Blitze: Wie entstehen sie?
Blitze: Die wichtigsten Fakten
Ein Blitz ist eine grelle Lichterscheinung, die durch die elektrische Entladung innerhalb einer Wolke, zwischen zwei Wolken (Wolkenblitz) oder einer Wolke und der Erdoberfläche (Erdblitz) entsteht.
Bei Erdblitzen wird der Gewitterhimmel senkrecht von oben nach unten erleuchtet, bei Wolkenblitzen waagrecht. Letztere kommen deutlich häufiger vor.
Was wir als Gewitter wahrnehmen, ist nichts anderes als eine Ansammlung von feuchtwarmer Luft, die nach oben steigt, sich dort auflädt, sich wieder entlädt (Blitz), erhitzt und letztlich in einem lauten Knall äußert (Donner).
Wie entstehen Blitze?
Blitze treten infolge der elektrostatischen Aufladung von Wassertröpfchen in Gewitterwolken auf - im oberen Teil sind sie positiv geladen, im unteren negativ. Bei sehr hohem Ladungsunterschied entsteht ein enormes Spannungsfeld.
Bei der Geburt eines Blitzes treffen dann Ladungskanäle zusammen - entweder direkt innerhalb einer Wolke, zwischen den Wolken oder zwischen dem Erdboden und der Gewitterwolke. Die Spannung entlädt sich in einem Blitz (Funkenentladung). Dabei fließt viel elektrischer Strom, die Luft im Blitzkanal erhitzt sich auf bis zu 30.000 Grad Celsius und es kommt zum typischen Leuchten.
Den Moment der Verbindung zwischen Himmel und Erde nennt man auch "finaler Sprung". Der dauert nur Mikrosekunden. Deshalb konnte man lange nicht analysieren, ob sich dabei mehrere Blitzkanäle zusammenschließen oder sich einzelne positiv und negativ geladene Kanäle treffen.
Das änderte sich mit den Hochgeschwindigkeitsaufnahmen. Eine Studie im Fachjournal Geophysiological Research Letters lässt vermuten: Es treffen sich nur zwei Blitzkanäle - ähnlich der Finger in Michelangelos berühmtem Fresko "Die Erschaffung Adams". Die Finger wären in dem Fall die Blitzkanäle.
Beim finalen Sprung treffen sich zwei Blitzkanäle. Wie die Finger nähern sie sich von oben und unten an.
© picture alliance/Helga Lade Fotoagentur GmbH, Ger/Rainer Binde
Übrigens: Die Entstehung von Blitzen untersuchen Forscher:innen seit Jahrzehnten weltweit. Ihre Daten könnten künftig dazu beitragen, Blitzeinschläge vorauszusagen.
100 Sekunden über Blitze
100 Sekunden über Blitze
In letzter Zeit wird Deutschland immer wieder von heftigen Gewittern heimgesucht. Aber was sind Blitze eigentlich genau und wie kann man sich vor ihnen schützen?
Welche Blitzarten gibt es?
Wolkenblitze
Bis zu 80 Prozent aller Blitze sind Wolkenblitze. Wir kennen sie als das Naturphänomen Wetterleuchten am Himmel. Sie bilden sich innerhalb einer Wolke sowie zwischen Wolken von links nach rechts (waagrecht) oder umgekehrt und sind für Menschen ungefährlich.
Erdblitze
Erdblitze sind die grellen Lichtbögen, die senkrecht zwischen der Wolkenunterseite und dem Erdboden verlaufen. Es gibt zwei Formen von Erdblitzen die Positiv- und Negativblitze:
- Negativblitze treffen von einer negativ geladenen Wolkenunterseite auf die Erde.
- Positivblitze entstehen aus einem positiv geladenen Wolkenstockwerk und transportieren diese positive Ladung auf den Erdboden. Sie sind doppelt so stark wie "normale" Blitze und können viele Kilometer vom eigentlichen Gewitter entfernt einschlagen. Das macht sie unberechenbar und damit sehr gefährlich für Mensch und Tier.
Spannung, Stromstärke und Länge von Blitzen
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Ein Blitz setzt sich in der Regel aus mehreren Entladungen im selben Blitzkanal zusammen. Pro Sekunde können bis zu 20 dieser Folgeblitze auftreten.
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Je nach Anzahl der Folgeblitze dauert der Blitzeinschlag zwischen 100 und 250 Millisekunden. Der Blitz selbst wird im Durchschnitt bis zu 10 Kilometer lang.
