Im letzten Thema des Tages zur Geschichte der Meteorologie wurde die Leistung der Araber auf diesem Feld betont. Wissenschaftliche Erkenntnisse gelangten aus diesem Raum wieder ins christliche Europa zurück. Bevor wir darauf blicken, werfen wir einen Blick nach Afrika und Amerika.
Über wissenschaftliche Kenntnisse der vielen Völker und Kulturen von Subsahara-Afrika ist nur ganz wenig bekannt bzw. überliefert. Groß-Simbabwe war im Zeitraum von ca. 1100 bis 1450 ein mächtiges Handelsimperium der Ethnie der Shona, dessen Aufstieg und Niedergang stark von Klima und Umweltmanagement beeinflusst wurden. Die 20.000 Einwohner des in der Nähe der heutigen Stadt Masvingo gelegenen kulturellen Zentrums stützten sich auf ausgefeilte Methoden der Wassersammlung und vermutlich auch auf astronomische und meteorologische Beobachtungen; schließlich gaben sie den Ort aufgrund von Klimaveränderungen und Ressourcenverknappung auf. Die indigene Shona-Meteorologie ist ein traditionelles, auf mündlicher Überlieferung basierendes System der Wetterbeobachtung, -deutung und -vorhersage, das in Simbabwe über Generationen hinweg weitergegeben wurde. Historisch gesehen stützte sich das Volk der Shona, wie viele afrikanische Gemeinschaften, auf die Beobachtung von Umweltindikatoren, Himmelskörpern und dem Verhalten von Tieren, um bevorstehende Wetterverläufe zu verstehen, insbesondere im Hinblick auf die landwirtschaftliche Planung. So wurde beispielsweise die Blüte oder Fruchtbildung bestimmter einheimischer Bäume, wie etwa der Parinari curatellifolia (in der Bantusprache Shona Muhacha), genutzt, um die Qualität der kommenden Regenzeit vorherzusagen.
Islamisches Wissen breitete sich durch die Expansion des Islams und transsaharischen Handel vom 14. bis zum 16. Jahrhundert in den Bereich der Sahelzone aus. Im Mittelalter (13. bis 16. Jahrhundert) war Timbuktu im heutigen Mali ein bedeutendes intellektuelles Zentrum mit Hochschulen und Bibliotheken, in dem lokale Gelehrte sich mit Theologie, islamischem Recht, Medizin und Geschichte sowie im Rahmen der Astronomie, Astrologie und Geographie mit Meteorologie befassten. Eine Vielzahl von Manuskripten, die sogenannten Timbuktu-Handschriften, dokumentieren die Beobachtung von Jahreszeiten, starken Regenfällen, Dürren und den Auswirkungen des Klimas und enthalten Hinweise auf Studien, die die Bewegungen der Sterne mit lokalen Wetterverhältnissen in Verbindung brachten. Dabei wurde die „Deutung der Bedeutung des aufgehenden Sterns“ zur Vorhersage von Wetterverläufen herangezogen. Die frühen Bewohner der Region richteten ihr Leben nach den Hochwasserperioden des Flusses Niger aus, die von den regionalen Niederschlagsmustern beeinflusst wurden. Die lokale Umwelt wurde durch das Wüstenklima der Sahara geprägt, wobei staubige Passatwinde und geringe Niederschläge zu erheblichen saisonalen Veränderungen führten, die intensiv untersucht wurden. Einer der bedeutendsten Gelehrten war der Rechtswissenschaftler Ahmad Bābā (1556–1627) aus dem Songhaireich in Westafrika, der ein biographisches Lexikon von Gelehrten aus dem Westsudan (heute nördliches Westafrika), die das damalige Wissen zusammengetragen hatten, veröffentlichte. Die Wiederentdeckung dieser Manuskripte, die in den letzten Jahren vor der Vernichtung bewahrt wurden, bestätigt den fortgeschrittenen Stand der wissenschaftlichen Erforschung der Umwelt in Westafrika im Mittelalter. Die Forschung hierzu ist allerdings noch nicht weit fortgeschritten.
Blicken wir nun nach Amerika. Die Hochkultur der Inka (13. bis 16. Jahrhundert) weitete sich von ihrem Kernland im heutigen Peru nordwärts bis ins heutige Ecuador und südwärts bis in die Nordteile der heutigen Staaten Chile und Argentinien aus. Ihre Blütezeit war um 1530. Obschon die Inka in ihren Staatsformen einen hohen Organisationsgrad aufwiesen, sind sie entwicklungsgeschichtlich mit den bronzezeitlichen Kulturen Eurasiens vergleichbar. Ihr Reich war theokratisch strukturiert mit dem Sonnengott Inti als höchste göttliche Instanz und dem Sonnentempel Inticancha im heute peruanischen Cusco oder Cuzco als Machtzentrum. Terrassenfeldbau und Bewässerungskanäle zeugen von gewissen Kenntnissen im astronomisch-meteorologischen Bereich. Da die Inka-Schrift Quipu aus gewebten Textilknoten bestand, gibt es keine schriftlichen Überlieferungen.
