Wissenswertes

Der Gedanke geht der Tat voraus wie der Blitz dem Donner...

Der Blitz ist physikalisch übersetzt "eine sichtbare Lichterscheinung bei einer elektrischen Entladung". D.h. ein Blitz ist in der Natur eine Funkenentladung oder ein kurzzeitiger Lichtbogen zwischen Wolken oder zwischen Wolken und der Erde. In aller Regel tritt ein Blitz während eines Gewitters in Folge einer elektrostatischen Aufladung der wolkenbildenden Wassertröpfchen oder der Regentropfen auf. Er wird dabei vom Donner begleitet und gehört zu den Elektrometeoren. Dabei werden elektrische Ladungen (Elektronen oder Gas-Ionen) ausgetauscht, d. h. es fließen elektrische Ströme. Blitze können auch, je nach Polarität der elektrostatischen Aufladung, von der Erde ausgehen.
Künstlich im Labor mit Hochspannungsimpulsen erzeugte Blitze dienen deren Studium oder der Überprüfung von Einrichtungen des Stromnetzes hinsichtlich der Wirkung von Blitzeinschlägen. Obwohl Gewitterblitze zu den am längsten studierten Naturphänomenen gehören, sind die der natürlichen Blitzentstehung zugrundeliegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten bis heute noch nicht zweifelsfrei erforscht. Eine Blitzentladung ist dabei deutlich komplizierter als eine reine Funkenentladung.


Forschung
 

Entstehung elektrischer Ladung in einer Gewitterwolke

Nach dem heutigen Wissensstand gibt es eine Reihe von Mechanismen in einer Gewitterwolke, die zur Elektrifizierung der Gewitterwolke beitragen. Man unterscheidet dabei zwischen induktiven und nicht-induktiven Aufladungsmechanismen, wobei letztere die weitaus wichtigere Kategorie darstellen.
Grundvoraussetzung für die Entstehung von elektrischer Ladung sind kräftige Aufwinde innerhalb einer nach oben wachsenden Cumulonimbuswolke, die 5–20 m/s und mehr erreichen können. In der Wolke kondensiert zunächst Wasserdampf zu kleinen aber ständig wachsenden Wassertröpfchen. Ist die Cumulonimbuswolke hoch genug, und reicht sie damit in kältere Luftschichten deutlich unterhalb der Nullgradgrenze, gefrieren die Niederschlagspartikel zu Eispartikeln. Durch Resublimation wachsen diese weiter an. Mit der Zeit werden die Graupelteilchen schwer genug, dass sie entgegen der Richtung der Aufwinde zum Erdboden fallen.

In diesem Stadium kollidieren kleinere, noch leichte Eiskristalle mit dem Graupelteilchen und geben dabei Elektronen an die Graupelteilchen ab. Diese nehmen eine negative Ladung an und sinken so geladen weiter in den unteren Teil der Wolke. Die leichten, jetzt positiv geladenen Eiskristalle werden von den Aufwinden weiter nach oben getragen. Dadurch kommt es zu einer Ladungstrennung und es entstehen beachtliche Raumladungen. Die Stärke der Raumladungen ist dabei direkt abhängig vom Eisgehalt der Wolke. Das ist das Ergebnis der Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM), die eine starke Korrelation zwischen der Eismenge in einer Wolke und der Blitzhäufigkeit erkannte.

