Blitz


Blitzschlag ist eine natürlich vorkommendes elektrostatische Entladung während der zwei elektrisch geladene Bereiche in der Atmosphäre oder Boden selbst vorübergehend entzerren, wodurch die sofortige Freisetzung von so viel wie ein Gigajoule von Energie . [1] [2] [3] Diese Entladung kann einen weiten Bereich elektromagnetischer Strahlung erzeugen , von sehr heißem Plasma, das durch die schnelle Bewegung von Elektronen erzeugt wird , bis zu brillanten Blitzen sichtbaren Lichts in Form von Schwarzkörperstrahlung . Blitz verursacht DonnerEin Geräusch der Stoßwelle, die sich als Gase in der Nähe der Entladung entwickelt, erfährt einen plötzlichen Druckanstieg. Blitze treten häufig bei Gewittern und anderen Arten von energetischen Wettersystemen auf, aber Vulkanblitze können auch bei Vulkanausbrüchen auftreten.

Ein Blitz trifft das höchste Gebäude der Welt - den Burj Khalifa .
Blitze von Wolke zu Boden während eines Gewitters
Hochgeschwindigkeits-Blitzvideo in Zeitlupe, aufgenommen mit 6.200 Bildern pro Sekunde
Blitz von Wolke zu Boden in Maracaibo , Venezuela
Ein Blitz im Petrified Forest National Park , USA

Die drei Hauptarten von Blitzen unterscheiden sich dadurch, wo sie auftreten: entweder innerhalb einer einzelnen Gewitterwolke , zwischen zwei verschiedenen Wolken oder zwischen einer Wolke und dem Boden. Viele andere Beobachtungsvarianten werden erkannt, einschließlich " Hitzeblitz ", der aus großer Entfernung gesehen, aber nicht gehört werden kann; trockener Blitz , der Waldbrände verursachen kann ; und Kugelblitze , die wissenschaftlich selten beobachtet werden.

Der Mensch hat den Blitz seit Jahrtausenden vergöttert . Vom Blitz abgeleitete Redewendungen wie der englische Ausdruck "Bolt from the Blue" sind in allen Sprachen üblich.

(Abbildung 1) Der Hauptladebereich bei einem Gewitter tritt im zentralen Teil des Sturms auf, wo sich die Luft schnell nach oben bewegt (Aufwind) und die Temperaturen zwischen –15 und –25 ° C (5 bis –13 ° F) liegen.

Die Details des Ladevorgangs werden noch von Wissenschaftlern untersucht, aber es besteht allgemeine Übereinstimmung über einige der Grundkonzepte der Gewitterelektrifizierung. Der Hauptladebereich bei einem Gewitter tritt im zentralen Teil des Sturms auf, wo sich die Luft schnell nach oben bewegt (Aufwind) und die Temperaturen zwischen –15 und –25 ° C (5 bis –13 ° F) liegen. siehe Abbildung 1. In diesem Bereich erzeugt die Kombination aus Temperatur und schneller Luftbewegung nach oben eine Mischung aus unterkühlten Wolkentröpfchen (kleine Wassertröpfchen unter dem Gefrierpunkt), kleinen Eiskristallen und Graupel (weicher Hagel). Der Aufwind trägt die unterkühlten Wolkentröpfchen und sehr kleinen Eiskristalle nach oben. Gleichzeitig neigt das Graupel, das erheblich größer und dichter ist, dazu, zu fallen oder in der aufsteigenden Luft zu schweben. [4]

(Abbildung 2) Wenn die aufsteigenden Eiskristalle mit Graupel kollidieren, werden die Eiskristalle positiv und das Graupel negativ geladen.

Die Unterschiede in der Bewegung des Niederschlags führen zu Kollisionen. Wenn die aufsteigenden Eiskristalle mit Graupel kollidieren, werden die Eiskristalle positiv geladen und das Graupel wird negativ geladen; siehe Abbildung 2. Der Aufwind trägt die positiv geladenen Eiskristalle nach oben zur Spitze der Sturmwolke. Das größere und dichtere Graupel hängt entweder in der Mitte der Gewitterwolke oder fällt in Richtung des unteren Teils des Sturms. [4]

Der obere Teil der Gewitterwolke wird positiv geladen, während der mittlere bis untere Teil der Gewitterwolke negativ geladen wird.

Das Ergebnis ist, dass der obere Teil der Gewitterwolke positiv geladen wird, während der mittlere bis untere Teil der Gewitterwolke negativ geladen wird. [4]

Die Aufwärtsbewegungen innerhalb des Sturms und die Winde auf höheren Ebenen in der Atmosphäre führen dazu, dass sich die kleinen Eiskristalle (und die positive Ladung) im oberen Teil der Gewitterwolke in einiger Entfernung von der Gewitterwolkenbasis horizontal ausbreiten. Dieser Teil der Gewitterwolke wird Amboss genannt. Während dies der Hauptladevorgang für die Gewitterwolke ist, können einige dieser Ladungen durch Luftbewegungen innerhalb des Sturms (Auf- und Abwinde) umverteilt werden. Darüber hinaus kommt es am Boden der Gewitterwolke aufgrund des Niederschlags und der wärmeren Temperaturen zu einer kleinen, aber wichtigen positiven Ladungsbildung. [4]

Vier-Sekunden-Video eines Blitzschlags, Insel im Himmel, Canyonlands National Park , Utah , USA.

Der typische Blitz von Wolke zu Boden gipfelt in der Bildung eines elektrisch leitenden Plasmakanals durch die Luft mit einer Höhe von mehr als 5 km von der Wolke bis zur Bodenoberfläche. Die tatsächliche Entladung ist die letzte Stufe eines sehr komplexen Prozesses. [5] Auf seinem Höhepunkt erzeugt ein typisches Gewitter drei oder mehr Schläge auf die Erde pro Minute. [6] Blitze treten hauptsächlich auf, wenn warme Luft mit kälteren Luftmassen gemischt wird, [7] was zu atmosphärischen Störungen führt, die für die Polarisierung der Atmosphäre erforderlich sind. [ Bearbeiten ] Es kann aber auch während auftritt Staubstürme , Waldbrände , Tornados , Vulkanausbrüche und sogar in der Kälte des Winters, wo der Blitz bekanntlich thunder . [8] [9] Hurrikane erzeugen normalerweise einige Blitze, hauptsächlich in den Regenbändern, die bis zu 160 km vom Zentrum entfernt sind. [10] [11] [12]

Die Wissenschaft des Blitzes wird Fulminologie genannt , und die Angst vor dem Blitz wird Astraphobie genannt .

Weltkarte mit der Häufigkeit von Blitzeinschlägen in Blitzen pro km² und Jahr (flächengleiche Projektion) aus kombinierten Daten des optischen Transientendetektors von 1995–2003 und Daten des Blitzbildsensors von 1998–2003.

Der Blitz ist nicht gleichmäßig auf der Erde verteilt, wie auf der Karte gezeigt.