Die Hochkultur der Azteken (14. bis 16. Jahrhundert) befand sich auf dem heutigen Staatsgebiet von Mexiko und expandierte durch kriegerische Auseinandersetzungen mit benachbarten Kulturen. Die Kosmologie und Mythologie der Azteken bestanden aus einer Vielzahl an Gottheiten. Der Kriegs- und Sonnengott Huitzilopochtli genoss ein hohes Ansehen. Die Gunst der Sonne musste durch Blutopfer aufrechterhalten und so die Welt vor dem Untergang bewahrt werden, was die vielen kriegerischen Auseinandersetzungen erklärt. Zwei weitere Gottheiten werden mit dem Klima assoziiert: Dem Regen-, Wasser- und Fruchtbarkeitsgott Tlaloc wurden Rituale zelebriert, um für angenehmes Wetter zu bitten. Ihm gegenüber stand Xiuhtecuhtli, der Feuergott, der Hitze und die Sonne repräsentiert und zu Dürren führen kann. Die Azteken benötigten so eine ausgewogene Balance zwischen beiden Göttern. Naturkatastrophen wie Überschwemmungen, Dürren, Erdbeben und Vulkanausbrüchen wurden göttliche Deutungen beschrieben. Saisonale Rituale im landwirtschaftlichen Kalender sowie ausgeklügelte Bewässerungstechniken wie die Chinampas, Flächen, die im Hochwasserfall gezielt geflutet wurden, sollten klimatologische Schwankungen abmildern.
Im Spätmittelalter von Europa war die Übersetzung des von den Arabern zusammengetragenen Wissens ins Lateinische die nächste Entwicklungsstufe in der Geschichte der Meteorologie.
Der heilige Albertus Magnus (um 1200–1280) war ein dominikanischer Wissenschaftler und Philosoph aus Schwaben. In Anerkennung seiner umfassenden Gelehrsamkeit wurde er als „Doctor Universalis“ bezeichnet. Seine naturwissenschaftlichen Schriften umfassen die Bereiche Physik, Meteorologie, Geologie, Physiologie sowie Pflanzen- und Tierkunde. Er war einer der wichtigsten Vermittler der griechischen Philosophie und kommentierte und lehrte insbesondere die Texte des Aristoteles in Paris anhand der Übersetzungen von Averroes. Magnus war der Erste, der die Idee vorbrachte, dass jeder fallende Regentropfen die Form einer kleinen Kugel habe und dass diese Form bedeute, dass der Regenbogen durch die Wechselwirkung des Lichts mit jedem einzelnen Regentropfen entstehe. Er glaubte jedoch, dass die Farben irgendwie innerhalb des Regentropfenvorhangs durch die unbekannten Auswirkungen einer Art Schichtung entstünden.
Der heilige Thomas von Aquin (1225–1274) war ein Philosoph und Theologe aus dem Königreich Neapel. In seiner „Summa Theologica“ schrieb von Aquin über den teuflischen Ursprung von Stürmen: „Regen und Winde sowie alles, was allein durch lokale Impulse entsteht, können von Dämonen verursacht werden. Es ist ein Glaubensdogma, dass die Dämonen Wind, Stürme und einen Feuerregen vom Himmel hervorbringen können.“ Von Aquin schrieb außerdem, dass Glocken, „sofern sie ordnungsgemäß geweiht und getauft wurden, das wirksamste Mittel sind, um die atmosphärischen Unheilbringer des Teufels zu bekämpfen, denn die Klänge des geweihten Metalls vertreiben die Dämonen und wehren Sturm und Blitz ab“.
Wissenschaft in Europa fand damals in Bibliotheken statt. Hatte ein Naturforscher die Wahl zwischen ausführlichen Beobachtungen in der Natur oder einem ausgiebigen Studium der Literatur in einer gut ausgestatteten Bibliothek, wurde damals letzteres vorgezogen. Damit unterlagen eigene Beobachtungen immer dem Eindruck, der in der Literatur beschrieben war. Dieses Schema aufzubrechen, war schwierig und setzte sich erst mit der Zeit durch.