In Wolkenbereichen mit hohem Graupelanteil werden Luftmassen durch die nach unten fallenden Graupelteilchen mit nach unten gerissen und es entstehen Abwindkanäle in der Gewitterwolke. In ihnen gelangen die negativ geladenen Graupelteilchen zunächst in den unteren Teil der Wolke. Der nun negativ geladene untere Teil der Wolke bewirkt nun durch Influenz, dass sich der unter der Wolke befindliche Erdboden positiv auflädt. So kommt es zu der klassischen Ladungsverteilung in einer Gewitterwolke. Hinzu kommt, dass im unteren Teil der Gewitterwolke die Graupelteilchen wieder schmelzen und sich dabei wieder positiv aufladen. Das ist so zu erklären, dass sich beim Anwachsen des Graupelteilchens in der Höhe Lufteinschlüsse bilden, die beim späteren Auftauen den Wassertropfen verlassen und dabei an der Oberfläche befindliche negative Ladung mit sich nehmen. Auf diese Weise wird der unter der Wolke ausfallende Niederschlag elektrisch neutral oder – wie man beobachtet hat – sogar positiv geladen, während die negative Ladung im unteren Teil der Wolke verbleibt. Weitere nicht-induktive Prozesse sekundärer Natur unterstützen diese Ladungsverteilung, wie zum Beispiel die Tatsache, dass sich bereits die durch Resublimation anwachsenden Graupelteilchen positiv aufladen und diese ihre Ladung bei Kollisionen an leichtere Eiskristalle abgeben, bevor oder während sie in Richtung Erdboden fallen. Der umgekehrte Effekt, also die negative Aufladung von sublimierendem Eis, kommt in den Abwindkanälen zum Tragen.

In der bereits geladenen Gewitterwolke kommen nun noch induktive Ladungstrennungsmechanismen hinzu. Die durch die Anwesenheit der Raumladung dipol-artig vorgeladenen und entsprechend ausgerichteten Niederschlagspartikel können nun in der Luft befindliche Ionen je nach Polarität entweder einfangen oder abstoßen. Entdeckt hat dieses Phänomen der spätere Nobelpreisträger Charles Thomson Rees Wilson im Jahre 1929; es betrifft sowohl gefrorene wie auch flüssige Niederschlagspartikel.
 

In der Praxis hat man beobachtet, dass die oben dargestellte Ladungsverteilung im Gewitter häufig zutrifft, es aber auch abhängig von der Art des Gewitters (Frontengewitter, Wärmegewitter) und des Reifestadiums starke Abweichungen geben kann, wie zum Beispiel weit in den unteren Teil der Wolke reichende positive Raumladungen, negative Areale am Boden oder positive Wolkenuntergrenze im Spätstadium eines Gewitters.

Animationsfilm "Entstehung eines Gewitters"


Spannungen innerhalb einer Gewitterwolke: Wolkenblitz und Erdblitz

Ein Blitz ist ein Potentialausgleich innerhalb der Wolke (Wolkenblitz) oder zwischen dem Erdboden und dem unteren Teil der Wolke (Erdblitz). Für Blitze zwischen der Wolke und der Erde muss der Potentialunterschied (die Spannung) einige 10 Millionen Volt betragen. In Luft kommt es erst zu einer elektrischen Funkenentladung bei einer elektrischen Feldstärke von ca. 3 Millionen Volt pro Meter (der so genannten Durchbruchfeldstärke); dieser Wert sinkt jedoch stark mit zunehmender Luftfeuchtigkeit. Allerdings wurden solche Feldstärken in einer Gewitterwolke noch nie gemessen. Messungen ergeben nur extrem selten Feldstärken von über 200.000 V/m, was deutlich unter dem Wert für den Durchbruch liegt. Daher wird heute davon ausgegangen, dass die Luft zuerst durch Ionisation leitfähig gemacht werden muss, damit es zu einer Blitzentladung kommen kann.


Entstehung eines Blitzkanals durch Ionisation: Leitblitz, Fangentladung und Hauptblitz

Einige Forscher, als erster Wilson im Jahre 1925, gehen davon aus, dass durch kosmische Strahlung angeregte Elektronen den Anfang einer Blitzentstehung bilden. Trifft ein solches Elektron auf ein Luftmolekül einer Gewitterwolke, so werden weitere hochenergetische Elektronen freigesetzt. Es kommt zu einer Kettenreaktion, in deren Folge eine Elektronenlawine entsteht (Runaway-Breakdown genannt).