Auf der Erde beträgt die Blitzfrequenz ungefähr 44 (± 5) Mal pro Sekunde oder fast 1,4 Milliarden Blitze pro Jahr [13], und die durchschnittliche Dauer beträgt 0,2 Sekunden, zusammengesetzt aus einer Anzahl viel kürzerer Blitze (Striche) von etwa 60 bis 70 Mikrosekunden . [14]

Viele Faktoren beeinflussen die Häufigkeit, Verteilung, Stärke und physikalischen Eigenschaften eines typischen Blitzes in einer bestimmten Region der Welt. Zu diesen Faktoren gehören die Bodenhöhe, der Breitengrad , die vorherrschenden Windströmungen , die relative Luftfeuchtigkeit und die Nähe zu warmen und kalten Gewässern. Bis zu einem gewissen Grad können die Anteile von Blitzen innerhalb der Wolken, von Wolken zu Wolken und von Wolken zu Boden in mittleren Breiten auch je nach Jahreszeit variieren .

Da Menschen terrestrisch sind und sich die meisten ihrer Besitztümer auf der Erde befinden, wo Blitze sie beschädigen oder zerstören können, ist CG-Blitz der am besten untersuchte und am besten verstandene der drei Typen, obwohl IC und CC häufigere Blitzarten sind. Die relative Unvorhersehbarkeit von Lightning beschränkt eine vollständige Erklärung, wie oder warum es auftritt, selbst nach Hunderten von Jahren wissenschaftlicher Untersuchungen. Etwa 70% der Blitze treten über Land in den Tropen auf [15], wo die atmosphärische Konvektion am größten ist.

Dies tritt sowohl bei der Mischung aus wärmeren und kälteren Luftmassen als auch bei Unterschieden in der Feuchtigkeitskonzentration auf und geschieht im Allgemeinen an den Grenzen zwischen ihnen . Der Fluss warmer Meeresströmungen an trockeneren Landmassen wie dem Golfstrom vorbei erklärt teilweise die erhöhte Blitzfrequenz im Südosten der USA . Da großen Gewässern die topografische Variation fehlt, die zu einer Vermischung der Atmosphäre führen würde, sind Blitze in den Weltmeeren deutlich seltener als an Land. Der Nord- und Südpol sind in ihrer Abdeckung von Gewittern begrenzt und führen daher zu Gebieten mit der geringsten Blitzmenge. [ Klarstellung erforderlich ]

Im Allgemeinen machen CG-zu-Boden-Blitze (CG-Blitze) nur 25% aller Blitzblitze weltweit aus. Da die Basis eines Gewitters normalerweise negativ geladen ist, entsteht hier der meiste CG-Blitz. Diese Region befindet sich normalerweise auf der Höhe, auf der innerhalb der Wolke ein Gefrieren auftritt. Das Einfrieren in Kombination mit Kollisionen zwischen Eis und Wasser scheint ein kritischer Teil des anfänglichen Ladungsentwicklungs- und Trennungsprozesses zu sein. Bei windgetriebenen Kollisionen neigen Eiskristalle dazu, eine positive Ladung zu entwickeln, während eine schwerere, matschige Mischung aus Eis und Wasser ( Graupel genannt ) eine negative Ladung entwickelt. Aufwinde innerhalb einer Sturmwolke trennen die leichteren Eiskristalle vom schwereren Graupel, wodurch der obere Bereich der Wolke eine positive Raumladung ansammelt , während der untere Bereich eine negative Raumladung ansammelt.

Blitz in Belfort , Frankreich

Da die konzentrierte Ladung in der Wolke die Isoliereigenschaften von Luft überschreiten muss und diese proportional zum Abstand zwischen Wolke und Boden zunimmt, trifft der Anteil der CG-Schläge (gegenüber Wolke-zu-Wolke (CC) oder In-Wolke (IC) ) entlädt sich) wird größer, wenn sich die Wolke näher am Boden befindet. In den Tropen, in denen der Gefriergrad in der Atmosphäre im Allgemeinen höher ist, sind nur 10% der Blitzschläge CG. Auf dem norwegischen Breitengrad (ca. 60 ° nördlicher Breitengrad), wo die Gefrierhöhe niedriger ist, sind 50% des Blitzes CG. [16] [17]

Blitze werden normalerweise von Cumulonimbus- Wolken erzeugt, deren Basen sich typischerweise 1–2 km über dem Boden befinden und bis zu 15 km hoch sind.

Der Ort auf der Erde , wo Blitz am häufigsten auftritt , ist in der Nähe der kleinen Ortschaft Kifuka in den Bergen der östlichen Demokratischen Republik Kongo , [18] , wo die Höhe liegt bei etwa 975 m (3.200 ft). Im Durchschnitt erhält diese Region 158 Blitzeinschläge pro Quadratkilometer und Jahr (410 / sq mi / Jahr). [19] Der Maracaibo-See in Venezuela hat durchschnittlich 297 Tage pro Jahr mit Blitzaktivität, ein Effekt, der als Catatumbo-Blitz erkannt wird . [20] Andere Blitz - Hotspots umfassen Singapur [21] und Blitz Alley in Zentralflorida . [22] [23]

Geräusch eines Gewitters

Damit eine elektrostatische Entladung auftreten kann, sind zwei Voraussetzungen erforderlich: Erstens muss eine ausreichend hohe Potentialdifferenz zwischen zwei Raumbereichen bestehen, und zweitens muss ein hochohmiges Medium den freien, ungehinderten Ausgleich der entgegengesetzten Ladungen behindern. Die Atmosphäre stellt die elektrische Isolierung oder Barriere bereit, die einen freien Ausgleich zwischen geladenen Bereichen entgegengesetzter Polarität verhindert.

Es versteht sich von selbst, dass während eines Gewitters in bestimmten Regionen der Wolke Ladungstrennung und -aggregation stattfinden. Die genauen Prozesse, durch die dies geschieht, sind jedoch nicht vollständig verstanden. [24]

Erzeugung elektrischer Felder

Ansicht des Blitzes von einem Flugzeug, das über einem System fliegt.

Während sich eine Gewitterwolke über die Erdoberfläche bewegt , wird auf der Erdoberfläche unter der Wolke eine gleiche elektrische Ladung mit entgegengesetzter Polarität induziert . Dies ist als Bildladung bekannt . Die induzierte positive Oberflächenladung, gemessen an einem festen Punkt, ist gering, wenn sich die Gewitterwolke nähert, nimmt zu, wenn das Zentrum des Sturms eintrifft, und fällt ab, wenn die Gewitterwolke vorbeizieht. Der Referenzwert der induzierten Oberflächenladung könnte grob als Glockenkurve dargestellt werden.

Die entgegengesetzt geladenen Bereiche erzeugen ein elektrisches Feld in der Luft zwischen ihnen. Dieses elektrische Feld variiert in Bezug auf die Stärke der Oberflächenladung auf der Basis der Gewitterwolke - je größer die akkumulierte Ladung ist, desto höher ist das elektrische Feld.

Bestimmte markante Strukturen ziehen häufig Blitzeinschläge an. Der CN Tower in Toronto wird jeden Sommer mehrmals getroffen.

