Blitze

Foto: Uwe Freitag

Entstehung

Gewitter entstehen bei uns vor allem im Sommer. Die starke Sonneneinstrahlung lässt viel Wasser verdunsten und erwärmt die Luft. Wenn dann eine Kaltfront aufzieht, schiebt sich die kalte Luft unter die warme, so dass die feuchtwarme Luft in die Höhe steigt. Dabei kondensiert der Wasserdampf und es bilden sich Quellwolken, die schließlich zu einem Cumulonimbus (Cb) anwachsen können. Im Cb herrschen starke Aufwinde, die verhindern, dass kleinere Regentropfen aus der Wolke nach unten fallen. 

Die Regentropfen und Eiskörnchen werden immer wieder nach oben getragen, wo sie gefrieren und sich neues Eis anlagert. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis die Eiskörner so schwer geworden sind, dass sie von den Aufwinden nicht mehr gehalten werden können. Dann fallen entweder sehr dicke kalte Regentropfen, Graupeln oder sogar Hagelkörner aus dem Cb. Durch die Aufwinde in der Wolke und die ungleiche Verteilung von Eis und Wasser entstehen Räume mit unterschiedlichen Ladungen. Der obere Teil des Cb ist normalerweise positiv geladen und der untere negativ. Wenn die Spannung zwischen den verschiedenen Ladungen sehr groß wird, kommt es zu einem Blitz. Entweder erfolgt ein Spannungsausgleich innerhalb der Wolke oder zwischen dem Erdboden und dem unteren Teil der Wolke. In seltenen Fällen kann es auch zu einem positiv geladenen Blitz zwischen dem oberen Teil des Cb und dem Erdboden kommen. Für Blitze zwischen Wolke und Erde muss der Spannungsunterschied mehr als 100 Millionen Volt betragen.

Um den Blitzkanal wird die Luft schlagartig auf ca. 40 000°C erhitzt. Dies führt zu einer sehr schnellen Ausdehnung der Luft, wodurch der Donner hervorgerufen wird. Da der Schall im Gegensatz zum Licht nur eine Geschwindigkeit von 330 Metern pro Sekunde hat, kann man aus der Zeit zwischen dem Blitz und dem Donner die Entfernung des Blitzes berechnen (3 Sekunden entsprechen etwa einem Kilometer).

Blitzarten

Flächenblitz

Bei dieser Blitzart verzweigt sich der Haupt-Blitzkanal in zahlreiche Äste.

Flächenblitz

Flächenblitz aufgenommen im Sommer 2006 (Foto: Michael Adam)

Doppelter Blitz

Doppelter Flächenblitz (Foto: Claudia Hinz)

Flächenblitz

Flächenblitz mit mehreren Verzweigungen, aufgenommen in der Schwäbische Alb am 15.07.2010 (Foto: Michael Adam)

Linienblitz

Beim Linienblitz treten keine Verästelungen auf. Er sucht sich nicht immer den direkten Weg zum Erdboden, sondern kann auch Knoten und kreisförmige Verschlingungen enthalten.

Linienblitze

Viele Linienblitze aufgenommen aus der Tschechischen Republik (Foto: Martin Popek)

Linienblitz am Abend

Linienlitz am 26.09.2010 aufgenommen in Ennabeuren (Foto: Michael Adam)

Linienblitz schlägt in Berg ein

Ein Linienblitz schlägt in Berg ein (Foto: Claudia Hinz)

Wolke-Wolke Blitz

Die meisten Blitze verlaufen zwischen den Wolken und erreichen nicht den Boden. Von ihnen geht keine Gefahr aus. Es kann aber jederzeit zu einem gefährlichen Blitzschlag kommen.