Der englische Naturphilosoph Roger Bacon (um 1220–1292) war der Erste, der 1267 den Winkelausmaß des Regenbogens berechnete. Er fand heraus, dass der höchste Punkt des Regenbogens nicht höher als 42 Grad über dem Horizont liegen kann. Er analysierte die ptolemäischen Beschreibungen zum Klima. Er verfasste eine Begründung für die Kälte in nördlichen Regionen. Er stellte fest, dass es auch in höher gelegenen Regionen kälter ist und formulierte daraus einen orographischen Einfluss auf das Klima. Bacon war darüber hinaus einer der ersten, die versuchten, eigenen Forschungsbeobachtungen gegenüber der seinerzeitigen wissenschaftlichen Standardliteratur ein höheres Gewicht zuzumessen. Er gilt als Begründer moderner Wissenschaft in Europa.
William Merle, Pfarrer von Driby im Nordosten Englands, der im 14. Jahrhundert lebte, begann 1337 mit der Führung seines Wettertagebuchs, dem ältesten erhaltenen in gedruckter Form. Das Projekt mit dem Titel „Consideraciones temperiei pro septem annis Christi“ endete im Jahr 1344. Es enthält Aufzeichnungen vom Wettergeschehen in Lincolnshire und Oxford, je nachdem, wo sich Merle gerade aufhielt. Zitierte Begriffe von Merle sind „umectativus“ („der befeuchtet oder feucht macht, feuchtend“), den er im Zusammenhang mit Regen verwendet, „nubilosus“ („wolkig“) und „draco“ im Sinne von „Komet“. Merle untersuchte auch die Windrichtung und stellte fest, dass die Hauptwindrichtung 250 Grad (Westsüdwest) beträgt.
Dietrich von Freiberg (um 1240–um 1320), ein Philosoph, Theologe und Physiker aus Sachsen, und Kamāl al-Dīn al-Fārisī (1267–1319), ein persischer Physiker und Mathematiker, lieferten im späten 13. Jahrhundert gleichzeitig, aber unabhängig voneinander, die ersten zutreffenden Erklärungen für den Hauptregenbogen. Von Freiberg lieferte zudem die Erklärung für den Sekundärregenbogen.
Ausgangs des Mittelalters kristallisierten sich verschiedene Arten der Wettervorhersage heraus: Eine Variante war, astronomische Vorgänge mit dem Wetter zu assoziieren. Dies war die schon im Altertum praktizierte Methode der Astrometeorologie. Eine weitere Vorhersagemethode bestand darin, dem Wetter an bestimmten Tagen einen Charakter zuzuweisen. Das unterschied sich im europäischen Raum erheblich durch die geographischen Gegebenheiten, so wurden dieselben Tage in Russland anders gekennzeichnet als in Frankreich. Vorhersagen waren prophetisch, insbesondere wenn ein längerer Zeitraum gedeutet wurde. Aus der russischen Region Archangelsk ist überliefert: „Fällt der Winter weniger schneereich aus, ist im Sommer mit weniger Regen zu rechnen.“ Besonders oft wurden die nächsten zwölf Tage ab Weihnachten für längere Vorhersagen verwendet, die oft für das ganze nächste Jahr gelten sollte, was auch der habsburgische Herzog Leopold I. (1290–1326) so abgeleitet hat. Solche Wetterregeln sind heute unter dem Begriff Bauernregel bekannt. Eine dritte Methode war, die Vorhersage vom Verhalten der Tiere, der Vögel oder anderen Lebewesen abzuleiten. Die vierte Art der Vorhersage wurden vom allgemeinen Wettergeschehen abgeleitet und unterschied sich signifikant von den anderen vorgestellten Methoden.
Der fränkische Weltgeistliche Konrad von Megenberg (1309–1374) schrieb um 1350 das „Buch der Natur“, welches als erste wissenschaftliche Abhandlung in deutscher Sprache gilt. Darin wird der Regenbogen als ein Zeichen beschrieben, das Regen ankündigt, falls sich der Regenbogen auseinander dehnt und zusammenzieht, da Wasserdampf dann dichter wird und Wolken formt. Das korrespondiert gut mit aufkommendem Wettergeschehen, welcher nach Ankunft einer Warmfront erwartet wird.