Einer Blitzentladung geht eine Serie von Vorentladungen voraus, die gegen die Erdoberfläche gerichtet sind. Dabei wird ein Blitzkanal (Leitblitz) geschaffen, d. h. ein elektrisch leitender Kanal wird durch Stoßionisation der Luftmoleküle durch die Runaway-Elektronen gebildet. Der ionisierte Blitzkanal baut sich stufenweise auf (daher engl. stepped leader), bis er zwischen Erdoberfläche und Wolke hergestellt ist. Die Vorentladungen sind zwar zum Erdboden hin gerichtet, variieren aber innerhalb weniger Meter leicht ihre Richtung und können sich stellenweise aufspalten. Dadurch kommen die Zick-Zack-Form und die Verästelungen des Blitzes zustande. Der Leitblitz emittiert – wie neue Forschungen zeigen – auch Röntgenstrahlung mit einer Energie von 250.000 Elektronenvolt. Forscher der Universität Florida haben 2004 nachgewiesen, dass die gemessenen Ausbrüche von Röntgenstrahlen zusammen mit der Bildung der einzelnen Stufen des Leitblitzes auftreten. Dabei nimmt die Intensität der Strahlung mit der Anzahl der Stufen zu, je länger also der Blitzkanal wird. Während der Hauptentladungen wurden keine Röntgenstrahlen gemessen. Noch ist nicht bekannt, wodurch die Elektronen im Leitblitz so stark beschleunigt werden. Der Vorgang des Runaway-Breakdown allein reicht für die gemessene Strahlung nicht aus.

Kurz bevor die Vorentladungen den Erdboden erreichen, gehen vom Boden eine oder mehrere Fangentladungen aus, welche bläulich und sehr lichtschwach sind. Eine Fangentladung tritt meistens bei spitzen Gegenständen (wie Bäumen, Masten oder Kirchtürmen) aus, welche sich in ihrer Höhe von der Umgebung abheben. Meist – aber nicht immer – trifft eine der Fangentladungen mit den Vorentladungen zusammen und bildet einen geschlossenen Blitzkanal zwischen Wolke und Erdboden. Der Blitzkanal weist maximal 12 mm im Durchmesser auf. Durch diesen Kanal erfolgt dann die Hauptentladung, welche sehr hell ist und als eigentlicher Blitz wahrgenommen wird. Das Leuchten des Blitzes wird durch die Bildung von Plasma verursacht.


Dauer, Stromstärke und Polarität von Blitzen

Im Durchschnitt bilden vier bis fünf Hauptentladungen einen Blitz. Die Vorentladungen benötigen zusammengenommen etwa 0,01 Sekunden, die Hauptentladung dauert nur 30 µs (0,00003 s). Nach einer Erholungspause zwischen 0,03 s und 0,05 s erfolgt eine neue Entladung. Es wurden schon bis zu 42 aufeinander folgende Entladungen beobachtet. Dadurch kommt das Flackern eines Blitzes zustande.

Die Stromstärke einer Hauptentladung beträgt im Durchschnitt etwa 20.000 Ampere. Meistens fließt die negative Ladung von der Wolkenunterseite zum Boden. Man spricht vom Negativblitz. In seltenen Fällen wird positive Ladung der Erdoberfläche zugeführt. Man spricht dann von einem Positivblitz. Meistens handelt es sich hierbei um eine besonders intensive Entladung, deren Hauptentladung auch deutlich länger anhält als beim Negativblitz. Der Positivblitz besteht in aller Regel auch nur aus einer Hauptentladung. Die Stromstärke einer Hauptentladung bei Positivblitzen wird mit bis zu 300.000 Ampere angegeben. Sie sind daher weitaus gefährlicher als Negativblitze, machen allerdings nur etwa 5 % aller Erdblitze aus. Positivblitze entstammen oft dem oberen, positiv geladenen Teil der Gewitterwolke oder dem Wolkenschirm. Sie können auch aus der Wolke austreten und durch den wolkenfreien Raum ihren Weg zu einem Einschlagsziel am Boden nehmen. Die Einschlagstelle kann dabei durchaus einige Kilometer von der Gewitterzelle entfernt liegen. Positivblitze treten auch in den rückwärtigen, stratiformen Bereichen des Gewitters sowie in deren Auflösungsphase auf. Außerdem haben Wintergewitter, in denen der Niederschlag in gefrorener Form fällt, einen hohen Positivblitzanteil.