Die am besten untersuchte und verstandene Form des Blitzes ist der Blitz von Wolke zu Boden (CG). Obwohl häufiger, sind Intra-Cloud- (IC) und Cloud-to-Cloud- (CC) Blitze sehr schwer zu untersuchen, da es keine "physischen" Punkte gibt, die innerhalb der Wolken überwacht werden können. Angesichts der sehr geringen Wahrscheinlichkeit, dass ein Blitz wiederholt und konsistent auf denselben Punkt trifft, ist die wissenschaftliche Untersuchung selbst in Gebieten mit hoher CG-Frequenz schwierig.

Ein Blitzschlag von der Wolke zum Boden in der Mojave-Wüste , Kalifornien
Ein Intra-Cloud-Blitz. Ein Blitz in der Wolke beleuchtet die gesamte Wolke.

Blitzführer

Ein abwärts gerichteter Anführer reist auf die Erde zu und verzweigt sich dabei.
Blitzschlag durch die Verbindung zweier Anführer, positiv in blau und negativ in rot

In einem nicht gut verstandenen Prozess wird ein bidirektionaler Kanal ionisierter Luft, der als " Leader " bezeichnet wird, zwischen entgegengesetzt geladenen Regionen in einer Gewitterwolke initiiert. Leiter sind elektrisch leitende Kanäle aus ionisiertem Gas, die sich durch Regionen ausbreiten oder auf andere Weise von diesen angezogen werden, deren Ladung der der Leiterspitze entgegengesetzt ist. Das negative Ende des bidirektionalen Leiters füllt einen positiven Ladungsbereich, auch Well genannt, innerhalb der Wolke, während das positive Ende einen negativen Ladungsschacht füllt. Führungskräfte spalten sich oft und bilden Äste in einem baumartigen Muster. [25] Darüber hinaus reisen negative und einige positive Führungskräfte diskontinuierlich, was als "Schritt" bezeichnet wird. Die daraus resultierende ruckartige Bewegung der Anführer kann in Zeitlupenvideos von Blitzschlägen leicht beobachtet werden.

Es ist möglich, dass ein Ende des Anführers den entgegengesetzt geladenen Brunnen vollständig ausfüllt, während das andere Ende noch aktiv ist. In diesem Fall kann sich das Leiterende, das den Brunnen gefüllt hat, außerhalb der Gewitterwolke ausbreiten und entweder zu einem Blitz von Wolke zu Luft oder zu einem Blitz von Wolke zu Boden führen. In einem typischen Blitz von Wolke zu Boden initiiert ein bidirektionaler Leiter in einer Gewitterwolke zwischen den Hauptbereichen der negativen und der unteren positiven Ladung. Der schwächere positive Ladungsbereich wird schnell von dem negativen Leiter gefüllt, der sich dann in Richtung des induktiv geladenen Bodens ausbreitet.

Die positiv und negativ geladenen Führer bewegen sich in entgegengesetzte Richtungen, positiv nach oben in der Wolke und negativ in Richtung Erde. Beide Ionenkanäle verlaufen in ihren jeweiligen Richtungen in mehreren aufeinanderfolgenden Schüben. Jeder Anführer "bündelt" Ionen an den führenden Spitzen, schießt einen oder mehrere neue Anführer ab, sammelt sich kurz wieder, um geladene Ionen zu konzentrieren, und schießt dann einen anderen Anführer aus. Der negative Anführer breitet sich weiter aus und spaltet sich, wenn er nach unten geht. Oft beschleunigt er sich, wenn er sich der Erdoberfläche nähert.

Ungefähr 90% der Ionenkanallängen zwischen "Pools" sind ungefähr 45 m lang. [26] Der Aufbau des Ionenkanals dauert im Vergleich zu der resultierenden Entladung, die innerhalb weniger Dutzend Mikrosekunden erfolgt, vergleichsweise lange (Hunderte von Millisekunden ). Der elektrische Strom , der zur Herstellung des Kanals benötigt wird, gemessen in zehn oder hundert Ampere , wird durch nachfolgende Ströme während der tatsächlichen Entladung in den Schatten gestellt.

Die Initiation des Blitzführers ist nicht gut verstanden. Die elektrische Feldstärke innerhalb der Gewitterwolke ist normalerweise nicht groß genug, um diesen Prozess von selbst auszulösen. [27] Viele Hypothesen wurden vorgeschlagen. Eine Hypothese postuliert, dass Schauer relativistischer Elektronen durch kosmische Strahlung erzeugt und dann über einen Prozess, der als außer Kontrolle geratener Zusammenbruch bezeichnet wird, auf höhere Geschwindigkeiten beschleunigt werden . Wenn diese relativistischen Elektronen kollidieren und neutrale Luftmoleküle ionisieren, initiieren sie die Leaderbildung. Eine andere Hypothese beinhaltet die Bildung lokal verstärkter elektrischer Felder in der Nähe von langgestreckten Wassertröpfchen oder Eiskristallen. [28] Die Perkolationstheorie , insbesondere für den Fall der voreingenommenen Perkolation, [29] [ Klärung erforderlich ] beschreibt zufällige Konnektivitätsphänomene, die eine Entwicklung verbundener Strukturen ähnlich der von Blitzeinschlägen hervorrufen.

Luftschlangen nach oben

Wenn sich ein Stufenleiter dem Boden nähert, erhöht das Vorhandensein entgegengesetzter Ladungen auf dem Boden die Stärke des elektrischen Feldes . Das elektrische Feld ist am stärksten bei geerdeten Objekten, deren Spitzen der Basis der Gewitterwolke am nächsten liegen, wie z. B. Bäumen und hohen Gebäuden. Wenn das elektrische Feld stark genug ist , kann sich aus diesen Punkten ein positiv geladener Ionenkanal entwickeln, der als positiver oder aufwärts gerichteter Streamer bezeichnet wird. Dies wurde zuerst von Heinz Kasemir theoretisiert. [30] [31] [32]

Wenn sich negativ geladene Leiter nähern und die lokalisierte elektrische Feldstärke erhöhen, überschreiten geerdete Objekte, die bereits eine Koronaentladung erfahren, einen Schwellenwert und bilden Aufwärtsstreamer.

Anhang

Sobald eine Abwärtsführung mit einer verfügbaren Aufwärtsführung verbunden ist, ein Prozess, der als Anbringen bezeichnet wird, wird ein niederohmiger Pfad gebildet und es kann zu einer Entladung kommen. Es wurden Fotos gemacht, auf denen nicht angebrachte Luftschlangen deutlich sichtbar sind. Die nicht gebundenen nach unten gerichteten Führer sind auch in verzweigten Blitzen sichtbar, von denen keiner mit der Erde verbunden ist, obwohl es den Anschein haben mag, dass sie es sind. Hochgeschwindigkeitsvideos können den laufenden Anhangsprozess anzeigen. [33]

Erfüllen

Rückhub

Hochgeschwindigkeitsfotografie, die verschiedene Teile eines Blitzes während des Entladevorgangs zeigt, wie in Toulouse , Frankreich gesehen.

