Blitz

Blitz: Eine einfache Erklärung

Ein Blitz resultiert aus einer starken elektrischen Entladung in der Atmosphäre. Dies äußert sich in einem hellen Lichtblitz und erzeugt einen lauten Donnerschlag. Dabei sind Blitze nicht nur während Gewittern zu sehen, sondern können beispielsweise auch bei Vulkanausbrüchen auftreten. Aufgrund ihrer intensiven Wirkung und der hohen Temperaturen, die sie erzeugen, können sie erhebliche Schäden anrichten. Sie können Bäume entzünden und Gebäude in Brand setzen oder auch Menschen verletzen oder sogar töten.

Wie entstehen Blitze bei Gewittern?

Blitze entstehen bei Gewittern durch elektrische Ladungstrennung innerhalb einer Gewitterwolke. Dabei laden sich die unteren Bereiche einer Gewitterwolke negativ und die oberen Bereiche positiv auf. Wenn die Spannung zwischen den Bereichen zu groß wird, erfolgt ein Ausgleich über einen Blitz. Genauere Erklärungen zu diesem Vorgang finden wir in der Elektrostatik und im Gebiet der Aerosolphysik.

Blitz Arten und ihre Besonderheiten

Es gibt verschiedene Arten von Blitzen, die sich durch ihren Entstehungsort und ihre Ausprägung unterscheiden. Die häufigsten Arten sind:

• Wolke-Erde-Blitze: Dies sind die bekanntesten und am häufigsten beobachtbaren Blitze. Sie entladen sich vom Boden der Gewitterwolke zur Erdoberfläche.
• Wolke-Wolke-Blitze: Hier entladen sich die Blitze innerhalb einer Wolke oder zwischen verschiedenen Wolken.
• Erde-Wolke-Blitze: Diese Art von Blitzen ist weitaus seltener und startet von hohen Berggipfeln oder anderen Erhebungen und strebt der Gewitterwolke entgegen.

Blitz und Donner: Eine unzertrennliche Kombination

Bei einem Gewitter sind nicht nur die Blitze beeindruckend, sondern auch der damit verbundene Donner. Blitz und Donner sind als Naturphänomene stets miteinander verbunden und erscheinen uns oft als unzertrennliches Paar. Doch was passiert eigentlich genau bei einem Gewitter und warum hören wir den Donner erst nach dem Blitz?

Die Allgemeinheit von Blitz und Donner

Bei jedem Gewitter auf der Erde sind Blitz und Donner immer zusammen zu finden. Dies ist auf die enormen Energien zurückzuführen, die bei der Entladung eines Blitzes freigesetzt werden. Ein Blitz ist eine kurze, kräftige Elektroentladung, die gewaltige Energien freisetzt. Diese Energien produzieren Licht und ebenso Schallwellen, die wir als Blitz und Donner wahrnehmen.

Aufgrund der hohen Geschwindigkeit des Lichts, sehen wir den Blitz fast sofort. Der Donner hingegen breitet sich mit der Geschwindigkeit des Schalls aus, weswegen wir ihn erst etwas später hören. Der zeitliche Unterschied zwischen Blitz und Donner kann verwendet werden, um die Entfernung eines Gewitters zu bestimmen. Der Ton des Donners gibt zudem Aufschluss über die Entfernung und Intensität des Blitzes. Ein knallender Donner weist auf einen nahen und starken Blitz hin, während ein grollender, langgezogener Donner auf entferntere und weniger starke Entladungen hindeutet.

Auffällig ist, dass wir den Donner nicht hören würden, wenn es keine Luft gäbe. Denn der Donner entsteht durch die rapide Ausdehnung und anschließende Zusammenziehung der Luft um den Blitzkanal herum, wegen der hohen Temperaturen die der Blitz erzeugt.

Blitztemperatur: Wie heiß ist ein Blitz?

Ein Blitz ist extrem heiß. Die Temperaturen, die ein Blitz erreichen kann, übertreffen sogar die Oberflächentemperatur der Sonne. Die Temperatur in einem Blitzkanal kann bis zu \(30.000 \, ^\circ \mathrm{C}\) oder etwa \(53.540 \, ^\circ \mathrm{F}\) erreichen, im Vergleich zur Oberflächentemperatur der Sonne von etwa \(5.500 \, ^\circ \mathrm{C}\) oder \(9.932 \, ^\circ \mathrm{F}\).

