Die Urkraft der Gewitter mit Blitz und Donner übte seit ewigen Zeiten auf die Menschen eine Mischung aus Angst und Faszination aus. Früher wurde in einem tobenden Unwetter der Zorn der Götter sichtbar. Heute wissen wir, dass der Blitz eine gigantische elektrische Entladung ist – die auch heute noch für uns gefährlich ist. Von Dr. Andreas Walker.
In der altbabylonischen und altgriechischen Zeit führte man die zerstörerische Wirkung des Blitzes auf einen zündenden Feuerstrahl und einen zerschmetternden Donnerkeil zurück, die von den Göttern zur Erde geschleudert wurden.
Zeus, oberster Herrscher der griechischen Götter, war der Wettergott, der besonders für Regen, Schnee, Hagel und Gewitter verantwortlich war. Seine Donnerkeile waren gefürchtete und unfehlbare Waffen. Zeus war auch der Geber von Zeichen: seine heilige Eiche in Dodona in Epirus kündete Sterblichen die Zukunft, und auch Blitz und Donner wurden als Vorzeichen von Glück oder Unglück betrachtet. Bei den Römern war Jupiter der Hauptgott und ebenfalls für das Wetter verantwortlich.
Blitz und Sonne: die himmlischen Feuer
Die Kelten hielten die Sonne für das himmlische Feuer, das einerseits lebensspendend, lebenserhaltend und heilend, andererseits aber auch zerstörerisch war. Sie unterschieden dabei zwischen der Frühjahrssonne (junge Sonne), die die erstarrte Erde erwärmte, gegen den Schnee kämpfte und Pflanzen, Farben und Düfte hervorlockte, und Hochsommersonne (die alte Sonne), die zwar Früchte und Korn reifen ließ, durch ihre sengende Hitze jedoch die Ernte vernichten und dadurch die bäuerliche Arbeit eines ganzen Jahres zunichte machen konnte. Die Folge davon war oftmals eine Hungersnot. Zudem entlud sich diese an sich schon „böse“ Sonne häufig in einem Gewitter. Je nach der gerade herrschenden Situation war dies eine Wohltat oder eine Katastrophe. Einerseits löste der Blitz lebensspendenden Regen aus, andererseits gefährdete er das Leben von Menschen, Tieren und Bäumen. Die Kelten hielten den Blitz für die Waffe des Himmelsgottes Taranis. Er besaß, im Gegensatz zum römischen Jupiter oder zum germanischen Thor, auch eine Sonnenkomponente. Blitz und Sonne waren somit himmlische Feuer, die eine wohltätige, zugleich aber auch eine zerstörerische Kraft hatten.
Hochspannung am Himmel
Der Blitz blieb für lange Zeit ein ungelöstes Rätsel. Erst mit der Entdeckung der Elektrizität konnte man dieses seltsame Himmelsfeuer erklären. So gelang es schließlich Benjamin Franklin (1706-1790) durch ein Experiment zu beweisen, dass der Blitz elektrischer Natur ist. Durch die Aufwinde und die ungleiche Eis-Wasser-Verteilung in der Gewitterwolke entstehen Gebiete mit verschiedenen elektrischen Ladungen. Der obere, eisige Teil der Wolke ist meistens positiv geladen, der untere Teil meistens negativ. Zwischen den verschiedenen Ladungen entsteht eine Spannung. Wird ein gewisser Wert überschritten, erfolgt ein Ladungsausgleich zwischen zwei entgegengesetzt geladenen Gebieten (Wolke-Wolke, Wolke-Boden oder umgekehrt) – es blitzt. In einem Blitz treten während Sekundenbruchteilen Stromstärken auf, die im Durchschnitt 20-30 Millionen Volt und 20.000 Ampère betragen (normale Steckdose: 230 Volt, 10 Ampère!).
Durch diese gewaltige Energie wird die den Blitz umgebende Luft schlagartig auf ca. 30.000 Grad Celsius erhitzt (deshalb auch seine bläuliche Farbe). Die Luft dehnt sich bei dieser Erwärmung explosionsartig mit einem lauten Donnerschlag aus.
