Der Blickpunkt in diesem Teil der Serie zur Geschichte der Meteorologie liegt mit seinem zweiten Teil auf Entwicklungen der Meteorologie Ende des 18. Jahrhunderts und um das Jahr 1800. Auf verschiedenen Expeditionsreisen wurden bedeutende meteorologische Messungen vorgenommen. Daneben liegen umfangreiche Aufzeichnungen von Wetterbeobachtungen durch amerikanische Staatsmänner vor und es werden allgemeine Beiträge zur Meteorologie aus dieser Zeit vorgestellt.

Im letzten Thema des Tages zur Geschichte der Meteorologie wurde die Entwicklung der Meteorologie Ende des 18. Jahrhunderts beschrieben. Zeitlich rücken wir kaum vor. Neben weiteren Beiträgen zur allgemeinen Meteorologie richtet sich der Blick auf meteorologische Erkenntnisse aus verschiedenen Expeditionsreisen sowie allgemeinen frühen Wetterbeobachtungen.

Starten wir zunächst mit einem Nachtrag. Der preußische Theologe und Naturforscher Gottlob Burchard Genzmer (1716–1771) wurde 1764 Augenzeuge eines verheerenden Tornados in der Region Woldegk im Südosten von Mecklenburg. Er beschrieb dessen Auswirkungen in seiner 1765 erschienenen Publikation „Umständliche und zuverläßige Beschreibung des Orcans, welcher den 29ten Jun. 1764. einen Strich von etlichen Meilen im Stargardischen Kreise des Herzogthums Mecklenburg gewaltig verwüstet hat.“

Nachfolgend werden die meteorologischen Erkenntnissen aus verschiedenen Expeditionsreisen geschildert.

Der britische Seefahrer, Kartograph und Entdecker James Cook (1728–1779) unternahm Reisen in den Pazifischen Ozean. Er führte Beobachtungen in einer Vielzahl wissenschaftlicher Disziplinen von der Ethnologie und Anthropologie über die Botanik und Biologie bis hin zur Glaziologie und Meteorologie durch. Cooks Schiffe machten 1773 die ersten dokumentierten Beobachtungen der Aurora australis.

Der französische Offizier und Entdecker Louis-Antoine de Bougainville (1729–1811) leitete von 1766 bis 1769 die erste französische Weltumsegelung mit zwei Schiffen, der Boudeuse und der Étoile. Die Expedition war eine der ersten großen See-Expeditionen, die eine wissenschaftliche Komponente aufwies. Die Logbücher seiner Weltumsegelung enthielten astronomische, meteorologische, hydrographische und navigatorische Aufzeichnungen, beispielsweise während seines Aufenthalts in der Magellanstraße, die Feuerland vom südamerikanischen Festland trennt.

Der britische Mathematiker und Astronom William Wales (um 1734–1798) führte vor und während einer Astronomie-Expedition 1768 bis 1769 bei Churchill an der Küste der Hudson Bay im Winter meteorologische Aufzeichnungen durch. Er war der erste Wissenschaftler im Winter an der Hudson Bay und der Erste, der regelmäßige Wetterbeobachtungen in Kanada leistete.

Der Naturforscher und Ethnologe Georg Forster (1754–1794) aus Polnisch-Preußen war Teilnehmer der zweiten Expedition von Cook von 1772 bis 1775. Die Expedition besuchte Australien, dessen Klima Forster 1786 in seinem Buch „Neuholland und die britische Kolonie in Botany Bay“ beschrieb und mit dem Südafrikas verglich: „Aus den oben genannten Breitengraden lässt sich ersehen, dass dieses Land in günstigen Klimazonen liegt. Seine nördlichen Gebiete, die 12 Grad innerhalb der Tropen liegen und somit den direkten Sonnenstrahlen ausgesetzt sind, leiden gelegentlich unter übermäßiger Hitze; doch jenseits des südlichen Wendekreises bis zum 43. südlichen Breitengrad ist das Klima gemäßigt und lässt sich beispielsweise mit dem Kap der Guten Hoffnung vergleichen. Selbst der südlichste Punkt von Van-Diemen-Land [Tasmanien], der ganze 9 Grad weiter südlich liegt als das afrikanische Kap, scheint in gleichem Maße begünstigt zu sein, wahrscheinlich weil es dort keine schneebedeckten Berge gibt wie jene, die nördlich des Kaps liegen und die die Atmosphäre abkühlen und dem Wind eine durchdringende Schärfe verleihen.“ Forster wies zudem auf die allgemeinen klimatologischen Grundsätze hin, wonach die westlichen Grenzen der Kontinente in den gemäßigten Breiten stets wärmer sind als die entsprechenden Breitengrade ihrer östlichen Grenzen, und dass die Temperaturen in Meeresnähe milder sind als im Inneren der Kontinente.