Die Anstiegsgeschwindigkeit eines Blitzstroms beträgt durchschnittlich 7000 Ampere pro Mikrosekunde. Demzufolge steigt auch die Stärke des dazugehörigen Magnetfelds entsprechend an. Dadurch ist ein Blitz in der Lage, selbst in mehreren Kilometern Entfernung erhebliche elektrische Spannungen zu induzieren. Anschließend zum Hauptblitz kann durch den ionisierten Blitzkanal ein Ladungsausgleich erfolgen, der 10 bis einige 100 ms anhält. Dabei fließt ein annähernd konstanter Strom von 10 bis 1000 A. Dieser Langzeitstrom tritt häufig nach positiven Blitzen auf und wird auch als "Stromschwanz" bezeichnet.


Länge eines Blitzes

Die durchschnittliche Länge eines Erdblitzes (Negativblitz) beträgt in mittleren Breiten 1 bis 2 km, in den Tropen aufgrund der höheren Luftfeuchtigkeit 2 bis 3 km. Positivblitze reichen nicht selten von den oberen Regionen der Gewitterwolke bis zum Erdboden und kommen daher auf Längen von deutlich über 10 km. Ein Wolkenblitz ist ca. 5 bis 7 Kilometer lang.


Entstehung des Donners

Im Blitzkanal wird die Luft schlagartig auf bis zu 30.000 °C erhitzt. Das den Blitzkanal schlauchförmig umhüllende Magnetfeld verhindert dabei die Ausdehnung der ionisierten und damit magnetisch beeinflussbaren Luftmoleküle. Die Folge ist ein extrem hoher Druck. Mit dem Ende des Leitblitzes und damit des Stroms bricht auch das Magnetfeld zusammen und die heiße Luft dehnt sich explosionsartig aus, wodurch der Knall des Donners hervorgerufen wird. Da der Schall im Gegensatz zum Licht (ca. 300.000 km/s) nur eine Geschwindigkeit von 332 m/s (bei 0 °C) aufweist, kann man aus der Zeit zwischen dem Blitz und dem Donner die Entfernung des Blitzes berechnen (drei Sekunden entsprechen recht genau einem Kilometer).

Das Grollen des Donners kommt durch Echo-Effekte, durch unterschiedliche Distanzen zum Blitzkanal und durch Dispersion (Abhängigkeit der Schallausbreitung von der Wellenlänge) zustande. Der Blitz selbst erreicht etwa ein Zehntel bis ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit, wobei die für das Auge nicht wahrnehmbare Vorentladung (Leitblitz) nur mit einem Tausendstel der Lichtgeschwindigkeit verläuft, also mit 300 Kilometer pro Sekunde. Blitzentladungen innerhalb der Wolke werden gewöhnlich von einem länger anhaltenden und weniger scharf polternden Geräusch begleitet. Dies hängt zum einen mit der gewöhnlich größeren Distanz zusammen, ist aber vor allem auf die verschiedene Orientierung und Struktur von Erdblitz und Wolkenblitz zurückzuführen.


Spannungskegel

An der Stelle, wo der Blitz in den Boden geht (oder aus ihm heraus) bildet sich ein starkes Spannungsfeld (hohes Potential), das von der Stelle des Einschlags nach außen hin kreisförmig abnimmt und sich in das Erdreich kegelförmig spitz fortsetzt, daher der Name. Fläche, Tiefe und Potential des Kegels sind z. B. abhängig von der Stärke des Blitzes, der Bodenbeschaffenheit und Feuchtigkeit. Im Zentrum des Kegels kann es zu Gesteinsaufschmelzung kommen. Es entsteht dann ein Fulgurit.