Sobald ein leitender Kanal den Luftspalt zwischen dem negativen Ladungsüberschuss in der Wolke und dem positiven Oberflächenladungsüberschuss darunter überbrückt, fällt der Widerstand über den Blitzkanal stark ab. Elektronen beschleunigen schnell, was zu einer Zone führt, die am Befestigungspunkt beginnt und sich über das gesamte Leiternetz mit bis zu einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit ausdehnt. [34] Dies ist der "Rückhub" und der leuchtendste und auffälligste Teil der Blitzentladung.

Eine große elektrische Ladung fließt entlang des Plasmakanals von der Wolke zum Boden und neutralisiert die positive Grundladung, wenn Elektronen vom Auftreffpunkt in die Umgebung fließen. Dieser enorme Stromstoß erzeugt große radiale Spannungsunterschiede entlang der Erdoberfläche. Genannt Schritt Potentiale, [ Bearbeiten ] sie sind für mehr Verletzungen verantwortlich und Todesfälle in Gruppen von Menschen oder von anderen Tieren als der Streik selbst. [35] Elektrizität nimmt jeden ihm zur Verfügung stehenden Weg. [36] Solche Schrittpotentiale fließen oft durch ein Bein und aus einem anderen heraus und töten einen unglücklichen Menschen oder ein Tier, das in der Nähe des Punktes steht, an dem der Blitz einschlägt.

Der elektrische Strom des Rückhubs beträgt durchschnittlich 30 Kiloampere für einen typischen negativen CG-Blitz, der oft als "negativer CG" -Blitz bezeichnet wird. In einigen Fällen kann ein Blitz vom Boden zur Wolke (GC) aus einem positiv geladenen Bereich am Boden unterhalb eines Sturms stammen. Diese Entladungen stammen normalerweise von den Spitzen sehr hoher Strukturen, wie z. B. Kommunikationsantennen. Es wurde festgestellt, dass die Geschwindigkeit, mit der sich der Rückhubstrom bewegt, etwa 100.000 km / s beträgt (ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit). [37]

Der während des Rückhubs auftretende massive Stromfluss in Kombination mit der Geschwindigkeit, mit der er auftritt (gemessen in Mikrosekunden), überhitzt den fertigen Leitkanal schnell und bildet einen hoch elektrisch leitenden Plasmakanal. Die Kerntemperatur des Plasmas während des Rückhubs kann 50.000 K überschreiten, wodurch es mit einer brillanten blau-weißen Farbe strahlt. Sobald der elektrische Strom nicht mehr fließt, kühlt sich der Kanal ab und löst sich über zehn oder Hunderte von Millisekunden auf. Oft verschwindet er als fragmentierte Flecken glühenden Gases. Die fast sofortige Erwärmung während des Rückhubs bewirkt, dass sich die Luft explosionsartig ausdehnt und eine starke Stoßwelle erzeugt, die als Donner zu hören ist .

Wieder zuschlagen

Hochgeschwindigkeitsvideos (Frame für Frame untersucht) zeigen, dass die meisten negativen CG-Blitze aus 3 oder 4 einzelnen Strichen bestehen, obwohl es bis zu 30 sein können. [38]

Jeder erneute Schlag wird durch eine relativ große Zeitspanne, typischerweise 40 bis 50 Millisekunden, getrennt, da andere geladene Bereiche in der Wolke in nachfolgenden Hüben entladen werden. Wiederholungsschläge verursachen häufig einen spürbaren " Blitzlicht " -Effekt. [39]

Um zu verstehen, warum mehrere Rückschläge denselben Blitzkanal verwenden, muss man das Verhalten positiver Leiter verstehen, das ein typischer Erdungsblitz effektiv der Verbindung des negativen Leiters mit der Erde folgt. Positive Führer verfallen schneller als negative Führer. Aus nicht gut verstandenen Gründen neigen bidirektionale Führungskräfte dazu, an den Spitzen der verfallenen positiven Führungskräfte zu initiieren, bei denen das negative Ende versucht, das Führungsnetzwerk zu reionisieren. Diese Führer, auch Rückstoßführer genannt , verfallen normalerweise kurz nach ihrer Bildung. Wenn es ihnen gelingt, Kontakt mit einem leitenden Teil des Hauptleiternetzwerks aufzunehmen, tritt ein Rückschlag-ähnlicher Prozess auf und ein Pfeilleiter bewegt sich über die gesamte Länge oder einen Teil der Länge des ursprünglichen Leiters. Die Dartführer, die Verbindungen zum Boden herstellen, verursachen die meisten nachfolgenden Rückschläge. [40]

Jedem aufeinanderfolgenden Schlag gehen Zwischenpfeile voraus, die eine schnellere Anstiegszeit, aber eine geringere Amplitude als der anfängliche Rückhub haben. Jeder nachfolgende Hub verwendet normalerweise den Entladungskanal des vorherigen wieder, aber der Kanal kann von seiner vorherigen Position versetzt sein, wenn der Wind den heißen Kanal verdrängt. [41]

Da Rückstoß- und Dart-Leader-Prozesse bei negativen Leader nicht auftreten, verwenden nachfolgende Rückhübe bei positiven Bodenblitzen sehr selten denselben Kanal, die später in diesem Artikel erläutert werden. [40]

Übergangsströme während des Blitzes

Der elektrische Strom innerhalb einer typischen negativen CG-Blitzentladung steigt sehr schnell in 1–10 Mikrosekunden auf seinen Spitzenwert an und fällt dann über 50–200 Mikrosekunden langsamer ab. Die vorübergehende Natur des Stroms innerhalb eines Blitzes führt zu mehreren Phänomenen, die beim wirksamen Schutz bodengestützter Strukturen berücksichtigt werden müssen. Sich schnell ändernde Ströme neigen dazu, sich auf der Oberfläche eines Leiters zu bewegen, was als Hauteffekt bezeichnet wird , im Gegensatz zu Gleichströmen, die den gesamten Leiter wie Wasser durch einen Schlauch "durchfließen". Daher sind Leiter, die zum Schutz von Einrichtungen verwendet werden, in der Regel mehrlitzig, wobei kleine Drähte miteinander verwoben sind. Dadurch erhöht sich die Gesamtbündelfläche in umgekehrtem Verhältnis zu dem einzelnen Strangradius, für eine festgelegte Gesamtquerschnittsfläche .

Die sich schnell ändernden Ströme erzeugen auch elektromagnetische Impulse (EMPs) , die vom Ionenkanal nach außen strahlen. Dies ist eine Eigenschaft aller elektrischen Entladungen. Die abgestrahlten Impulse werden mit zunehmendem Abstand vom Ursprung schnell schwächer. Wenn sie jedoch über leitende Elemente wie Stromleitungen, Kommunikationsleitungen oder Metallrohre verlaufen, können sie einen Strom induzieren, der nach außen zu seinem Abschluss fließt. Der Stoßstrom steht in umgekehrter Beziehung zur Stoßimpedanz: Je höher die Impedanz, desto niedriger der Strom. [42] Dies ist der Anstieg , der häufig zur Zerstörung empfindlicher Elektronik , Elektrogeräte oder Elektromotoren führt . Parallel zu diesen Leitungen angebrachte Vorrichtungen, die als Überspannungsschutz (SPD) oder Überspannungsschutz (TVSS) bekannt sind, können den vorübergehenden unregelmäßigen Strom des Blitzes erfassen und durch Änderung seiner physikalischen Eigenschaften die Spitze zu einer angeschlossenen Erdungsmasse leiten Schutz des Geräts vor Beschädigung.