Der französische Mathematiker und Physiker Gaspard Monge (1746–1818) untersuchte während der Teilnahme an einem Feldzug in Unterägypten 1798 die physikalischen Ursachen einer Fata Morgana, einer Luftspiegelung, in der Wüste. Er erklärte, dass diese mit der Schicht überhitzter Luft nahe der Wüstenoberfläche zusammenhingen: Die Grenze zwischen dieser Luft und der kühleren, dichteren Luft direkt darüber bewirkt, dass sich die Lichtstrahlen vom Himmel nach oben und in das Auge des Betrachters krümmen, anstatt sich geradlinig fortzubewegen und auf den Sand zu treffen. Dies erzeugt die Illusion von Wasser in der Ferne (der Betrachter interpretiert das Licht als Wasser auf dem Sand). Monges Abhandlung, in der er dieses Phänomen erklärte, erschien 1800 in den „Mémoires sur l'Égypte“ des Ägyptischen Instituts.

Neben Expeditionen wurden Wetterbeobachtungen wichtiger.

Der erste US-amerikanische Präsident George Washington (1732–1799) aus der Kolonie Virginia hinterließ ein gewaltiges Werk von 36 Tagebuchbänden. Diese enthalten zahlreiche Wetterbeobachtungen und Kommentare zum Wetter – ein Thema, das ihn offenbar faszinierte, wahrscheinlich aufgrund seines ländlichen Hintergrunds aus der Landwirtschaft.

Die Royal Society begann 1774 mit zweimal täglichen Beobachtungen, die von dem britischen Theologen und Bischof Samuel Horsley (1733–1806) zusammengestellt wurden. Ziel der Beobachtungen war die Untersuchung der Einflüsse von Winden und des Mondes auf die Barometerwerte.

Die beiden Gründerväter und Präsidenten der Vereinigten Staaten Thomas Jefferson (1743–1826) und James Madison (1751–1836), beide aus der Kolonie Virginia, interessierten sich für die Meteorologie. Ihr Interesse war auch auf ihren Antrieb zurückzuführen, die vom französischen Naturforscher Buffon veröffentlichte Behauptung zu widerlegen, die amerikanische Natur sei der europäischen aufgrund eines angeblich minderwertigen Klimas in gewisser Weise unterlegen (siehe Teil 9 der Serie Geschichte der Meteorologie). Von 1772 bis 1778 führte Jefferson in seinem Haus in Monticello regelmäßig Wetterbeobachtungen durch. In den Jahren 1777 und 1778 arbeiteten Jefferson und Madison zusammen und führten die ersten bekannten gleichzeitigen Wetterbeobachtungen in Amerika durch. Jefferson interessierte sich auch dafür, wie das Wetter, und insbesondere extreme Wetterereignisse, das Leben der Menschen und die Gesellschaft beeinflussen könnten.

Die nachfolgenden Persönlichkeiten lieferten allgemeine Beiträge zur Meteorologie.

Der kurhannöversch-britische Astronom Friedrich Wilhelm Herschel oder William Herschel (1738–1822) interessierte sich auch für das Klima. Er stellte Hypothesen über physikalische Prozesse auf, die das Klima beeinflussen könnten, wie beispielsweise eine Abkühlung durch Vulkan- oder Meteoritenstaubschleier in der Atmosphäre oder eine Erwärmung durch erhöhte Sonnenaktivität. Herschel legte seinen Fokus auf die Auswirkungen der Sonne und stellte fest, dass in Jahren, in denen viele Sonnenflecken auf der Sonnenoberfläche auftraten, oft reichhaltige Weizenernten zu verzeichnen waren. Herschel veröffentlichte zwischen 1780 und 1801 einige Artikel über mögliche Auswirkungen der Sonne auf das Klima in den „Philosophical Transactions of the Royal Society“. Der Artikel von 1801 warf die Frage auf, ob ein Zusammenhang zwischen der Sonnenaktivität (dargestellt durch das Auftreten von Sonnenflecken) und dem Getreidepreis festgestellt werden könne. Herschel konnte allerdings darauf keine schlüssige Antwort geben. In der Astronomie ist Herschel als Entdecker des Planeten Uranus bekannt.