Mit „Blitzschlag“ ist nicht nur der direkte Treffer gemeint, sondern auch Schädigungen durch den Spannungskegel. Steht z. B. ein Blitzopfer mit beiden Beinen auf dem Boden, befindet sich jedes Bein auf einem etwas anderen Potential. Die Potentialdifferenz im Körper, die sogenannte Schrittspannung, führt zu Schäden an Organen. Diese sind nicht tödlich, falls die Differenz gering ist, z. B. wenn das Opfer im Moment des Einschlags beide Füße dicht nebeneinander hat und die Spannungsdifferenz minimiert ist. Bei jemandem, der mit Kopf oder Füßen in Richtung Einschlagstelle liegt, ist die Spannungsdifferenz u.U. aber sehr groß. Dann kann auch ein Einschlag, der weiter entfernt ist, zu schweren Schäden führen. Aus diesem Grund sind vierbeinige Tiere (Kühe auf der Weide) besonders gefährdet. Stärke und Form des Spannungskegels sind in der Regel nicht vorhersehbar.


Blitzarten - Blitz ist nicht gleich Blitz!

Wussten Sie, dass es viele verschiedenen Arten von Blitzen und damit auch Blitzeinschlägen mit unterschiedlichen Stärken gibt.

Linienblitz
Ein Linienblitz hat keine Verzweigungen. Er sucht sich jedoch nicht immer den direkten Weg zum Erdboden, sondern kann auch Bögen beschreiben, die aus einer bestimmten Perspektive als Knoten und kreisförmige Verschlingungen gesehen werden können. Der Linienblitz ist häufiger zu sehen als andere Blitze.

Flächenblitz
Ein Flächenblitz zeigt zahlreiche Verzweigungen vom Hauptblitzkanal.

Perlschnurblitz
Der Perlschnurblitz ist eine Blitzart, bei der der Blitz nicht durch einen zusammenhängenden Blitzkanal gekennzeichnet ist, sondern in einzelne, meistens nur wenige Meter lange Segmente zerfällt. Diese einzelnen Segmente leuchten heller und meistens auch etwas länger als ein „normaler“ Linienblitz. Von weitem betrachtet sehen die kurzen, leuchtenden Segmente des Blitzes wie eine Perlenschnur aus. Perlschnurblitze sind wie Kugelblitze sehr seltene Blitzphänomene. In Laboren ist es bereits gelungen, Perlschnurblitze künstlich zu erzeugen. Dennoch hat man ihre Bildung noch nicht restlos verstanden: Als Ursache könnten Instabilitäten im Plasma des Blitzkanals in Frage kommen.

Kugelblitz
Die Existenz des Kugelblitz ist auch heute noch eine umstrittene Frage, denn es liegen nur wenige Berichte oder Bilder dieses Naturphänomens vor. Kugelblitze können angeblich durch Mauern und Ritzen dringen und sich langsam in Bodennähe bewegen. Es ist mittlerweile möglich, eine Art Kugelblitz künstlich zu erzeugen. Mit Hilfe von Mikrowellenstrahlung lässt sich ein Kugelblitz erschaffen, der sogar durch Keramikplatten wandern kann. Allerdings existiert dieser Blitz nur solange, wie man die Mikrowellen aufrechterhält.

Wetterleuchten
Unter Wetterleuchten (mittelhochdeutsch weterleichen zu „weter“ (Wetter) + „leichen“ (tanzen, hüpfen), nicht verwandt mit leuchten, wie oft angenommen) wird meistens der Widerschein von Blitzen verstanden, wenn man die Blitze selbst nicht sieht. Es kann bei einem weit entfernten Gewitter oder bei Blitzen, die sich innerhalb von Wolken entladen, entstehen. Den Donner hört man wegen der großen Distanzen meistens nicht oder nur schwach.

