehrere Hochwasser des Flusses Po.

Der Großherzog der Toskana Ferdinand II. de‘ Medici (1610–1670) förderte 1654 das erste Wetterbeobachtungsmessnetz, das aus Wetterstationen in Florenz, Cutigliano, Vallombrosa, Bologna, Parma, Mailand, Innsbruck, Osnabrück, Paris und Warschau bestand. Gemessen wurde die Temperatur mit zwei Thermometern, eines nördlich und eines südlich ausgerichtet, der Luftdruck, die Luftfeuchte, der Bewölkungszustand und die Windrichtung. Die gesammelten Daten wurden in regelmäßigen Abständen zentral an die Accademia del Cimento (Akademie des Experiments) in Florenz übermittelt. 1667 endete die Messreihe, da die Accademia del Cimento eingestellt wurde.

Der irische Naturforscher Robert Boyle (1627–1692) war einer der Ersten, der das Potential eines Quecksilberbarometers nach Art von Torricelli für die Erforschung der Eigenschaften der Luft erkannte. Er baute seine eigenen Quecksilberbarometer und scheint der Erste gewesen zu sein, der den Begriff „B