Bevor die Geschichte der Meteorologie in Europa im Zeitalter der Renaissance weiter geht, blicken wir an der Schwelle zu diesem Zeitalter in den fernen Osten nach Korea. In der Regierungszeit von König Sejong (1418–1450), später genannt Sejong der Große, suchten wiederholt Dürren Korea heim. Der König wies jedes Dorf an, die Niederschlagsmenge zu erfassen. Sein Sohn, Kronprinz Munjong (1414–1452), erfand 1441 einen Regenmesser. Munjong argumentierte, dass es besser sei, einen standardisierten Behälter zu verwenden, anstatt in die Erde zu graben, um den Niederschlag zu messen. Das Design des Ch'ŭgugi oder Cheugugi genannten Regenmessers basierte wahrscheinlich auf Messgeräten aus weiter zurückliegenden Zeiten in China, die jedoch primitiver ausgeführt und nicht standardisiert waren. König Sejong schickte jedem Dorf einen Regenmesser, und diese wurden als offizielles Instrument zur Ermittlung des Erntepotentials und zur Festsetzung der Grundsteuern verwendet. Dies ist einer der frühesten dokumentierten Fälle der Entwicklung eines Messinstruments, das dazu diente, eine quantitative Schätzung einer meteorologischen Größe zu liefern.
Für das Spätmittelalter liegen auch Wetteraufzeichnungen vor, beispielsweise für Osteuropa aus den Moskauer Chroniken. Darunter findet sich für das Jahr 1164 ein großes Hochwasser in Galizien mit plötzlich intensivierten Regenfällen tags und nachts, so dass eine Flut den Dnister stromabwärts floss und über 300 Personen ertranken. 1230 zerstörte strenger Frost das Wintergetreide mit der Folge einer Hungersnot in ganz Russland. 1371 beschreiben die Chroniken dichten Nebel mit geringen Sichtweiten, der zwei Monate lang andauerte. Am Festtag Peter und Paul 1406 wurde Nischni Nowgorod von einem Sturm getroffen, dessen Wirbel ein Reiter mit seinem Pferdefuhrwerk verschwinden ließ. Vom 11. bis 14. Jahrhundert sind zehn große Dürren beschrieben.
Der Kardinal, Philosoph, Mathematiker und Physiker Nikolaus von Kues oder auch Nicolaus Cusanos (1401–1464) aus dem Erzbistum Trier führte Experimente zur Messung der Luftfeuchtigkeit durch, indem er ein Stück Wolle oder einen Schwamm wog, wenn diese sehr trocken waren, und erneut, nachdem sie Feuchtigkeit aus der Luft aufgenommen hatten. Die Idee zu diesem Verfahren könnte von den klassischen arabischen Naturphilosophen stammen, die sich mit Naturwissenschaften befasst hatten. Dies beschreibt ein Haarhygrometer, ein Feuchtigkeitsmesser.
Der genuesische Architekt, Künstler und Schriftsteller Leon Battista Alberti (1404–1472) erfand 1450 den ersten mechanischen Windmesser, ein Anemometer mit Ablenkplatte. Dieses Instrument bestand aus einer Schwingscheibe, die bei Windstille senkrecht hing. Bei Wind schwang die Scheibe aufgrund der vom Wind ausgeübten Kraft nach oben. Anhand des Neigungswinkels der Scheibe ließ sich die Windkraft berechnen und daraus die Windgeschwindigkeit abschätzen.
Hans Müller, latinisiert Johannes Müller und später genannt Ioannes de Monte Regio oder Regiomontanus (1436–1476) war ein Mathematiker und Astronom aus dem fränkischen Königsberg, der in Wien, Buda (Ungarn) und Nürnberg tätig war. Regiomontanus wurde mit der kritischen Übersetzung von Ptolemäus’ „Almagest“ betraut, welches später als wissenschaftliches Lehrbuch verwendet wurde. Die darin erwähnte Astrometeorologie, die astronomische Phänomene mit dem Wetter in Verbindung bringt, hat ihre Wurzeln in Indien, Persien, Griechenland und Rom sowie in der frühen islamischen Wissenschaftstradition. Regiomontanus stellte daraus Regeln für die Erstellung von Vorhersagen auf. Er identifizierte bestimmte planetarische Konstellationen als besonders einflussreich. Beispielsweise führt eine Opposition von Mond und Jupiter, wenn diese das Feuerzeichen Widder und das Wasserzeichen Skorpion einnehmen, zu Wolkenbildung. Bewegt sich der Mond auf den Merkur zu, wird die Vorhersage das enthalten, was Regiomontanus als „Öffnung der Windtore“ bezeichnete.
Die drei letztgenannten Personen gehören schon zur Frührenaissance. Die nächste Folge der Serie Geschichte der Meteorologie wird sich mit den meteorologischen Entwicklungen der Renaissance, und damit dem Beginn der Neuzeit, widmen. In diese Epoche, in die auch das Zeitalter der Entdeckungen fällt, wird einerseits bestimmt auf die Rückbesinnung auf kulturelle Errungenschaften der Antike. Andererseits werden neue Techniken eingeführt, die zu den Anfängen der quantitativen Meteorologie führen.