Elmsfeuer
Ein Elmsfeuer ist eine Funkenentladung gegen die umgebende Luft. Technisch betrachtet ist sie eine Vorentladung aufgrund großer Feldstärke. Sie tritt meistens an hohen Gegenständen wie Antennenmasten, Schiffsmasten, Flugzeugen (beim Fliegen in Gewitternähe oder einer mit Aschepartikeln durchtränkten Luftschicht) oder Gipfelkreuzen auf. Elmsfeuer können eine Blitzentladung einleiten. Bergsteiger berichten oft, dass diese sog. Spitzenentladung auch am Pickel auftritt, den man daher bei Gewittern nicht in der Hand tragen soll.

Positiver Blitz
Ein positiver Blitz ist ein Blitz, bei dem die Blitzentladung aus dem oberen, positiv geladenen Teil der Wolke zum Boden erfolgt. Diese Blitze sind um einiges stärker als negative Blitze und können kilometerweit vom eigentlichen Gewitter entfernt einschlagen. Zusätzlich leuchten sie auch länger als ein negativer Blitz und können einen weit größeren Schaden anrichten. Der Donner ist durch den länger anhaltenden Potentialausgleich lauter, einem Knall ähnlich und wird von einem niederfrequenten Poltern begleitet.

Elfen und Kobolde
Bei den Elfen (engl. elves) handelt es sich um Blitzentladungen, die die Gase in der Ionosphäre erleuchten. Sie treten über großen Gewitterwolken als rötlicher Ring in etwa 90 km Höhe auf und werden vermutlich durch Wolkenblitze induziert. Kobolde (engl. Sprites) tauchen in der Mesosphäre in einer Höhe von etwa 70 km ebenfalls über gewaltigen Gewittern auf. Sie breiten sich in Millisekunden nach oben und unten aus, erscheinen meistens rötlich und haben unterschiedliche Formen, von Pilzgebilden bis hin zu Lattenzäunen. Es gibt Vermutungen, dass sie der obere Teil eines positiven Blitzes sind. Mehr Infos dazu erhalten Sie unter Kobold (Wetterphänomen).


Entfernungsabschätzung über das Zeitintervall zum Donner

Um bei einem Gewitter ohne Messmittel eine ungefähre Entfernungsangabe zu erhalten, kann die Zeit zwischen Blitz und Donner gemessen (gezählt) werden. Dabei wird die Laufzeit des Lichtes als geringfügig vernachlässigt. Diese Zeit in Sekunden, multipliziert mit der Schallgeschwindigkeit (343 m/s), ergibt die Entfernung in Metern. Annäherungsweise kann auch die Zeit in Sekunden geteilt durch 3 für die ungefähre Entfernung in Kilometern gerechnet werden. Zur Bestimmung des Donnerzeitpunktes ist dabei stets das erste wahrnehmbare Schallsignal zu verwenden, welches vom Blitz auf kürzestem Weg zum Beobachter gelangt, und somit die Entfernung zu diesem Abschnitt des Blitzkanals relativ genau wiedergibt. Je nach Art des Blitzes ist dieser Blitzkanalabschnitt im Allgemeinen entweder der am nächsten zum Beobachter liegende Teil eines Wolkenblitzes, oder der etwas oberhalb des Bodens liegende eines Bodenblitzes. Die Schallsignale von weiter entfernten Abschnitten des Blitzkanals bilden zusammen mit durch Reflexionen und Beugungen verzögerten Bestandteilen das Donnergrollen, welches wesentlich lauter als das Primärereignis sein kann.


