Blitze und Blitzarten



(1) Blitzentstehung allgemein


Den konkreten Prozess der Ladungstrennung in der Gewitterwolke habe ich ja bereits in der Rubik Gewitterentstehung ausführlich erläutert. Hier werde ich diese nochmal grob zusammenfassen und die verschiedenen Blitzarten präsentieren.

Durch den Aufwind innerhalb der Gewitterwolke werden die zuvor kondensierten Wassertröpfchen in große Höhen transportiert und gefrieren dort. Währenddessen finden in dieser Höhe Kristallisationsprozesse statt, es entstehen also Eiskristalle. Die gefrorenen Wassertröpfchen stoßen nun mit den Eiskristallen zusammen. Letztere geben dabei Elektronen an die gefrorenen Tröpfchen ab, sodass sie im Endeffekt positiv geladen sind, während die gefrorenen Wassertröpfchen durch die Elektronenaufnahme einen Überschuss an negativer Ladung aufweisen.
Die gefrorenen Wassertröpfchen haben aufgrund ihrer größeren Atommasse ein größeres Gewicht und fallen wieder nach unten. Dabei fangen sie an zu schmelzen und gelangen schließlich als Regen auf die Erde. Da die Regentropfen nach wie vor eine negative Ladung aufweisen, nehmen sie Staub- und Schmutzpartikel, welche teilweise positiv geladen sind, aus der Umgebungsluft auf. Durch diesen Effekt lädt sich der direkte Erdboden neutral bis positiv auf. Die typische "Sandwich"- Struktur in Sachen Ladung ist nun vorhanden: Der obere vereiste Teil ist positiv geladen, die Wolkenbasis negativ und der Erdboden widerum vergleichsweise positiv gegenüber der Wolkenbasis.
Beim Ladungsausgleich werden blitzschnell Elektronen vom negativen zum positiven "Pol" durch den Blitzkanal "gepresst" ( Blitzkanal entsteht dort, wo die Spannung am größten ist. Dadurch, dass die Elektronen so stark durch den Blitzkanal gepresst werden, findet ein gewaltiger Antimagnetismus (Schwingung der Elektronen) statt. Die Elektronen stoßen sich stark voneinander ab und haben eine größtmögliche Schwingung. Das Aufleuchten des Blitzes entsteht, wenn die Elektronen immer wieder in ihren Ausgangszustand gelangen. ( Konfiguration ). Dabei werden "Photon - Frequenzen" ausgesendet. Die starke Schwingung (->Antimagnetismus) wird nun auf die Umgebungsmoleküle übertragen. Dort findet dann im Molekül wieder die Elektronenkonfiguration statt. Diese ist so stark, dass die Nachbarmoleküle sich mit Überschallgeschwindigkeit durch Schwingen ausbreiten, da die Moleküle die Konfiguration unter sich weitergeben. Das Volumen eines bestimmten Luftpaketes dehnt sich also mit Überschallgeschwindigkeit aus, da durch den Antimagnetismus die Luftmoleküle in diesem Luftpaket extrem stark schwingen. Durch den Überschallknall entsteht dann der Donner. Die Verästelung des Blitzes ist darauf zurückzuführen, dass die Schwebteilchen in der Luft im Vergleich zu den Elektronen im Blitzkanal positiv geladen sind.
Im Blitzkanal erreicht der Blitz eine Temperatur von 300.000 °C.



(2) Blitzarten


(2.1) Negative Blitze


Negative Blitze sind sowohl innerhalb der Wolke als auch in Sachen Erdblitzen die häufigste Art an Blitzen. Die Stromstärke liegt bei etwa 20.000 Ampere. Bei einem Negativblitz "fließt" die Ladung vom negativen zum positiven Bereich. Dies kann sowohl innerhalb der Wolke als auch von der Wolke zum Boden geschehen ( s.o. ).



