Blitze entstehen grundsätzlich zwischen Gebieten unterschiedlicher Raumladungen. Dabei können unterschiedliche Raumladungen zwischen zwei Gewitterwolken, in einer Gewitterwolke oder zwischen Gewitterwolken und Erdoberfläche bestehen. Gewitterwolken entstehen genau dann, wenn feuchte Luft zum Aufsteigen gebracht und anschließend in höherer Lage kondensiert wird. Bei der Kondensation wird Wärme frei. Da zwischen Kalt- und Warmgebiet immer eine Strömung stattfindet (=physikalischer Temperaturausgleich), wird das Aufsteigen weiterer feuchter Luft unterstützt. Es können so Gewitterwolken entstehen, welche bis in die Troposphäre reichen. In unseren Breitengraden entstehen Gewitterwolken, die in eine Höhe von bis zu 13 km reichen.

Die Definition des Schönwetterfeldes

Im Normalfall existiert ein permanentes elektrisches Feld zwischen der Erdoberfläche und Elektrosphäre, welche sich in 50 km Höhe befindet. Die Elektrosphäre bildet den positiven und die Erdoberfläche den negativen Pol. Das Schönwetterfeld ist demnach in Richtung Erdoberfläche gerichtet. Die Potentialdifferenz zwischen Elektrosphäre und Erdoberfläche beträgt 300 kV. Durch dieses elektrische Feld fließt ein Strom von 1000 A, welcher durch Ionentransport positiver Ionen in der Luft gewährleistet wird. Durch den Strom wird eine Spannung induziert, welche dem Schönwetterfeld entgegengerichtet ist. Damit wird das Schönwetterfeld nahezu aufgehoben. Die Konstellation des Schönwetterfeldes entspricht einem großen Kondensator. Man spricht deshalb auch von einem Erdkondensator. Der Erdkondensator kann geladen werden. Dieses Laden geschieht durch ein Gewitter. Durch den Transport der positiv geladenen Ionen zur Erdoberfläche entsteht ein lokales positives Ladungszentrum auf dem Erdboden.

Einleitung eines Gewitters durch Ladungstrennung

Innerhalb der Gewitterwolke findet nun eine, sich auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene abspielende, Ladungstrennung statt. Innerhalb der Gewitterwolke finden Kollisionen und induktive Prozesse zwischen Eis- und Wasserteilchen statt. Die Eisteilchen sind positiv, die Wasserteilchen negativ geladen. Die Separation dieser geladenen Teilchen bzw. die Ladungstrennung geschieht durch die starke vertikale Strömung in der Gewitterwolke. Die leichteren Eisteilchen werden in den oberen Teil der Wolke getrieben, die schwereren Wasserteilchen bleiben unteren Teil. Es entsteht im unteren Teil der Gewitterwolke demnach ein negatives Ladungszentrum. Dieses negative Ladungszentrum bildet mit dem inzwischen unterhalb der Gewitterwolke befindlichen positiven Erdoberfläche ein elektrisches Feld welches dem Schönwetterfeld entgegengerichtet ist.

Der Leitblitz

Wenn das durch die Ladungstrennung entstandene elektrische Feld einen kritischen Wert bezüglich seiner Feldstärke überschreitet, werden negative Ladungsträger von der Gewitterwolke zur Erdoberfläche getragen. Dies macht sich am Himmel als Leitblitz bemerkbar. Dieser Leitblitz bewegt sich in Sprüngen von etwa 10m. Seine mittlere Geschwindigkeit beträgt etwa 1/21 der Lichtgeschwindigkeit. Er erzeugt einen ionisierten Kanal, welcher anschließend vom Hauptblitz benutzt wird. Am Himmel macht sich ein Leitblitz durch seine typischen Verästelungen bemerkbar.

Durch die Entstehung des Leitblitzes sammeln sich positive Ladungsträger in der Nähe der Erdoberfläche. Wenn diese lokale positive Ladung eine kritische Feldstärke erreicht, tritt die sogenannte Fangentladung auf. Die Fangentladung geht meist von etwas höher gelegenen Punkten aus, wie z. Bsp. Hausdächern und Bäumen, da an diesen Stellen die maximale Feldstärke erreicht wird. Der Hauptblitz entlädt sich nun durch den vom Leitblitz erzeugten ionisierten Kanal. Durch den hohen Stromfluß im Kanal wird die Luft ionisiert und die Leitfähigkeit nimmt zu. Die Erhöhung der Leitfähigkeit bringt einen noch höheren Strom mit sich. Im Zentrum des Kanals werden Temperaturen von bis zu 30000 K und ein Strom von 100 kA erreicht.

Einleitung eines Gewitters durch Ladungstrennung

Innerhalb der Gewitterwolke findet nun eine, sich auf mikroskopischer und makroskopischer Ebene abspielende, Ladungstrennung statt. Innerhalb der Gewitterwolke finden Kollisionen und induktive Prozesse zwischen Eis- und Wasserteilchen statt. Die Eisteilchen sind positiv, die Wasserteilchen negativ geladen. Die Separation dieser geladenen Teilchen bzw. die Ladungstrennung geschieht durch die starke vertikale Strömung in der Gewitterwolke. Die leichteren Eisteilchen werden in den oberen Teil der Wolke getrieben, die schwereren Wasserteilchen bleiben unteren Teil. Es entsteht im unteren Teil der Gewitterwolke demnach ein negatives Ladungszentrum. Dieses negative Ladungszentrum bildet mit dem inzwischen unterhalb der Gewitterwolke befindlichen positiven Erdoberfläche ein elektrisches Feld welches dem Schönwetterfeld entgegengerichtet ist.

