Gewitter

Enstehung

Gewitter werden ausgelöst bei schnellem Aufsteigen feuchter Warmluft in größere Höhen (Wärmegewitter) oder bei heftigem Zusammentreffen von feuchter Warmluft mit einer größeren Kaltluftfront (Frontgewitter). Bei diesem Prozess kommt es zu kraftvollen Luftströmungen. Aufwinde führen hinauf bis in Höhen von 10000 Meter. Die damit verbundene Abkühlung der Luft bringt Kondensation mit sich, also Wasserdampf wird verflüssigt. Da Gewitterwolken Minusgrade aufweisen, ist der in ihnen enthaltene Niederschlag entweder in Form von Eiskristallen oder unterkühlten Wassertropfen vorhanden. In der Regel sind beide Formen anwesend. Es findet

    

eine Wechselwirkung zwischen Eis- und Wasserteilchen und dem in der Wolke vorhandenen elektrischen Feld statt, die hohe Spannungen erzeugt. In Gewitterwolken wurden Feldstärken von 3500 V/m gemessen. Die negativen und positiven Ladungen sind auf Grund der unterschiedlichen Fallgeschwindigkeiten der Eis- und Wasserteilchen getrennt. Die Wolke wirkt wie ein Generator. Bei entsprechenden Feldstärken kommt es darin zur Entladung (Blitz!), worauf der Generator Wolke neu aufzuladen beginnt. Der plötzlich ansteigende Druck in dem heißen Blitzkanal breitet sich als Stoßwelle aus. Er wird als Donner hörbar. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit (= Schallgeschwindigkeit 330 m/s) ermöglicht eine Entfernungsbestimmung eines Gewitters.

h


Entladung

Jeder Blitz ist eine elektrische Entladung, die ein sehr starkes elektrisches Feld notwendig macht, das sich in der Gewitterwolke bildet. Ein Spannungsunterschied kann sich in der Wolke, zwischen Wolken, zwischen Wolke und Erdoberfläche und zwischen Wolke und höheren Schichten der Atmosphäre aufbauen. Gewöhnlich geht dem Blitz eine schwächere Vorentladung voraus, auf die die Hauptentladung folgt, die aus mehreren Teilentladungen bestehen kann. Die Spannungsunterschiede erreichen einige 100 Millionen Volt. Man schätzt die im Durchschnitt bei einem Blitz umgesetzte Energie auf 100 Kilowattstunden. Der Ausgleich erfolgt in kürzester Zeit (im Mittel 1/50 s). Dabei treten Stromstärken bis zu 200000 Ampere auf. Die häufigste Blitzform ist der Linienblitz. Der Flächenblitz ist ein nicht direkt sichtbarer Blitz, der die Wolken aufhellt. Jeder Blitz bewegt sich in einem Blitzkanal. Verlöscht dieser Kanal unregelmäßig, so entstehen Blitze, die das Aussehen von Perlschnüren haben. Der von Geheimnissen umwitterte Kugelblitz ist physikalisch nicht befriedigend erklärbar. Es wird von elektrischen Staubwolken gesprochen, auch vom langsamen Verbrennen eines Luft-Kohlenstoff-Gemischs. Oder einer im Blitzkanal aufgebauten leuchtenden, ionisierten Gasmasse. Die Zahl der einschlagenden Blitze ist im Vergleich zur Gesamtzahl der Blitze sehr gering. Sie wachsen sowohl von der Gewitterwolke zur Erde, als auch umgekehrt von der Erdoberfläche zur Wolke. Kommt es beim Blitzschlag zur Zündung, so handelt es sich um einen Blitz mit niedriger Stromstärke, aber lang andauerndem Strom. Sehr kurze Blitze sind kalte Schläge, obwohl sie für Augenblicke Temperaturen von einigen 10000°C haben. Aber die Zeit ist zu kurz, um zu zünden.

h


Gefahren

Allgemeine Verhaltensmassregeln bei Herannahen eines Gewitters: möglichst einen mit Blitzableitern geschützten Raum oder einen Faraday´schen Käfig (geschlossenes Metallgehäuse z.B. Auto) aufsuchen. möglichst Erhebungen meiden, sich möglichst klein machen, von exponierten Punkten (Bäume, Stangen, ...) Abstand halten, Die Verletzungen (Schäden) durch Blitzschlag werden meist durch folgende Effekte ausgelöst: Direkter Blitzeinschlag Der Blitzstrom fliesst ganz oder teilweise durch die Person oder das Objekt. Übrigens: Nur ca. 30% der vom Blitz getroffenen Personen sterben. Folgen eines Blitzschlages sind meist Herzkammerflimmern, innere und äußere Verbrennungen und Verletzungen durch Stürze etc. Wichtig im Falle eines Blitztreffers: Erste Hilfe ist lebensrettend! Überspringender Strom Selbst wenn der Blitz in einen Ableiter oder in einen Baum eingeschlagen hat, kann eine in unmittelbarer Nähe stehende Person gefährdet sein. Der Blitzstrom kann die kurze Strecke zwischen Ableiter und Person überbrücken und (zusätzlich) teilweise über die Person abfließen. Deshalb sollte man von "potentiellen Blitzableitern" einen Mindestabstand von 3 Metern halten. Schrittspannung: Durch den über den Erdwiderstand fließenden Strom kann es zu einen Spannungsabfall an einer Person kommen, die in einiger Entfernung vom Blitzeinschlag steht. Die Spannung ist umso größer, je weiter die Person die Füße gespreizt hat. Deshalb sollte man die Füße bei Gewittern möglichst immer geschlossen halten und sich nicht hinlegen.

h


Bilder

    
    

h