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Blitzströme haben Amplituden zwischen 2.000 und 300.000 Ampere und Spannungen von mehr als 100 Millionen Volt.
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Zur Messung von Blitzströmen haben sich in der Praxis einige Verfahren etabliert. Darunter Messstationen, die mit einem Sendeturm, der die Stromstärke und das Magnetfeld erfassen kann, ausgestattet sind. Der Blitz kann hier direkt einschlagen.
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Bei einem anderen Verfahren werden Raketen mit Metalldraht abgeschossen, der den Blitz dann weiter zur Messstation leitet. Aber auch Wetterballons oder Flugzeuge setzt man zur Messung von Blitzen ein.
Zur Messung von Blitzen werden unter anderem auch Flugzeuge eingesetzt.
Kann ein Laser wirklich Blitze abfangen?
Das Unternehmen Trumpf Scientific Lasers hat einen Laser entwickelt, der pro Sekunde 1.000 Infrarot-Strahlen mit bis zu 600 Gigawatt aussendet. Der dadurch entstehende rund 100 Meter lange Plasma-Kanal soll Blitze aus Gewitterwolken holen und am Boden entladen.
Flughäfen, Stromleitungen, Kraftwerke und Open-Air-Veranstaltungen könnten so gegen Blitzschläge geschützt werden. Im Labor hat sich der Superlaser schon bewiesen. 2020 wurde er auf dem Gipfel des 2.500 Meter hohen Berg Säntis in der Schweiz am Bodensee getestet - denn dort gibt es besonders häufig Gewitter.
So funktioniert der Laser gegen Blitze
So funktioniert der Laser gegen Blitze
Im Clip siehst du, wie der Superlaser die Blitze aus den Gewitterwolken ziehen soll.
So entsteht der Donner
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Donner ist eine Begleiterscheinung des Blitzes. Er entsteht nie alleine.
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Da bei einem Blitzeinschlag elektrischer Strom fließt, erhöht sich die Temperatur auf etwa 30.000 Grad Celsius und bringt den Blitz zum glühen. Daher können Blitzeinschläge auch zu Waldbränden führen.
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Durch die massive Hitze dehnt sich die Luft um den Blitz herum aus, bis sie schließlich explodiert. Das bringt Schallwellen in Bewegung, die wir als Donner hören.
So kommst du sicher durchs Gewitter
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Blitz-Info-Dienste im Internet und Wetter-Apps warnen dich rechtzeitig vor einem Unwetter.
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Auf offenen Flächen wie Wiesen oder Felder solltest du dich in eine trockene Mulde hocken und die Füße eng zusammenstellen.
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Das Auto ist dein Schutzengel! Geschlossene Fahrzeuge sind mit ihrer Metallhülle ein sogenannter "Faradayscher Käfig". Die elektrischen Ladungen eines Blitzes dringen nicht in den Innenraum ein. Wichtig: Alle Fenster schließen.
So verhältst du dich bei Unwetter richtig
So verhältst du dich bei Unwetter richtig
Eine Folge des Klimawandels sind immer stärkere Unwetter. Doch was tun, wenn es richtig schüttet, blitzt und donnert? Ist es zu Hause wirklich sicherer? Darf man elektronische Geräte benutzen oder das Fenster öffnen?
Häufige Fragen zu Blitzen
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Wie entstehen Wolkenblitze?
Wolkenblitze entstehen infolge der elektrostatischen Aufladung von Wassertröpfchen in den Gewitterwolken. Ist diese entgegengesetzt, baut sich ein Spannungsfeld auf, das sich in Form von Blitzen entlädt.
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Warum gibt es Blitze?
Blitze sind Funkenentladungen, also eine Art Kurzschluss. Die Wassertropfen in der Gewitterwolke laden sich durch Reibung auf. Auf die dadurch erzeugte enorme Spannung erfolgt ab einem gewissen Schwellenwert eine Entladung.
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Was ist der Unterschied zwischen Blitz und Wolkenblitz?
Wolkenblitze sind für uns als reines Naturschauspiel am Himmel (Wetterleuchten) erkennbar. Sie bilden sich innerhalb einer Wolke oder zwischen Wolken. Die sogenannten Erdblitze bilden sich dagegen zwischen Wolken und Erdboden - und können für Menschen gefährlich sein.
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Wie viel Volt hat ein Blitz?
Blitze erreichen Stromstärken von 2.000 bis 300.000 Ampere und Spannungen von mehr als 100 Millionen Volt.