Wolke-Wolke Blitz

Ein Wolke-Wolke Blitz aufgenommen bei einem Starken Gewitter am 30.06.2012 in Wildau (Foto: Andreas Möller)

Wolkencrawler

Crawler aufgenommen in der Tschechischen Republik (Foto: Martin Popek)

Wolke-Wolke Blitz an Cb

Wolke-Wolke Blitz an Cumulusnimbus (Foto: Claudia Hinz)

Blitzschlag

Der Blitzschlag ist ein Blitz zwischen Erde und Wolke. Der gewaltige "Kurzschluß" entsteht, wenn der Spannungsunterschied zwischen der Gewitterwolke und der Erde über 100 Millionen Volt beträgt. Die meisten Bliztschläge beginnen am Erdboden und breiten sich dann nach oben hin aus. Wolke-Erde Blizte machen nur einen geringen Teil aller Blitze aus. Die meisten Blitze verlaufen zwischen den Wolken und stellen keine Gefahr dar. Blitzschläge können dagegen verheerende Schäden verursachen. Sie spalten Bäume und können Häuser in Brand setzten oder elektronische Geräte zerstören. Auch wenn der Blitz in einigen 10 Metern Entfernung einschlägt, kann er noch Lähmungen hervorrufen oder sogar zum Tode führen.

Vierfacher Blitzschlag

Vierfacher Blitzschlag in Gießen (Foto: Jonas Piontek)

Doppelter Blitzschlag

Doppelter Blitzschlag (Foto: Claudia Hinz)

Blitzschlag

Vierfacher Blitzschlag (Foto: Martin Popek)

Perlschnurblitz

Der Perlschnurblitz ist eine recht seltene Blitzart. Dabei löst sich der Blitz nicht gleichmäßig in voller Länge auf, sondern zerfällt in zahlreiche Perlen(2). Die Perlen können darauf auch noch Schweife ausbilden (3). Die ganze Erscheinung dauert etwa 0.2 - 0.5 Sekunden. Über die Ursache ist nicht viel bekannt. Es wird ein Zusammenhang mit starkem Regen vermutet.

Perlenschnurblitz

Perlschnurblitz aufgenommen in Ernsttal im Thüringer Wald (Foto: Rüdiger Manig)

Kugelblitz

Sprites

Bei den "Red Sprites" handelt es sich um eine Leuchterscheinung, die oberhalb von Gewitterzellen auftritt und eine Höhe von 100 km erreichen kann. Es ist ein kurzes (ca. 5 ms) rötliches Aufleuchten und steht im Zusammenhang mit Blitzen unterhalb der Gewitterzelle. Das leuchtende Gebiet kann ein Volumen von 10.000 km³ haben.

Die "Red Sprites" wurden erstmalig am 21.10.1989 mit einer hochempfindlichen Videokamera des Space Shuttle aufgezeichnet. Es gab aber schon vorher Berichte von Piloten über eine seltsame Leuchterscheinung oberhalb von Gewitterzellen, die sich bis in die Ionosphäre erstreckt. Die Beobachtungen wurden damals aber nicht ernst genommen. Mittlerweile gibt es zahlreiche Forschungsprojekte, die sich mit Sprites beschäftigen.

Mit den "Red Sprites" verwandt sind die "Blue Jets". Diese blauen Lichtfontänen beginnen oberhalb der Gewitterzelle und breiten sich mit einer Geschwindigkeit von 100 km/s bis in eine Höhe von etwa 50 km aus.

Interessant ist, dass Sprites auch vom Boden aus beobachtet werden können. Die besten Bedingungen liegen vor, wenn sich ein Gewitter in etwa 200 km Entfernung befindet. Die Sprites haben dann eine Höhe von etwa 10-20° über dem Horizont. Voraussetzung ist, daß der Himmel klar und vollkommen dunkel ist. Mit etwas Glück und Geduld kann man dann für Sekundenbruchteile ein rötliches Aufleuchten wahrnehmen, das etwa die Helligkeit von Polarlichtern hat.

Rote Sprite

Red Sprite aufgenommen 02.07.2012 in der Tschechischen Republik (Foto: Martin Popek)

Rote Sprites

Red Sprites aufgenommen 26.05.2011 in der Tschechischen Republik (Foto: Martin Popek)

Rote Sprites

Red Sprites aufgenommen 06.08.2013 in der Tschechischen Republik (Foto: Martin Popek)