Blitzstatistik

Weltweit gibt es zu jedem beliebigen Zeitpunkt 2000 bis 3000 Gewitter, was auf der gesamten Erde täglich 10 bis 30 Millionen Blitze ergibt (andere Schätzungen gehen nur von 4 Millionen aus). Das sind über 100 Blitze in jeder Sekunde. Doch nur ca. 10% aller Blitze schlagen in den Boden ein. Auch in der kleinen Schweiz blitzt und kracht es gewaltig. Viel Hagel und etliche Gewitter haben im 2012 in der Schweiz auch überdurchschnittlich viele Blitzeinschläge beschert. Im Jahre 2012 sind fast alle bisherigen Messungen (seit Einführung der neuen Messart im 2005)  in sämtlichen grösseren Städten wie Zürich, Genf, Bern und Basel statistikmässig überschritten worden. Einzig in Lugano hat es weniger geblitzt als auch schon. Mit über 14000 Blitzeinschlägen im 2009 ist jedoch dieser kleiner Landesteil im Süden der Schweiz Rekordhalter.

Es gibt Bereiche innerhalb von bestimmten Regionen, in denen die Blitzhäufigkeit zwei- bis dreimal höher als in der Umgebung ist und umgekehrt. Vor allem aber hängt die Blitzhäufigkeit sehr stark von der Jahreszeit ab. Im Juli und August z.B. kommt es zu vielen Blitzschlägen und im Januar hingegen gibt es fast keine Blitze. Zudem gibt es in grösseren Städten mehr Blitze, was vermutlich mit der Luftverschmutzung und der Lufttemperatur zusammen hängt. Die Regel, dass im Gebirge oder höheren Regionen mehr Blitze aufträten, hat sich an Messdaten nicht bestätigt.

Forschungen der NASA (z. B. LIS) haben ergeben, dass die weltweit größte Blitzhäufigkeit im Kongobecken, speziell im Lee, d.h. westlich der Zentralafrikanischen Schwelle, zu finden ist. Weitere Zentren sind der Norden Kolumbiens bis hin zum Maracaibo-See in Venezuela, der äußerste Norden der von den Hochgebirgen umgebenen Indus-Ebene in Pakistan, die Straße von Malakka einschließlich des südlichen Teils der Malaiischen Halbinsel, Paraguay und Nordargentinien etwa entlang des Río Paraná sowie die Südstaaten der USA (namentlich Florida) und die vorgelagerten Karibikinseln.

Während es im Kongobecken mit geringen Verschiebungen ganzjährig blitzt, fällt in den anderen genannten Gebieten das Blitzmaximum signifikant mit dem Sommer der jeweiligen Hemisphäre oder mit dem Auftreten des Monsuns zusammen. Der Grund, dass speziell in diesen Gebieten so häufig intensive Gewitter auftreten, ist fast immer orografischer Natur, d. h. die vorherrschende Windrichtung zwingt die Luftmassen zum Aufsteigen an Gebirgsketten und das ist der Auslöser für die Entstehung gewittriger Niederschläge.

Blitzschäden

Blitze richten in der Schweiz wie auch in anderen Ländern jährlich Schäden in Höhe von mehreren Millionen Schweizer Franken an. Durch einen Blitzeinschlag können Haus- und Waldbrände entstehen, zunehmend werden jedoch auch elektrische Geräte beschädigt. Zum Schutz werden daher viele Gebäude mit einem Blitzschutzsystem Überspannungsableitern (Grob- und Feinschutz) ausgestattet. Bei Antennenanlagen gilt weiterhin die alte Regel, den Antennenstecker vor einem Gewitter vom Gerät auszuziehen.
 

Ein besonderer spektakulärer Blitzschaden ereignete sich 1970 am Langwellensender Orlunda in Schweden. Damals zerstörte ein Blitzschlag den Fußpunktisolator des 250 Meter hohen Zentralmasts des Langwellensenders und brachte diesen zum Einsturz.


Wirkung auf den Menschen
 

Während eines Gewitters ist man im Freien – vor allem auf erhöhten Standpunkten – der Gefahr des Blitzschlags ausgesetzt. Die Wirkung eines direkten Blitzschlages entspricht dem eines Stromunfalls mit den für Hochspannungsunfälle typischen Verletzungen wie Verbrennungen. Dabei können sich Hautverletzungen in Form einer Lichtenberg-Figur ausbilden. Weiter kann es durch den lauten Knall, welcher in einiger Entfernung als Donner wahrgenommen wird, zu Gehörschäden wie einem Hörsturz oder Tinnitus kommen. Je nach Situation können weitere indirekte Wirkungen bestehen, beispielsweise durch das Erschrecken oder die Blendwirkung, welche zu Folgeunfällen führen können. Personen, die sich in der Nähe eines Blitzschlags befunden haben, haben in der Folgezeit zum Teil physiologische oder psychische Störungen oder Veränderungen, die sich sogar dauerhaft in einer Persönlichkeitsveränderung auswirken können.