Der Naturforscher und Bergsteiger Horace Bénédict de Saussure (1740–1799) aus der Alten Eidgenossenschaft untersuchte eingehend die Geologie, Chemie und Meteorologie der Alpen. Er war der Ansicht, dass Wetterbeobachtungen in großen Höhen in den Bergen für die Meteorologie von großer Bedeutung sein könnten, und führte sorgfältige Messungen von Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchtigkeit in verschiedenen Höhen durch. Er nahm sogar Barometer und Thermometer mit auf einige Berggipfel. Auf dem Gipfel des Mont Blanc stellte er beispielsweise 1787 fest, dass der Luftdruck einen Wert von „16 Zoll und eine Linie“ aufwies. Er maß zudem die Zusammensetzung und Transparenz der Luft in verschiedenen Höhen sowie die Stärke der Sonneneinstrahlung. De Saussure entwickelte viele der Instrumente, die er für seine Beobachtungen verwendete. Er baute ein Cyanometer zur Messung des Blauanteils des Himmels und ein Diaphanometer zur Beurteilung der Klarheit der Atmosphäre. Er tüftelte an Windmessern herum und passte Thermometer an, um andere Temperaturen als die übliche Lufttemperatur zu messen. Beispielsweise steckte er den Thermometerkolben in ein Stück nassen Schwamm und schwang das Thermometer dann schnell hin und her, sodass es sich im Kreis drehte. In der modernen Terminologie ist dieses Instrument als Feuchtkugelthermometer oder Psychrometer bekannt. Es misst die Feuchtkugeltemperatur, die in Kombination mit der Trockenkugeltemperatur (der üblichen Lufttemperaturmessung mit einem Thermometer, dessen Kugel nicht befeuchtet ist) zur Berechnung der relativen Luftfeuchtigkeit und des Taupunkts der Luft verwendet werden kann. De Saussure maß auch Temperaturwerte im Boden bis zu den größten Tiefen, in die er seine Thermometerstäbe treiben konnte. Er zeigte, dass die Sommerhitze sechs Monate brauchte, um eine Tiefe von 30 Fuß (9 m) im Boden zu erreichen. Er maß auch Wassertemperaturen und zeigte, dass das Wasser am Grund tiefer Seen kalt ist und sich seine Temperatur im Laufe der vier Jahreszeiten kaum verändert. Diese Messungen wurden durch eine neuartige Erfindung ermöglicht: Er verwendete Thermometer, die in isolierendes Material eingewickelt waren, sodass sich der im Boden oder See gemessene Wert kaum veränderte, wenn das Instrument an die Oberfläche gehoben wurde. De Saussure befasste sich auch mit Niederschlägen und schätzte deren Auswirkungen auf Bäche, Flüsse, Seen und Gletscher. Aufgrund seiner Arbeiten auf dem Gebiet der Hygrometrie war de Saussure der Erste, der nachwies, dass sich Luft bei steigendem Feuchtigkeitsgehalt ausdehnt und ihre Dichte abnimmt. Er experimentierte nicht nur mit einem Feuchtthermometer, sondern testete auch verschiedene Arten von Hygrometern. Diese Forschungen gipfelten um 1775 in seiner Erfindung des Haarhygrometers. In seinem 1783 veröffentlichten Buch „Essais sur l'Hygrométrie“ erörterte er die allgemeinen Prinzipien der Hygrometrie, stellte die Ergebnisse seiner Experimente mit verschiedenen Hygrometern vor und beschrieb sein Haarhygrometer.

Außerdem ging er auf die Prinzipien der Verdunstung ein und stellte einige meteorologische Anwendungen seiner Forschung vor. De Saussure experimentierte zudem mit einem isolierten Kasten, der mit drei Glasschichten abgedeckt war, und stellte fest, dass die durch das Glas einfallende Sonnenenergie den Kasten erwärmte. Damit entwickelte er einen frühen Solarofen. De Saussure beschäftigte sich auch mit der atmosphärischen Elektrizität. Anhand von Messungen, die zwischen 1785 und 1788 durchgeführt wurden, stellte er tageszeitliche Schwankungen der atmosphärischen Elektrizität fest.

Der Wissenschaftler Georg Christoph Lichtenberg (1742–1799) aus Hessen lehrte der an der Universität Göttingen und entwickelte sich zu einem führenden Experten der deutschen Staaten auf vielen wissenschaftlichen Gebieten, darunter Chemie, Geodäsie, Geologie, Physik, Meteorologie und Astronomie. In der Meteorologie beschäftigte er sich mit der Gewitterelektrizität.

Der französische Botaniker, Zoologe und Naturwissenschaftler Jean-Baptiste de Lamarck (1744–1829) war der Ansicht, dass das Klima zwangsläufig das Tierleben beeinflusse und daher einer der wichtigsten Umweltfaktoren im Evolutionsprozess sein müsse. Er vermutete, dass Veränderungen in der Atmosphäre auf atmosphärische Gezeiteneffekte zurückzuführen seien, die von Sonne und Mond verursacht würden. Er glaubte, dass die Gesamttiefe der Atmosphäre im Bereich von 66 bis 80 km lag, und stellte fest, dass Wolken, Winde, Regen, Gewitter, Nebel, Hagel und alle anderen gewöhnlichen Wetterphänomene auf den untersten Teil der Atmosphäre beschränkt waren (eine Schicht, deren Tiefe er auf etwa 10 km schätzte, die „Troposphäre“ in der heutigen Terminologie). Lamarck stellte 1802 in Band 3 im „Annuaire météorologique“ und in einem Aufsatz mit dem Titel „Über Wolkenformen“ das erste System zur Wolkenklassifikation vor. Er schlug zunächst fünf Wolkentypen vor, die „mit allgemein feststellbaren Ursachen zusammenhängen“: dunstige Wolken (en forme de voile); zusammengeballte Wolken (attroupés); fleckige Wolken (pommelés); besenartige Wolken (en balayeurs); gruppierte Wolken (groupés). Im „Annuaire“ von 1805 schlug er eine detailliertere Klassifizierung vor: 12 verschiedene Kategorien und insgesamt 20 verschiedene Wolkentypen. Im „Annuaire“ von 1807 schlug Lamarck die Einrichtung eines französischen zentralen Wetterdienstes vor, der Daten von verschiedenen Observatorien sammeln und diese zur Erstellung von Wettervorhersagen nutzen sollte.