Die extrem hohen Temperaturen in einem Blitz führen zur Ionisation der Luft, d.h. die Luftmoleküle werden in geladene Partikel zerlegt. Dieser ionisierte Luftkanal, der sich durch die Entladung bildet, wird auch als Plasma bezeichnet. Es ist dieser Plasmakanal, der die Energie des Blitzes in Form von Licht abstrahlt, das wir als hellen Blitz wahrnehmen.

Die extrem hohe Temperatur eines Blitzes hat auch Einfluss auf den dabei entstehenden Donner. Die rapiden Temperaturänderungen führen zu einer starken Ausdehnung der Luft, die sich als Schallwellen ausbreitet und den charakteristischen Donnerschlag erzeugt.

Es ist also das Zusammenspiel von elektrischer Entladung, hohen Temperaturen und der daraus resultierenden Schallwellenausbreitung, das Blitz und Donner als unzertrennliches Paar hervorbringt.

Beispiele für Blitze in der realen Welt

In der realen Welt treffen wir auf verschiedene Situationen, in denen Blitze auftreten. Dies reicht von gewöhnlichen Gewittern in unserer eigenen Nachbarschaft bis hin zu Blitzen in außergewöhnlichen Klimazonen und bei seltenen Wettererscheinungen.

Auftreten von Blitzen in verschiedenen Klimazonen

Blitze sind Phänomene, die überall auf der Welt auftreten. Der geografische Ort und das dort vorherrschende Klima haben Einfluss auf die Häufigkeit und die Intensität der Blitze.

In tropischen Klimazonen zum Beispiel gibt es mehr Blitze als in gemäßigten Klimazonen. Das hat mit den dort vorherrschenden Wetterbedingungen zu tun. In tropischen Klimazonen finden wir häufiger starke Konvektionswetterlagen, die zur Bildung von mächtigen Gewitterwolken führen. Diese sind die Voraussetzung für die Entstehung von Blitzen.

Ein besonderes Phänomen, das mit Blitzen in Verbindung steht, ist der sogenannte Catatumbo-Blitz. Dieser tritt nahe des Catatumbo-Flusses in Venezuela auf und ist bekannt für seine unglaubliche Häufigkeit und Intensität. Dieser Blitz ist so regelmäßig, dass er als natürlicher Leuchtturm fungiert und von der lokalen Bevölkerung "Der niemals endende Sturm" genannt wird.

Ebenfalls faszinierend ist das Phänomen der Blitze im Polarlicht. Polarlichter sind Lichterscheinungen, die durch geladene Teilchen verursacht werden, die von der Sonne kommen und auf der Erde auf die Atmosphäre treffen. Obwohl Polarlichter auf eine andere Weise entstehen als Blitze, können auch sie blitzähnliche Entladungen erzeugen.

Manchmal treten Blitze sogar bei Schnee- oder Hagelstürmen auf. Solche Blitze sind oft weniger intensiv als Gewitterblitze, können aber dennoch beachtliche Schäden verursachen.

Ursachen und Folgen von Blitzen: ein Überblick

Blitze sind das Ergebnis energetischer Vorgänge in der Atmosphäre, bei denen elektrische Ladungen ausgetauscht werden. Diese Ladungen werden durch Reibung zwischen Eis- und Wasserteilchen in Gewitterwolken erzeugt. Dabei laden sich die Eispartikel positiv und die Wasserteilchen negativ auf. Wenn die Ansammlung der Ladungen zu groß wird, entladen sie sich in Form eines Blitzes.

Die Temperatur in einem Blitzkanal kann bis zu \(30.000 \, ^\circ \mathrm{C}\) erreichen. Das ist mehr als fünfmal so heiß wie die Oberflächentemperatur der Sonne. Durch diese extrem hohen Temperaturen wird die umgebende Luft schlagartig ausgedehnt und erzeugt den Donnerschlag, den wir wahrnehmen. Das lichte Leuchten des Blitzes wird durch das heiße Plasma erzeugt, das sich im Blitzkanal bildet.

Die Folgen von Blitzen können gravierend sein. Aufgrund ihrer hohen Energien können sie Bäume entzünden oder Gebäude und andere Strukturen beschädigen. Menschen und Tiere können durch Blitzschläge verletzt oder sogar getötet werden. Blitze können auch Waldbrände auslösen und so große Flächen verwüsten. Schließlich können sie auch elektronische Geräte und Stromnetze stören oder beschädigen.

Hierbei sollten auch die positiven Effekte von Blitzen nicht vergessen werden. Sie spielen eine wichtige Rolle im globalen elektrischen Kreislauf und sie führen weiterhin zur Bildung von Stickoxiden in der Atmosphäre, die für die Bildung von Ozon notwendig sind.