Drei Haupttypen von Blitzen werden durch die "Start" - und "End" -Punkte eines Blitzkanals definiert.

  • Intra-Cloud- (IC) oder In-Cloud- Blitze treten innerhalb einer einzelnen Gewitterwolkeneinheit auf.
  • Cloud-to-Cloud- (CC) oder Inter-Cloud- Blitze beginnen und enden zwischen zwei verschiedenen "funktionalen" Gewitterwolkeneinheiten.
  • Ein Blitz von Wolke zu Boden (CG) entsteht hauptsächlich in der Gewitterwolke und endet auf einer Erdoberfläche, kann aber auch in umgekehrter Richtung auftreten, dh von Erde zu Wolke.

Es gibt Variationen jedes Typs, wie "positive" gegenüber "negativen" CG-Blitzen, die unterschiedliche physikalische Eigenschaften aufweisen, die jeweils gemessen werden können. Verschiedene gebräuchliche Namen, die zur Beschreibung eines bestimmten Blitzereignisses verwendet werden, können demselben oder verschiedenen Ereignissen zugeordnet werden.

Wolke zu Boden (CG)

Blitz von Wolke zu Boden

Cloud-to-Ground (CG) -Blitz ist eine Blitzentladung zwischen einer Gewitterwolke und dem Boden. Es wird von einem gestuften Anführer initiiert, der sich von der Wolke nach unten bewegt, und von einem Streamer getroffen wird, der sich vom Boden nach oben bewegt.

CG ist die am wenigsten verbreitete, aber am besten verstandene aller Arten von Blitzen. Es ist einfacher, wissenschaftlich zu studieren, da es an einem physischen Objekt, nämlich der Erde, endet und sich mit Instrumenten am Boden messen lässt. Von den drei Hauptblitzarten stellt es die größte Bedrohung für Leben und Eigentum dar, da es die Erde beendet oder "trifft".

Die als Blitz bezeichnete Gesamtentladung setzt sich aus einer Reihe von Prozessen zusammen, wie z. B. vorläufiger Zusammenbruch, gestuften Führern, Verbindungsführern, Rückschlägen, Pfeilführern und nachfolgenden Rückschlägen. [43] Die Leitfähigkeit des Bodens, sei es gemahlen, Süßwasser oder Salzwasser, kann die Blitzentladungsrate und damit die sichtbaren Eigenschaften beeinflussen. [44]

Positiver und negativer Blitz

Der Blitz von Wolke zu Erde (CG) ist entweder positiv oder negativ, wie durch die Richtung des herkömmlichen elektrischen Stroms zwischen Wolke und Erde definiert. Die meisten CG-Blitze sind negativ, was bedeutet, dass eine negative Ladung auf den Boden übertragen wird und Elektronen entlang des Blitzkanals nach unten wandern (üblicherweise fließt der Strom vom Boden zur Wolke). Das Gegenteil geschieht bei einem positiven CG-Blitz, bei dem sich Elektronen entlang des Blitzkanals nach oben bewegen und eine positive Ladung auf den Boden übertragen wird (üblicherweise fließt der Strom von der Wolke zum Boden). Positive Blitze sind seltener als negative Blitze und machen im Durchschnitt weniger als 5% aller Blitzeinschläge aus. [45]

Ein Blitz aus dem blauen Blitzschlag, der vom klaren, aber turbulenten Himmel über der Ambosswolke aus zu initiieren scheint und einen Plasmastrahl durch die Wolke direkt auf den Boden treibt. Sie werden üblicherweise als positive Blitze bezeichnet, obwohl sie normalerweise eine negative Polarität haben.

Es gibt sechs verschiedene theoretisierte Mechanismen, die zur Bildung eines positiven Blitzes führen. [46]

  • Vertikale Windscherung, die den oberen positiven Ladungsbereich einer Gewitterwolke verschiebt und ihn dem Boden darunter aussetzt.
  • Der Verlust von Regionen mit niedrigerer Ladung in der Zerstreuungsstufe eines Gewitters, wobei der primäre positive Ladungsbereich verlassen wird.
  • Eine komplexe Anordnung von Ladungsbereichen in einer Gewitterwolke, die effektiv zu einem invertierten Dipol oder invertierten Tripol führt, in dem sich der negative Hauptladungsbereich über dem positiven Hauptladungsbereich befindet und nicht darunter.
  • Ein ungewöhnlich großer Bereich niedrigerer positiver Ladung in der Gewitterwolke.
  • Abschneiden eines erweiterten negativen Anführers von seinem Ursprung, wodurch ein neuer bidirektionaler Anführer erzeugt wird, bei dem das positive Ende auf den Boden trifft, wie dies bei Amboss-Crawler-Spinnenblitzen häufig der Fall ist.
  • Die Auslösung eines nach unten gerichteten positiven Zweigs von einem IC-Blitz.

Entgegen der landläufigen Meinung stammen positive Blitze nicht unbedingt aus dem Amboss oder der oberen positiven Ladungsregion und treffen auf einen regenfreien Bereich außerhalb des Gewitters. Diese Überzeugung basiert auf der veralteten Idee, dass Blitzführer unipolar sind und aus ihrer jeweiligen Ladungsregion stammen. [47]

Positive Blitzeinschläge sind in der Regel viel intensiver als ihre negativen Gegenstücke. Eine durchschnittliche Bolzen des negativen Blitzes trägt einen elektrischen Strom von 30.000 Ampere (30 kA), und überträgt 15 Coulombs der elektrischen Ladung und 1 Gigajoule von Energie . Große positive Blitzschläge können bis zu 120 kA und 350 ° C tragen. [48] Der durchschnittliche positive Erdungsblitz hat ungefähr den doppelten Spitzenstrom eines typischen negativen Blitzes und kann Spitzenströme bis zu 400 kA und Ladungen von mehreren hundert Coulomb erzeugen . [49] [50] Darüber hinaus folgen auf positive Erdungsblitze mit hohen Spitzenströmen üblicherweise lange anhaltende Ströme, eine Korrelation, die bei negativen Erdungsblitzen nicht zu beobachten ist. [51]

Positive Blitzeinschläge sind aufgrund ihrer größeren Stärke erheblich gefährlicher als negative. Positive Blitze erzeugen sowohl höhere Spitzenströme als auch längere Dauerströme, wodurch sie Oberflächen auf viel höhere Werte erwärmen können, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass ein Feuer entzündet wird. Die positiven Blitze, die sich über große Entfernungen durch klare Luft ausbreiten können, erklären, warum sie als "Blitz aus heiterem Himmel" bezeichnet werden, und geben den Beobachtern keine Warnung.

