Elmsfeuer

St. Elmsfeuer ist eine blauviolette Leuchterscheinung, die im Umfeld von Gewittern, aber auch bei Schneestürmen und vor allem in den Bergen bei aufliegenden Wolken zu beobachten ist. Sie tritt bevorzugt an spitzen Gegenständen in exponierter Position auf. Das Ausgangsmaterial des Gegenstandes scheint dabei eine untergeordnete Rolle zu spielen. Begleitet wird das Elmsfeuer von einem charakteristischen Knistern der Luft, wie es auch im Bereich leistungsstarker Freileitungen auftritt.

Obwohl Elmsfeuer zum Beispiel im Alpenraum häufig auftreten, sind Beobachtungen durch Menschen selten geworden und schwierig zu bewerkstelligen. Während im Sommer bei Gewittersturm und auftretendem Elmsfeuer unmittelbare Lebensgefahr besteht, ist es im Winter bei Schneesturm und oft bis -20° Celsius ebenfalls nicht ratsam, sich allzu lange im Freien aufzuhalten. Auch hier ist ein Blitzereignis als potenzielle Gefahr nicht auszuschließen.

In der Literatur wird von Elmsfeuern an Kirchturmspitzen und Schiffsmasten berichtet. Diese Erscheinung wird durch die allgegenwärtige Lichtverschmutzung in heutiger Zeit dort kaum mehr wahrnehmbar sein. Zu Beobachtung sind dunkle Standorte und, vor allem bei Gewitter, ein Faraday-Käfig besser geeignet.

Gipfelkreuze, Kirchturmspitzen, Antennen, Blitzfangstangen (Blitzableiter), Baumspitzen, Eiszapfen, Holzstangen, scharfkantige Felsen, Fingerspitzen, Haarspitzen etc. An Flugzeugen treten Elmsfeuer sehr selten an Messinstrumenten, den Achsen der Scheibenwischer sowie am Lufteinlass der Turbine auf (lt. Aussage von Berufspiloten max. 2 x in Jahr). Sie werden aber kaum wahrgenommen, weil sie nicht im unmittelbaren Blickfeld des Piloten auftreten. Gleitentladungen, die häufig in der Start- und Landephase sowie in Gewitternähe an den Cockpitscheiben von Flugzeugen auftreten, sind nicht mit Elmsfeuer gleichzusetzen. Hier handelt es sich nicht um Büschelentladungen, sondern um Spannungs-Überschlag am "Faraday-Käfig" des Flugzeugs.

Als Ursache für diese faszinierende Leuchterscheinung wird ein durch Ladungstrennung erzeugtes elektrisches Feld angesehen, wie es im Umfeld von Gewittern, aber auch bei Schneesturm, Eisnebel und Sandsturm auftreten kann. Durch die Reibung einzelner Partikel (Wassertropfen, Schnee, Hagel, Sand, Vulkanasche etc.) in einer Wolke entsteht Spannung. Stoßen die Partikel aneinander kommt es zu einer Ladungstrennung. Die positiv geladenen Partikel sammeln sich dabei im oberen Bereich der Wolke, die negativen Partikel in deren unteren Bereich. Die dabei entstehenden Spannungen können so extrem hoch werden, dass sie bis zu 1.000.000.000 Volt erreichen. Bei solchen Feldstärken kann es vorkommen, dass die negativ geladenen Teilchen in Bodennähe von den negativen geladenen Teilchen des Erdbodens abgestoßen werden. Infolge dieses Prozesses wird der Boden in diesem Bereich positiv aufgeladen. Übersteigt das so erzeugte elektrische Feld an der Erdoberfläche einen bestimmten Schwellwert, kommt es an exponierten Stellen zu Entladungen über die Luft (Coronaentladung). Die Luftmoleküle werden ionisiert und beginnen zu leuchten. Spitzen, Kanten und dünne Gegenstände (Stangen) haben dabei eine wesentliche Bedeutung: In ihnen werden die Feldlinien des elektrischen Feldes stark verdichtet, sodass die Feldstärke hier deutlich verstärkt wird. Aus diesem Grunde tritt Elmsfeuer bevorzugt an diesen spitzen Stellen auf.

Die Farbe des Elmsfeuers ist in Bodennähe blauviolett, was aus den chemischen Eigenschaften der Stickstoff- und Sauerstoffmoleküle resultiert, die hier ionisiert werden. Die Wellenlängen von Coronaentladungen liegen im Bereich von 230 bis 450 nm. In größeren Höhen (Linienflughöhe) kann Elmsfeuer grün leuchten (ionisierter Sauerstoff).

Das Sankt Elmsfeuer (auch unter Eliasfeuer oder Pickelsausen bekannt) ist nach Erasmus von Antiochia (italienisch Elmo) benannt, einem Bischof und Märtyrer, der von der römisch-katholischen Kirche als Heiliger verehrt wurde. Er galt als Schutzheiliger des Feuers und wurde von römischen Schiffsleuten angebetet, wenn sie durch Gewitter oder Sturm in Not gerieten. Wenn die Seeleute durch elektrische Ladungen ihre Segel glühen sahen, assoziierten sie diese mit St. Elmos‘ Geist und glaubten sich geschützt durch ihn. Deshalb benannten sie dieses Phänomen nach ihm als Sankt Elmsfeuer. In alten Schriften ist häufig zu lesen, dass sich St. Elmo mit angezündeten Kerzen oder Fackeln auf den Masten zeigte und das Schiff vor Unheil bewahre. Der Weltumsegler Ferdinand Magellan schrieb Ende des 15. JH in sein Schiffstagebuch: "Während der großen Stürme wurde St. Elm auf den Masten mit Ausrufungen und Thränen der Freude begrüßt."

Überliefert ist Elmsfeuer auch von den Fingerspitzen, die bei hoher Spannung nach oben gehalten wurden. Jedoch ist dies bei Gewitter ein lebensgefährliches Unterfangen! Wenn man bei Gewitter ein Elmsfeuer in der Nähe sieht, besteht höchste Gefahr eines Blitzschlages! Die starke Spannungsdifferenz kann sich auch dadurch zeigen, dass Gegenstände hörbar surren oder einem die Haare zu Berge stehen. Auch wenn dies "lustig" aussehen mag, sollte man in diesem Fall den Ort sofort zu verlassen, da ein Blitzschlag unmittelbar bevorsteht.

• Video: Elmsfeuer an Fingerspitzen
• Video: Geräusche durch Elmsfeuer verursacht

Die Foto-Webcam am ZAMG Observatorium Hoher Sonnblick in 3106m Höhe wurde am 16.11.2012 installiert. Das erste Elmsfeuer hat diese Kamera am 28.11.2012 aufgezeichnet. Danach konnte sie durchschnittlich 12,6 Elmsfeuer-Ereignisse (Beobachtungstage) pro Jahr festhalten, in der Summe sind es 118. (Stand 14.03.2022)

• Hinz, Claudia & Timm, Rainer (2022), Neues vom Elmsfeuer, METEOROS 2022-04