Wenn das durch die Ladungstrennung entstandene elektrische Feld einen kritischen Wert bezüglich seiner Feldstärke überschreitet, werden negative Ladungsträger von der Gewitterwolke zur Erdoberfläche getragen. Dies macht sich am Himmel als Leitblitz bemerkbar. Dieser Leitblitz bewegt sich in Sprüngen von etwa 10m. Seine mittlere Geschwindigkeit beträgt etwa 1/21 der Lichtgeschwindigkeit. Er erzeugt einen ionisierten Kanal, welcher anschließend vom Hauptblitz benutzt wird. Am Himmel macht sich ein Leitblitz durch seine typischen Verästelungen bemerkbar.

Durch die Entstehung des Leitblitzes sammeln sich positive Ladungsträger in der Nähe der Erdoberfläche. Wenn diese lokale positive Ladung eine kritische Feldstärke erreicht, tritt die sogenannte Fangentladung auf. Die Fangentladung geht meist von etwas höher gelegenen Punkten aus, wie z. Bsp. Hausdächern und Bäumen, da an diesen Stellen die maximale Feldstärke erreicht wird. Der Hauptblitz entläd sich nun durch den vom Leitblitz erzeugten ionisierten Kanal. Durch den hohen Stromfluß im Kanal wird die Luft ionisiert und die Leitfähigkeit nimmt zu. Die Erhöhung der Leitfähigkeit bringt einen noch höheren Strom mit sich. Im Zentrum des Kanals werden Temperaturen von bis zu 30000 K und ein Strom von 100 kA erreicht.

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Die Grundkonfiguration eines Blitzortungssystems, besteht aus folgenden Komponenten:

(1) den Direction Findern (DF) zur Bestimmung des Feldeinfallswinkels und der exakten Zeit
(2) dem Position Analyzer (PA)
(3) dem Display System zur anschaulichen Darstellung der Gewitteraktivität

Ein Direction Finder besteht aus zwei zueinander orthogonalen, horizontal angeordneten, magnetischen Antennen. Diese Antennen sind elektrische Spulen. Mit der einen Spule wird die Nord-Süd-Komponente und mit der anderen Spule die Ost-West-Komponente des magnetischen Feldes (B-Feld) bestimmt. Zusätzlich ist im Direction Finder noch eine elektrische Plattenantenne (Metall) untergebracht, welche die Polarität des elektrischen Feldes (E-Feld) misst. Die magnetische Antenne dient zur Bestimmung des Einfaltswinkels des Blitzfeldes, die elektrische Antenne zur Polaritätsbestimmung des Blitzes. Außerdem wird der Signalverlauf der magnetische Antenne über die Zeit (DCF-Zeitsignal) zur Unterscheidung der vier Blitzarten (z. Bsp. Wolke-Erde) herangezogen. Der Enfaltswinkel des elektrischen Blitzfeldes wird aus den Signalen der beiden elektrischen Spulen (magnetische Antenne) errechnet.

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Auch wenn Gewitter noch so faszinierend sind, so geht von ihnen eine tödliche Gefahr aus. Direkte Blitzeinschläge sind zwar so selten wie ein Sechser im Lotto, dennoch langt schon der Einschlag in einem Baum von dem man nur wenige Meter entfernt ist, um einen tödlichen Herzstillstand auszulösen.

Bei einem  Gewitter sollten Sie daher Bäume und andere hohen Bauwerke mit einem Abstand von 30-50m meiden. Wenn einen das Gewitter auf freiem Feld erwischt, so kauern Sie sich in eine Bodenkuhle und warten das Gewitter ab. Selbstverständliche sollte Sie dabei keinen Regenschirm in der Hand halten, da das Metall wie eine Antenne auf die Blitzentladung wirkt. Das selbe gilt für Fahr- und Motorräder. Im Auto sind Sie in der Regel sicher. Falls aber der Blitz in Ihr Auto eingeschlagen hat, so lassen Sie auf jeden Fall den Wagen in einer Werkstatt überprüfen. Die Reifen können nämlich einen nicht sichtbaren Schaden bekommen haben. Bei Fahrzeugen mit Airbag und ABS kann zudem die Elektronik einen Schaden  nehmen. Wenn Sie in einem Haus sind, so ziehen Sie besser den Antennenstecker vom TV & Radio ab und schalten auch den Strom ab. Achten Sie auch darauf das das Haus einen Blitzschutz nach VDE-Norm hat.

Erste Hilfe bei Verunglückten

Generell gilt, das JEDER Erste Hilfe leisten kann. Allein das Anwesend sein, ist für das Opfer schon eine sehr große Hilfe. Bei Bewusstlosen sollten Sie neben dem Notruf auch einige einfachen aber wirksamen Erstmaßnahmen einleiten. Eine ausführliche Anleitung & Infos bietet die Homepage des DRKs.

Blitzschutz im Haus