Tödliche Blitzschläge sind in der Schweiz seltener geworden; die durchschnittlich drei bis sechs Todesopfer pro Jahr ließen sich durch weitere Vorsichtsmaßnahmen noch weiter reduzieren. Im 19. Jahrhundert wurden schweizweit noch an die 200 Personen und mehr jährlich vom Blitz getötet, da wesentlich mehr Menschen auf freiem Feld arbeiteten und sich nicht in geschützte Objekte wie Autos, Traktoren oder Mähdrescher zurückziehen konnten.


Verhalten bei Gewittern

Um nicht vom Blitz getroffen oder durch einen nahen Einschlag verletzt zu werden, müssen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, von denen die wichtigsten hier vorgestellt werden. Nach der 30/30-Regel geht man davon aus, dass die Gefahr, von einem Blitz getroffen zu werden, hoch ist, sobald bei Heraufziehen eines Gewitters zwischen Blitz und Donner 30 Sekunden liegen bis zu dem Zeitpunkt, wo 30 Minuten nach dem letzten Blitz oder Donner vergangen sind. Innerhalb dieser Zeit soll ein sicherer Ort aufgesucht und nicht wieder verlassen werden.
 

+	Schutz in Gebäuden oder Fahrzeugen suchen. Fahrzeuge mit geschlossener Metallkarosserie und Gebäude mit einem Blitzschutzsystem oder aus Stahlbeton wirken wie ein Faradayscher Käfig. Der metallische Käfig muss allerdings entsprechend dimensioniert sein, um die hohen Impulsströme ohne mechanische Verformungen aufnehmen zu können. Gelegentlich wird gemeldet, dass vom Blitz getroffene Autos Feuer gefangen haben. Einen guten Schutzraum stellen außerdem die Bereiche am Boden unter Hochspannungsleitungen dar, welche über metallische Masten verfügen und deren Masten über Erdseile verbunden sind. Durch das Erdseil wird der Blitzstrom auf mehrere geerdete Masten verteilt und damit die Schrittspannung im Bereich des Erdungspunktes reduziert.
+	Gefahr droht weiter durch indirekte Auswirkungen wie die Schallwirkung (Knall), durch die Blendwirkung und den Schreck durch die Überraschung. Dadurch können Folgeunfälle, wie beispielsweise Stürze, ausgelöst werden.
Wenn kein Schutz in Gebäuden oder Fahrzeugen gefunden werden kann, gelten folgende Regeln:
+	Offenes Gelände, Hügel und Höhenzüge meiden.
+	Aufenthalt auf oder in Gewässern und Pools vermeiden.
+	Wegen der Schrittspannung Füße zusammenstellen, in die Hocke gehen, Arme am Körper halten, den Kopf einziehen, eine Vertiefung aufsuchen. Nicht auf den Boden legen, sondern den Kontaktbereich zum Boden minimieren.
+	Von allen größeren Objekten, auch Personen, mindestens 3m Abstand halten (Überschlaggefahr)

Downloads Animationsfilm "Entstehung eines Gewitters" Download Doku "Blitzentstehung" (ca. 140 KB) Download Doku "Ditchwich" Kabelpflug (ca. 160 KB)

Textquelle (oder Teile davon): wikipedia.org
Quelle Grafik-Blitzstatistik: NASA/GHRC/NSSTC Lightning Team, wikipedia.org
Quelle Grafik & Javafilm: "Entstehung eines Gewitters", 20 Minuten online