Sonnenenergie generiert die Gewitter
Sobald sich im Laufe des Tages der Boden erwärmt, steigt die darüber erhitzte Luft auf, kühlt sich ab und es entstehen weiße blumenkohlähnliche Cumuluswolken, die sich zu riesigen Gewitterwolken entwickeln können. Sie sind dazu in der Lage, kleinste Bäche in Schlamm- und Sturzfluten zu verwandeln, wenn sie an Ort und Stelle ihre gesamte Fracht an Hagel und Wasser entladen. Wenn eine Kaltfront auf feuchtwarme Luftmassen trifft, wird die Brisanz der Gewittertätigkeit nochmals drastisch gesteigert. Die hereinbrechende Kaltluft stammt aus nördlichen zum Teil sogar aus polaren Breiten. Die kalte und damit spezifisch schwerere Luft stößt vor und verdrängt die warme, leichtere Luft. Im Grenzbereich dieser beiden so unterschiedlichen Luftmassen ist die Wetteraktivität sehr groß. Die hohen Temperaturunterschiede führen dazu, dass die im Wasserdampf gespeicherte Wärmeenergie in mechanische Energie umgewandelt wird. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Feuchtigkeit und Energie kann sie enthalten, welche beim Abkühlen frei werden.
Sturmböen, Aufwinde und damit ein Transport von fallenden Regentropfen in große Höhen führen zur Bildung von Hagel. Hagelkörner werden von starken Aufwinden (im Extremfall bis zu 100 Meter pro Sekunde!) mehrmals in große Höhen getragen. Sind die Hagelkörner klein, können sie auf dem Weg zur Erde in der sommerlich warmen Luft auftauen und als Gewitterregen mit meistens überdurchschnittlich dicken und fühlbar kalten Tropfen auftreffen. Sehr große Hagelkörner schmelzen nur teilweise und gelangen als schadenstiftende Eisklumpen auf die Erdoberfläche, wo sie meistens erhebliche Schäden an der Ernte und an Gegenständen verursachen.
Auch vor den Eichen sollst du weichen
Auch wenn Blitze heute genauestens gemessen werden können und ihre Entstehung gut erforscht ist, bleiben sie immer noch sehr gefährlich und unberechenbar.
In Florida heißt es, dass man eher vom Blitz getroffen wird, als in der Lotterie zu gewinnen. Die Wahrscheinlichkeit eines solchen Unglücks ist relativ klein, doch diejenigen, die es trifft, werden entweder getötet oder leiden oft sehr lange an den üblen Folgen des Blitzschlages. Die Wirkung eines Blitzschlages auf den menschlichen Körper ist verheerend, denn häufig folgt darauf ein Atem- und Herzstillstand. Trotzdem ist es erstaunlich, dass viele Menschen einen Blitzschlag überleben.
Der Blitz geht immer den Weg des geringsten elektrischen Widerstandes. Da Luft ein ausgezeichneter Isolator ist, schlägt er in gut leitende, hoch aufragende Gegenstände ein (Metallmasten oder Bäume). Der Spruch „Vor den Eichen sollst du weichen, die Buchen sollst du suchen“ ist ein lebensgefährlicher Irrtum! Bei der Eiche dringt der Blitz ins Saftgewebe ein und sprengt spektakulär sichtbar die Baumrinde oder gar Teile des Stammes weg. Die Buche hingegen kann einen Blitzschlag unbeschadet überstehen, weil sie den Blitz direkt in die Erde leitet. Deshalb hat man den Eindruck, dass die Buchen von Blitzen verschont bleiben. Es empfiehlt sich, während eines Gewitters einzelne, hoch aufragende Gegenstände grundsätzlich zu meiden.
Da der Schall „nur“ 330 Meter pro Sekunde zurücklegt, das Licht des Blitzes hingegen 300.000 Kilometer pro Sekunde schafft, kann aus der Zeit, die zwischen Blitz und Donner verstreicht, die Entfernung des Blitzes vom eigenen Standort bestimmt werden. Teilt man die Anzahl Sekunden zwischen Blitz- und Donnerschlag durch drei, erhält man die Entfernung in Kilometern. Der Blitz kann einige Kilometer lang sein. Deshalb erreicht der Schall aus entfernteren (oberen) Teilen des Blitzes einen bestimmten Punkt später, als aus dem nahen (unteren) Teil. Dies bewirkt ein ausgedehntes Rollen des Donners.
QC20F03
Fotos: Andreas Walker
Beiträge von Dr. Walker
Beitrag Kosmisches Schattenspiel: Sonnen- und Mondfinsternisse
Beitrag Polarlichter: Wenn der Himmel in Flammen steht
Beitrag Der Einfluss des Wetters auf den Menschen
Beitrag Die Sprache der Wolken
