Dieser Windwegmesser – auch Schalenkreuz-Anemometer genannt – kam aus dem ehemaligen Geobotanischen Forschungsinstitut Rübel in die Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel. Aus diesem Institut sind 71 Objekte an die Sammlung gelangt. Darunter befinden sich auch einige persönliche Gegenstände von Eduard Rübel wie sein Thermometer (unten links) oder sein Kompass (unten rechts).
Messung der Windgeschwindigkeit mit dem Anemometer
Der Zürcher Geobotaniker Eduard Rübel (1876-1960) war einer der wichtigsten Förderer der zu Beginn des 20. Jahrhunderts noch jungen Forschungsrichtung der Geobotanik. Auch die methodische Vereinheitlichung des Faches war ihm ein grosses Anliegen.1 Dazu verfasste er 1922 das Buch Geobotanische Untersuchungsmethoden, in dem er verschiedene Parameter der geobotanischen Forschung definierte und beschrieb, wie die verschiedenen Forschungsinstrumente funktionieren. Darin wird auch der 3D-digitalisierte Windmesser beschrieben: «Der Apparat ist handlich zum Mittragen: seine Höhe beträgt nur 15 cm und die Breite beim Schalenkreuz wie bei der Zeigeruhr nur etwa 6 cm.»2 Für die Feldforschung war dies von grosser Bedeutung, da mehrere Instrumente mitgeführt und im Gelände aufgestellt werden mussten.
Mit einem Anemometer wird die Windgeschwindigkeit über einen bestimmten Zeitraum gemessen. Daraus lässt sich die mittlere Windgeschwindigkeit bzw. Windstärke berechnen. Da die Schalen nach allen Richtungen ausgerichtet sind, zeigen sie jede Windstärke aus jeder Richtung gleichmässig an. Rübel gibt in seinem Buch ein Beispiel für die Messung der Windstärke mit diesem Anemometer: Man misst während einer Zeiteinheit von 100 Sekunden. Auf dem Zählwerk liest man ab, wie viele Meter der Wind in dieser Zeiteinheit zurückgelegt hat. Misst man in 100 Sekunden einen Windweg von 484 Metern, so ergibt dies eine Windstärke von 4,84 m/s.
Das Anemometer wurde vom Astronomen Thomas Romney Robinson (1792-1882) entwickelt. Der Astronom, der sich intensiv mit der Meteorologie beschäftigte, erfand das Anemometer mit Halbkugelschalen im Jahr 1846. Ursprünglich bestand das Anemometer nur aus zwei Schalen. Um die Drehkraft gleichmässiger zu machen, wurde später ein weiteres Schalenpaar gekreuzt. Solche Anemometer sind noch heute in Gebrauch. In der Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel befinden sich weitere solcher Instrumente aus verschiedenen Epochen und Disziplinen. Diese können im Online-Katalog eingesehen werden.
Eduard Rübel und das Geobotanische Forschungsinstitut Rübel
Rübel studierte an der ETH Chemie und wurde nach seiner Promotion 1901 Mitarbeiter beim Botanikprofessor Carl Schröter. 1917 wurde Rübel zum Privatdozent für Botanik an der ETH, 1923 zum Titularprofessor berufen.
Fotograf: Rübel, Eduard August / Dia_282-0661 / CCBY-SA 4.0
1918 gründete Eduard Rübel das «Geobotanisches Forschungsinstitut Rübel». Ziel des Institutes war es, die noch junge Disziplin der Geobotanik sowie den Austausch zwischen verschiedenen (geo-)botanischen Instituten zu fördern. Neben einer grossen Bibliothek, die den Forscher:innen zur Verfügung stand, konnten diese im Institut auch verschiedene wissenschaftliche Instrumente für ihre Forschung ausleihen. Ein Teil dieser Instrumente blieb erhalten und wurde 2020 sowie 2022 in die Sammlung wissenschaftlicher Instrumente und Lehrmittel überführt.
Nachdem das Institut rasch grosse Bekanntheit erlangt hatte, wurde das eine Zimmer in Rübels Haus an der Zürichbergstrasse 30 zu klein. Mit Unterstützung seiner Schwestern Helene und Cécile, die einen Baufonds stifteten, errichtete Rübel daraufhin an der Zürichbergstrasse 38 ein neues Institutsgebäude.
man die neue Kirche Fluntern, ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv / Fotograf: Unbekannt
/ Dia_282-0087 / Public Domain Mark.
Bis 1928 blieb Rübel Direktor des Instituts. Im Alter von 82 Jahren schenkte er es 1958 der ETH und gab die Verantwortung dafür ab. Mit dieser Schenkung wurde es zum «Geobotanischen Institut an der ETH, Stiftung Rübel».
In seiner ursprünglichen Form existiert das Institut heute nicht mehr: Seit 2006 sind die beiden Professuren des Geobotanischen Instituts (Professur für Pflanzenökologie und Professur für Ökologische Pflanzengenetik) Teil des neu gegründeten Instituts für Integrative Biologie im Departement Umweltsystemwissenschaften der ETH Zürich geworden. Die von Rübel gegründete Stiftung besteht weiter.
3D-Digitalisierung
Objektauswahl
Wir haben das Schalenkreuzanemometer ausgewählt, weil es ein Vertreter der schönen Sammlung von Eduard Rübel ist, die sonst in dieser Serie von 3D-Digitalisaten nicht vertreten ist. Viele dieser Instrumente aus der Sammlung von Rübel waren für die Feldforschung bestimmt, so auch dieses Anemometer. Für die Feldforschung mussten die Instrumente gut verpackt werden, damit sie unterwegs nicht beschädigt wurden. Die Holzkiste gehört daher zu diesem Objekt, weshalb wir sie auch digitalisiert haben. So kann man gut sehen, wie die Holzkiste gleichzeitig die Halterung darstellte, in die das Instrument eingeschraubt wurde. Die Animation zeigt aber auch, wie die sich bewegenden Pendel das Zählwerk der Uhren in Gang setzten und so die zurückgelegten Meter gemessen werden konnten.
Photogrammetrie und Modellierung
Das Anemometer aus schwarz lackiertem Metall liess sich photogrammetrisch gut erfassen, ebenso die Kiste aus Holz. Letztere wurde separat in geöffnetem und geschlossenen Zustand digitalisiert und erst nachträglich mit dem Anemometer zusammengeführt. Das Glas der Zählräder sowie die animierten Strukturen wurden manuell erstellt.