(2.2) Positive Blitze


Positive Blitze haben einen Anteil von etwa 5%, sie sind also vergleichsweise selten. Jedoch sind sie wesentlich stärker und somit auch gefährlicher als ihre negativen "Geschwister", da die Elektronen einen weitaus weiteren Weg zurücklegen müssen als bei den negativen Blitzen und die Elektronen somit stärker in Schwingung geraten. Sie können Stromstärken von bis zu 300.000 Ampere erreichen. Es wird also im Falle eines Einschlags mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einem Brand kommen. Typisch für positive Blitze sind ein kurzes grelles Aufleuchten und einem nachfolgendem Knall, einer Detonation ähnlich. Es folgt ein niederfrequentiertes "Stampfen" und "Poltern". Im Anschluss einige Arten positiver Blitze:

(2.2.1) Positiver Wolken - Erde - Blitz ( Amboßblitz )


Auch unter dem sprichwörtlichem "Blitz aus heiterem Himmel" bekannt. Er ist wohl der gefährlichste unter den positiven Giganten, da dieser unberechenbar auch kilometerweit vom Gewitter einschlagen kann. Dies liegt daran, dass um den Niederschlagskern herum die Umgebungsluft im Vergleich zum Niederschlagskern an sich ( neg. Regentropfen ) und sogar zum eigentlich positiv geladenen Amboss der Gewitterwolke stark positiv geladen ist. Somit gelangen vom Amboß widerum Elektronen zum Bereich außerhalb des Niederschlagskerns. Innerhalb der Wolke gibt es dann wohl einen "Ausgleichsblitz" zwischen Wolkenbasis und Amboß, da sich durch den positiven Blitz die Ladungsdifferenz innerhalb der Wolke wieder drastisch verstärkt hat.






(2.2.2) Positiver Wolken - Erde - Blitz ( im Stadium des Zerfalls )


Diese Art ist besonders häufig in sich auflösenden morgendlichen Gewittern zu beobachten. Auch in sich verclusternden Gewitterzellen werden sie beobachtet. Sie entstehen, wenn der Auftrieb ( Aufwind ) von unten aufgrund fehlender Energie abnimmt, sodass die Ladungstrennung unterbricht. Die noch negativen Regentropfen fallen zur Erde und neutralisieren den zuvor noch positiv aufgeladenen Erdboden. Da der obere vereiste Teil der Gewitterwolke jedoch nicht abregnen kann, ist dieser nach wie vor positiv geladen und muss ebenfalls neutralisiert werden. Dies geschieht, indem negative Ladung vom Erdboden dem Amboß zugeführt wird.



Videobeispiel: Positiver Blitz in den Morgenstunden

(2.2.3) Positiver Wolken - Erde - Blitz (Wintergewitter)


Ein logischerweise nur im Winter vorkommendes Exemplar. Die Erklärung für deren Entstehung ist einfacher, als man zu glauben vermag. Da es sich im Winter hauptsächlich um Schnee (-> Eiskristalle) und Graupel handelt, fällt elektrostatisch neutraler Niederschlag zu Boden. Die Graupelteilchen stoßen wie gehabt mit den Eiskristallen zusammen, sodass der obere Teil der Wolke positiv ist, Jedoch entstehen aufgrund der niedrigen Temperatur auch im unteren Bereich der Gewitterwolke Schneekristalle, die mit den Graupelteilchen kollidieren, sodass auch hier Elektronenaustausch stattfindet. Somit fallen sowohl positive als auch negative Niederschlagsmeteore zu Boden. Dieser lädt sich neutral auf. Der Rest verläuft dann wie im Punkt (2.2.2).


(2.3) Wolke - Wolke - Blitze


Sie sind weitaus häufiger als Wolke - Boden - Blitze im Allgemeinen. Dies liegt an den starken Turbulenen innerhalb der Wolke. Die Blitzrate ist umso höher, je stärker der Aufwind ist bzw die Turbulenzen sind.