Trotz des weit verbreiteten Missverständnisses, dass es sich bei diesen [ Klarstellungen erforderlich ] um positive Blitzeinschläge handelt, da sie scheinbar aus dem Bereich der positiven Ladung stammen, haben Beobachtungen gezeigt, dass es sich tatsächlich um negative Blitze handelt. Sie beginnen, wenn IC innerhalb der Wolke blinkt. Der negative Leiter verlässt dann die Wolke aus dem Bereich der positiven Ladung, bevor er sich durch klare Luft ausbreitet und in einiger Entfernung auf den Boden trifft. [52] [53]

Es wurde auch gezeigt, dass positive Blitze das Auftreten von Blitzen nach oben von den Spitzen hoher Strukturen auslösen und maßgeblich für die Auslösung von Sprites mehrere zehn Kilometer über dem Boden verantwortlich sind. Positive Blitze treten bei Winterstürmen häufiger auf , wie bei Gewitter , bei intensiven Tornados [54] und im Dissipationsstadium eines Gewitters . [55] Es werden auch große Mengen extrem niederfrequenter (ELF) und sehr niederfrequenter (VLF) Radiowellen erzeugt. [56]

Cloud to Cloud (CC) und Intra-Cloud (IC)

Verzweigung von Wolke zu Wolkenblitz, Neu-Delhi , Indien
Mehrere Wege von Blitz zu Wolke, Swifts Creek , Australien.
Blitz von Wolke zu Wolke, Victoria, Australien .
Blitz von Wolke zu Wolke gesehen in Gresham, Oregon .

Blitzentladungen können zwischen Wolkenbereichen auftreten, ohne den Boden zu berühren. Wenn es zwischen zwei getrennten Wolken auftritt, wird es als Cloud-to-Cloud (CC) - oder Inter-Cloud- Blitz bezeichnet. Wenn es zwischen Bereichen mit unterschiedlichem elektrischen Potential innerhalb einer einzelnen Wolke auftritt , wird es als Intra-Cloud (IC) -Blitz bezeichnet. IC-Blitz ist der am häufigsten auftretende Typ. [55]

IC-Blitze treten am häufigsten zwischen dem oberen Ambossabschnitt und dem unteren Bereich eines bestimmten Gewitters auf. Dieser Blitz kann manchmal in großen Entfernungen nachts als sogenannter " Blattblitz " beobachtet werden. In solchen Fällen kann der Betrachter nur einen Lichtblitz sehen, ohne einen Donner zu hören.

Ambosskriecher über Lake Wright Patman südlich von Redwater, Texas, auf der Rückseite eines großen Regengebiets, das mit einer Kaltfront verbunden ist

Ein anderer Begriff, der für Wolken-Wolken- oder Wolken-Wolken-Boden-Blitze verwendet wird, ist "Amboss-Crawler" aufgrund der Angewohnheit der Ladung, die typischerweise unter oder innerhalb des Ambosses entsteht und durch die oberen Wolkenschichten eines Gewitters krabbelt und häufig dramatische Mehrfachverzweigungen erzeugt Schlaganfälle. Diese werden normalerweise gesehen, wenn ein Gewitter über den Betrachter zieht oder zu verfallen beginnt. Das lebhafteste Crawler-Verhalten tritt bei gut entwickelten Gewittern auf, die eine starke Scherung des hinteren Ambosses aufweisen.

Beobachtungsvariationen

  • Amboss-Crawler-Blitze , manchmal auch Spinnenblitze genannt, entstehen, wenn sich Leiter in reifen Gewittern durch horizontal ausgedehnte Ladungsregionen ausbreiten, normalerweise in stratiformen Regionen mesoskaliger Konvektionssysteme. Diese Entladungen beginnen normalerweise als IC-Entladungen, die aus dem konvektiven Bereich stammen. Das negative Leader-Ende breitet sich dann gut in die zuvor genannten Ladungsbereiche im schichtförmigen Bereich aus. Wenn der Anführer zu lang wird, kann er sich in mehrere bidirektionale Anführer aufteilen. In diesem Fall kann das positive Ende des getrennten Anführers als positiver CG-Blitz auf den Boden treffen oder auf der Unterseite der Wolke kriechen, wodurch ein spektakulärer Blitz erzeugt wird, der über den Himmel kriecht. Auf diese Weise erzeugte Erdblitze neigen dazu, hohe Ladungsmengen zu übertragen, und dies kann Blitze nach oben und Blitze in der oberen Atmosphäre auslösen. [40]
  • Kugelblitze können ein atmosphärisches elektrisches Phänomen sein, dessen physikalische Natur immer noch umstritten ist . Der Begriff bezieht sich auf Berichte über leuchtende , normalerweise kugelförmige Objekte, die von erbsengroß bis zu mehreren Metern im Durchmesser variieren. [57] Es wird manchmal mit Gewittern in Verbindung gebracht , aber im Gegensatz zu Blitzschlägen, die nur einen Bruchteil einer Sekunde dauern, dauert der Kugelblitz Berichten zufolge viele Sekunden. Kugelblitze wurden von Augenzeugen beschrieben, aber von Meteorologen selten aufgezeichnet. [58] [59] Wissenschaftliche Daten zu natürlichen Kugelblitzen sind aufgrund ihrer Seltenheit und Unvorhersehbarkeit rar. Die Vermutung seiner Existenz basiert auf gemeldeten öffentlichen Sichtungen und hat daher zu etwas inkonsistenten Ergebnissen geführt. Brett Porter, [60] ein Wildtier-Ranger, berichtete, 1987 in Queensland, Australien, ein Foto gemacht zu haben.

  • Perlenblitz , auch bekannt unter den Begriffen Perlenblitz, Kettenblitz, Perlschnurblitz und Eclair en Chapelet, um nur einige zu nennen [61], ist das Zerfallsstadium eines Blitzkanals, in dem die Leuchtkraft des Kanals in Segmente zerfällt. [62] Nahezu jede Blitzentladung weist Perlen auf, wenn der Kanal unmittelbar nach einem Rückhub abkühlt, was manchmal als "Perlenausfall" des Blitzes bezeichnet wird. "Perlenblitz" ist eher eine Stufe einer normalen Blitzentladung als eine Art Blitz an sich. Das Perlen eines Blitzkanals ist normalerweise ein kleines Merkmal und wird daher oft nur sichtbar, wenn sich der Betrachter / die Kamera in der Nähe des Blitzes befindet. [63]
  • Cloud-to-Air-Blitz ist ein Blitz, bei dem ein Ende eines bidirektionalen Leiters die Wolke verlässt, jedoch keinen Bodenblitz erzeugt. Solche Blitze können manchmal als ausgefallene Erdungsblitze angesehen werden. Blaue Jets und gigantische Jets sind eine Form des Blitzes von Wolke zu Luft oder von Wolke zu Ionosphäre, bei dem ein Anführer von der Spitze eines Gewitters abgefeuert wird.
  • Trockenblitze werden in Australien, Kanada und den Vereinigten Staaten für Blitze verwendet, die ohne Niederschlag an der Oberfläche auftreten. Diese Art von Blitz ist die häufigste natürliche Ursache für Waldbrände . [64] Pyrocumulus Wolken produzieren Blitz aus dem gleichen Grundedass es von Cumulonimbuswolken produziert wird [ Zitat benötigt ] .

