Blitz und Donner

Ein Einzelschicksal? Keineswegs. 1784 berichtet Johann Nepomuk Fischer davon, dass in nur dreiunddreißig Jahren EINHUNDERTDREI Glöckner durch Blitzschlag ums Leben kamen. Aber warum? Die erschütternde Wahrheit erfährst du in diesem Video: "Blitz und Donner". Am häufigsten sind Wärmegewitter: Die Sonne heizt die Luft auf und Wasser aus Pflanzen, Seen und Flüssen verdunstet. Die wärmere Luft steigt auf und wird dabei wieder abgekühlt, das Wasser kondensiert, es bilden sich Wassertröpfchen und Eiskristalle – eine Wolke wird sichtbar. DAS da ist der Tatort, für den wir uns in Sachen Blitz und Donner interessieren: ein Cumulonimbus, eine Gewitterwolke, die unter geeigneten Bedingungen aus solchen Wölkchen entsteht. Cumulus heißt "Haufen, Gipfel, Übermaß", nimbus "Wolke". Eine Überwolke sozusagen. Und sie heißt nicht ohne Grund so. Sie kann sich von ihrer Unterseite, die sich fünfhundert bis zweitausend Meter über dem Erdboden befindet, bis zu ELF Kilometer, in den Tropen noch mehr, nach oben auftürmen. In einer solchen Gewitterwolke herrschen extreme Windbedingungen, die dazu führen, dass große Ladungsunterschiede zwischen der Unterseite der Wolke und der Oberseite entstehen. Eiskristalle, Wassertröpfchen, Wassertropfen und Eisklumpen stoßen zusammen und tauschen dabei elektrische Ladungen aus; die leichten Eiskristalle und Wassertröpfchen verlieren dabei Elektronen und werden nach oben getragen, schwere Wassertropfen und Eisklumpen erhalten welche und sinken nach unten. Daher ist die Unterseite der Wolke meist negativ geladen und der obere Teil positiv. Aber, um ehrlich zu sein, sind die genauen Prozesse dieser Ladungstrennung noch gar nicht besonders gut erforscht und bekannt, auch weil es schwer ist, in einer Gewitterwolke Experimente durchzuführen. Der ursprünglich neutrale Erdboden unter der Wolke wird jedenfalls durch Ladungsverschiebung positiv geladen. Zwischen den verschiedenen Ladungszonen innerhalb der Wolke und zum Boden können nun Spannungen von bis zu EINHUNDERT MILLIONEN Volt herrschen. Die Funktion des Blitzes ist nun, die große Ladungsdifferenz schlagartig abzubauen! Man nennt dies eine Funkenentladung. Die Entladung erfolgt jeweils innerhalb weniger Sekundenbruchteile, die fließenden Ströme haben eine Stärke von bis zu dreißigtausend Ampere. Zum Vergleich: Bei dir zu Hause fliegt meistens die Sicherung, sobald auch nur kurzzeitig ein Strom von mickrigen sechzehn Ampere fließt. Ein Strom von fünfzig MILLIampere kann unter ungünstigen Umständen bereits tödlich sein. Neunzig Prozent aller Blitze geschehen innerhalb der Wolke, sind also sogenannte WOLKENBLITZE. Die übrigen zehn Prozent sind ERDblitze. Ist die elektrische Spannung zwischen Wolke und Erdboden groß genug, bewegen sich negative Ladungen in Richtung Erde und bilden dabei durch Ionisation (also indem sie Elektronen aus den Atomhüllen mitreißen) einen leitfähigen Kanal in der Luft, den sogenannten LEITBLITZ, der mit bloßem Auge kaum zu erkennen ist. Er bahnt dem eigentlichen Hauptblitz seinen Weg, inklusive der Verästelungen. Ist er dann dem Boden nah genug, fließen positive Ladungen vom Erdboden aus ihm entgegen und erzeugen damit auch einen leitfähigen Kanal. Diesen Vorgang nennt man "Fang-Entladung". Wenn sich Fangentladung und Leitblitz treffen, kommt es zum Ladungsausgleich und Spannungsabbau. Kurzzeitig fließt dann ein elektrischer Strom sehr hoher Stromstärke zwischen der Erde und der Wolke, die Hauptentladung. Der starke elektrische Strom heizt die umgebende Luft sehr schnell stark auf, auf bis zu dreißig Tausend Grad Celsius, sodass sie sich schlagartig ausdehnt. Das so erzeugte Geräusch ist der Donner. Solange der leitfähige Kanal noch besteht, kommt es nach einer kurzen Pause meist zu weiteren Entladungen. Vier bis fünf Entladungen bilden im Mittel einen Blitz. Durch die verschiedenen Hauptentladungen eines Blitzes kommt das Flackern zustande. Insbesondere auf hohen Gebäuden und Bergen kann der Leitblitz auch vom Boden ausgehen. Dies ist dann daran erkennbar, dass die Verzweigungen nach oben laufen. Selten und gefährlich sind die sogenannten POSITIVEN Erdblitze, bei denen die Entladung von der positiven OBERseite der Wolke zum Erdboden stattfindet. Sie machen zwar nur fünf Prozent aller Erdblitze aus, können aber bis zu "vierhunderttausend" Ampere erzeugen und haben eine extrem hohe Reichweite – sie können bis zu zehn Kilometer von der Gewitterwolke entfernt einschlagen. Sie entstehen gern an der Rückseite der abziehenden Wolke. Bisher ist es übrigens noch nicht gelungen, die bei einem Blitz freigesetzte Energie technisch zu nutzen oder zu speichern. Aber vermutlich haben wir die Entdeckung des Feuers einem Blitz zu verdanken. Und bevor hier der Blitz einschlägt, fassen wir zusammen. Blitze entstehen durch die räumliche Trennung elektrisch geladener Teilchen wie Wassertropfen, Eiskristallen oder Eisklumpen in den hohen Gewitterwolken. Dabei ist die Unterseite der Wolke meist negativ, die Oberseite der Wolke meist positiv geladen. Aufgrund von Ladungsverschiebung ist der Erdboden unter der Gewitterwolke positiv geladen. Neunzig Prozent aller Blitze geschehen innerhalb der Wolke. Bei Erdblitzen, also Blitzen von der Wolke zur Erde, entstehen zwei einander entgegenkommende, durch Ionisation leitfähig gewordene Kanäle: der sogenannte "Leitblitz" und die "Fangentladung". Wenn sie sich treffen, kommt es nacheinander zu mehreren Hauptentladungen, die den sichtbaren Blitz bilden. Besonders hohe Stromstärken und Reichweiten haben die seltenen "positiven Erdblitze", die von der positiv geladenen Oberseite der Wolke ausgehen. Und warum sind nun so viele GLÖCKNER gestorben? Na ja, Glockentürme waren meist die höchsten Gebäude ihrer Umgebung. Blitze schlagen bevorzugt in höher gelegene Orte ein, weil hier Leitkanal und Fangentladung einander schneller entgegenkommen können. Aber warum waren die Glöckner denn WÄHREND eines Gewitters überhaupt im Glockenturm? Man glaubte damals, mit Glockenläuten das Gewitter VERTREIBEN zu können. Ein gefährlicher Aberglaube. Zumindest für Glöckner.