  • Gabelblitz ist ein Blitz von Wolke zu Boden, der eine Verzweigung seines Weges aufweist.
  • Hitzeblitz ist ein Blitz, der keinen erkennbaren Donner zu erzeugen scheint,da er zu weit entfernt auftritt, als dass der Donner gehört werden könnte. Die Schallwellen lösen sich auf, bevor sie den Betrachter erreichen. [65]

  • Bandblitze treten bei Gewittern mit starkem Seitenwind und mehreren Rückschlägen auf. Der Wind bläst jeden aufeinanderfolgenden Rückhub leicht auf eine Seite des vorherigen Rückhubs und verursacht einen Bändcheneffekt. [66]

  • Raketenblitze sind eine Form der Wolkenentladung, im Allgemeinen horizontal und an der Wolkenbasis, wobei ein Lichtkanal mit visuell auflösbarer Geschwindigkeit, oft zeitweise, durch die Luft zu strömen scheint. [67]

  • Blattblitz ist ein Blitz von Wolke zu Wolke, der eine diffuse Aufhellung der Oberfläche einer Wolke zeigt, die dadurch verursacht wird, dass der tatsächliche Entladungsweg verborgen oder zu weit entfernt ist. Der Blitz selbst kann vom Zuschauer nicht gesehen werden, so dass er nur als Blitz oder Lichtblatt erscheint. Der Blitz ist möglicherweise zu weit entfernt, um einzelne Blitze zu erkennen.

  • Glatter Kanalblitz ist ein informeller Begriff, der sich auf eine Art Blitzschlag von Wolke zu Boden bezieht, der keine sichtbare Verzweigung aufweist und wie eine Linie mit glatten Kurven erscheint, im Gegensatz zum gezackten Erscheinungsbild der meisten Blitzkanäle. Sie sind eine Form von positiven Blitzen, die im Allgemeinen in oder in der Nähe der konvektiven Regionen schwerer Gewitter im Norden der Vereinigten Staaten beobachtet werden. Es wird vermutet, dass schwere Gewitter in dieser Region eine "invertierte Tripol" -Ladungsstruktur erhalten, in der sich die positive Hauptladungsregion unterhalb der negativen Hauptladungsregion statt darüber befindet, und infolgedessen erzeugen diese Gewitter überwiegend positive Wolken-zu- Bodenblitz. Der Begriff "Blitz mit glatten Kanälen" wird manchmal auch auf Blitze vom Boden bis zur Wolke nach oben zurückgeführt, bei denen es sich im Allgemeinen um negative Blitze handelt, die von positiven Leitern aus hohen Strukturen nach oben ausgelöst werden.

  • Staccato-Blitz ist ein Blitzschlag von Wolke zu Boden (CG), bei dem es sich um einen kurzzeitigen Schlag handelt, der (oft, aber nicht immer) als einzelner sehr heller Blitz erscheint und häufig eine erhebliche Verzweigung aufweist. [68] Diese finden sich häufig im Bereich des visuellen Gewölbes in der Nähe des Mesozyklons rotierender Gewitter und fallen mit der Intensivierung der Aufwinde von Gewittern zusammen . Ein ähnlicher Schlag von Wolke zu Wolke, der aus einem kurzen Blitz über einem kleinen Bereich besteht, der wie ein Ausrutscher erscheint, tritt auch in einem ähnlichen Bereich rotierender Aufwinde auf. [69]
Dieser CG war von sehr kurzer Dauer, zeigte stark verzweigte Kanäle und war sehr hell, was darauf hinweist, dass es sich um einen Stakkato-Blitz in der Nähe von New Boston, Texas, handelte.

  • Superbolts werden eher lose als Treffer mit einer Energiequelle von mehr als 100 Gigajoule [100 GJ] definiert (die meisten Blitzeinschläge treten bei etwa 1 Gigajoule [1 GJ] auf). Ereignisse dieser Größenordnung treten etwa so häufig auf wie einer von 240 Streiks. Sie unterscheiden sich nicht kategorisch von gewöhnlichen Blitzeinschlägen und stellen lediglich die oberste Kante eines Kontinuums dar. Im Gegensatz zu weit verbreiteten Missverständnissen können Superbolts entweder positiv oder negativ geladen sein, und das Ladungsverhältnis ist vergleichbar mit dem eines "normalen" Blitzes. [70] [71] [72]

  • Sympathischer Blitz ist die Tendenz des Blitzes, über große Entfernungen lose koordiniert zu werden. Entladungen können aus dem Weltraum betrachtet in Clustern auftreten. [73] [74] [75] [ Klarstellung erforderlich ]
  • Ein Aufwärtsblitz oder ein Blitz von Boden zu Wolke ist ein Blitz, der von der Oberseite eines geerdeten Objekts ausgeht und sich von diesem Punkt aus nach oben ausbreitet. Diese Art von Blitz kann durch einen vorhergehenden Blitz ausgelöst werden oder ganz von selbst ausgelöst werden. Ersteres findet sich im Allgemeinen in Regionen, in denen Spinnenblitze auftreten, und kann mehrere geerdete Objekte gleichzeitig betreffen. [76] Letzteres tritt normalerweise während der kalten Jahreszeit auf und kann bei Gewitterereignissen der dominierende Blitz sein. [77]

  • Clear-Air-Blitz beschreibt einen Blitz, der ohne sichtbare Wolke auftritt, die nahe genug ist, um ihn zu erzeugen. In den US-amerikanischen und kanadischen Rocky Mountains kann sich ein Gewitter in einem angrenzenden Tal befinden und vom Tal aus, in dem der Blitz visuell oder akustisch einschlägt, nicht beobachtet werden. Europäische und asiatische Berggebiete erleben ähnliche Ereignisse. Auch in Gebieten wie Geräuschen , großen Seen oder offenen Ebenen kann es zu einem Streik kommen, wenn sich die Sturmzelle am nahen Horizont befindet (innerhalb von 26 km oder 16 Meilen), und da der Sturm so weit entfernt ist, Der Schlag wird als Blitz aus heiterem Himmel bezeichnet . [78] Diese Blitze beginnen normalerweise als normale IC-Blitze, bevor der negative Leiter die Wolke verlässt und in beträchtlicher Entfernung auf den Boden trifft. [52] [53] Positive Luftstöße können in stark gescherten Umgebungen auftreten, in denen der obere Bereich der positiven Ladung horizontal vom Niederschlagsbereich verschoben wird. [79]

Blitzschlag

Auswirkungen auf Objekte

Ein Blitz traf den Eiffelturm am 3. Juni 1902 um 21:20 Uhr. Dies ist eine der frühesten Fotografien von Blitzen in einer städtischen Umgebung.

Vom Blitz getroffene Objekte erfahren Hitze und magnetische Kräfte von großer Größe. Die Wärme, die durch Blitzströme erzeugt wird, die durch einen Baum fließen, kann seinen Saft verdampfen und eine Dampfexplosion verursachen, die den Stamm platzt. Während der Blitz durch sandigen Boden wandert, kann der den Plasmakanal umgebende Boden schmelzen und röhrenförmige Strukturen bilden, die als Fulgurite bezeichnet werden .

Auswirkungen auf Gebäude und Fahrzeuge

Gebäude oder hohe Gebäude, die vom Blitz getroffen werden, können beschädigt werden, wenn der Blitz ungehinderte Wege zum Boden sucht. Durch die sichere Durchführung eines Blitzschlags auf den Boden kann ein Blitzschutzsystem, das normalerweise mindestens einen Blitzableiter enthält , die Wahrscheinlichkeit schwerer Sachschäden erheblich verringern.

Flugzeuge sind aufgrund ihrer metallischen Rümpfe sehr anfällig für Treffer, aber Blitzeinschläge sind für sie im Allgemeinen nicht gefährlich. [80] Aufgrund der Leitfähigkeitseigenschaften einer Aluminiumlegierung fungiert der Rumpf als Faradayscher Käfig .

Auswirkungen auf Tiere

Obwohl 90 Prozent der vom Blitz getroffenen Menschen überleben, [81] können vom Blitz getroffene Tiere - einschließlich Menschen - aufgrund von Schäden an inneren Organen und Nervensystemen schwere Verletzungen erleiden.

Andere Effekte

Der Blitz spielt eine wichtige Rolle im Stickstoffkreislauf, indem er zweiatomigen Stickstoff in der Luft zu Nitraten oxidiert, die sich durch Regen ablagern und das Wachstum von Pflanzen und anderen Organismen befruchten können. [82] [83]

Donner

Da die elektrostatische Entladung von Erdblitzen die Luft in kurzer Zeit entlang der Länge des Entladungskanals auf Plasmatemperaturen überhitzt, schreibt die kinetische Theorie vor, dass gasförmige Moleküle einen schnellen Druckanstieg erfahren und sich somit vom Blitz nach außen ausdehnen und eine als Donner hörbare Stoßwelle erzeugen . Da sich die Schallwellen nicht von einer einzelnen Punktquelle, sondern entlang der Länge des Blitzwegs ausbreiten, können die unterschiedlichen Abstände des Schallursprungs vom Betrachter einen Roll- oder Rumpeleffekt erzeugen. Die Wahrnehmung der Schallcharakteristika wird durch Faktoren wie die unregelmäßige und möglicherweise verzweigte Geometrie des Blitzkanals, durch akustisches Echo aus dem Gelände und durch die normalerweise Mehrtaktcharakteristik des Blitzeinschlags weiter erschwert .

Licht bewegt sich mit ungefähr 300.000.000 m / s (980.000.000 ft / s) und Schall bewegt sich mit ungefähr 343 m / s (1.130 ft / s) durch die Luft. Ein Beobachter kann die Entfernung zum Schlag approximieren, indem er das Intervall zwischen dem sichtbaren Blitz und dem von ihm erzeugten hörbaren Donner zeitlich festlegt. Ein Blitz, der eine Sekunde vor seinem Donner liegt, hat eine Entfernung von ungefähr 343 m. Eine Verzögerung von drei Sekunden würde eine Entfernung von etwa 1 km oder 3 × 343 m anzeigen. Ein Blitz, der fünf Sekunden vor dem Donner liegt, zeigt eine Entfernung von ungefähr 5 × 343 m an. Folglich wird ein Blitzschlag, der aus nächster Nähe beobachtet wird, von einem plötzlichen Donnerschlag begleitet, wobei fast keine Zeitspanne wahrnehmbar ist, möglicherweise begleitet vom Geruch von Ozon (O 3 ).

Ein Blitz in ausreichender Entfernung kann gesehen und nicht gehört werden. Es gibt Daten, dass ein Gewitter in einer Entfernung von über 160 km zu sehen ist, während der Donner etwa 32 km weit wandert. Anekdotisch gibt es viele Beispiele von Menschen, die sagen: "Der Sturm war direkt über uns oder ringsum und doch gab es keinen Donner." Da Gewitterwolken bis zu 20 km hoch sein können, [84] kann ein Blitz, der hoch oben in der Wolke auftritt, nahe erscheinen, ist aber tatsächlich zu weit entfernt, um einen wahrnehmbaren Donner zu erzeugen.

Hochenergetische Strahlung

Die Erzeugung von Röntgenstrahlen durch einen Blitz wurde theoretisch bereits 1925 vorhergesagt [85], aber bis 2001/2002 [86] [87] [88], als Forscher am New Mexico Institute of Mining keine Beweise fanden und Technologie entdeckte Röntgenemissionen von einem induzierten Blitzeinschlag entlang eines geerdeten Drahtes, der hinter einer Rakete gezogen wurde, die in eine Sturmwolke geschossen wurde. Im selben Jahr verwendeten die Forscher der University of Florida und der Florida Tech eine Reihe von elektrischen Feld- und Röntgendetektoren in einer Blitzforschungseinrichtung in Nordflorida, um zu bestätigen, dass natürliche Blitze während der Ausbreitung von Stufenführern Röntgenstrahlen in großen Mengen erzeugen. Die Ursache der Röntgenemissionen ist noch Gegenstand der Forschung, da die Temperatur des Blitzes zu niedrig ist, um die beobachteten Röntgenstrahlen zu berücksichtigen. [89] [90]

Eine Reihe von Beobachtungen mit weltraumgestützten Teleskopen haben noch energiereichere Gammastrahlenemissionen ergeben , die sogenannten terrestrischen Gammastrahlenblitze (TGFs). Diese Beobachtungen stellen eine Herausforderung für die aktuellen Theorien des Blitzes dar, insbesondere angesichts der jüngsten Entdeckung der klaren Signaturen der im Blitz erzeugten Antimaterie . [91] Neuere Forschungen haben gezeigt, dass Sekundärspezies, die von diesen TGFs produziert werden, wie Elektronen , Positronen , Neutronen oder Protonen , Energien von bis zu mehreren zehn MeV gewinnen können. [92] [93]

Luftqualität

Die durch Blitze erzeugten sehr hohen Temperaturen führen zu einem signifikanten lokalen Anstieg von Ozon und Stickoxiden . Jeder Blitz in gemäßigten und subtropischen Gebieten produziert durchschnittlich 7 kg NOx. [94] In der Troposphäre kann die Wirkung von Blitzen NOx um 90% und Ozon um 30% erhöhen. [95]

Hoch in die Atmosphäre gestoßenes vulkanisches Material kann einen Blitz auslösen.

Vulkanische Aktivitäten erzeugen auf vielfältige Weise blitzfreundliche Bedingungen. Die enorme Menge an pulverisiertem Material und Gasen, die explosionsartig in die Atmosphäre ausgestoßen werden, erzeugt eine dichte Partikelwolke. Die Aschedichte und die konstante Bewegung innerhalb der Vulkanfahne erzeugen Ladung durch Reibungswechselwirkungen (Triboelektrifizierung), was zu sehr starken und sehr häufigen Blitzen führt, wenn die Wolke versucht, sich selbst zu neutralisieren. Aufgrund des hohen Gehalts an festem Material (Asche) wird es im Gegensatz zu den wasserreichen Ladungserzeugungszonen einer normalen Gewitterwolke oft als schmutziges Gewitter bezeichnet .

  • Bereits beim Ausbruch des Vesuvs durch Plinius den Jüngeren im Jahr 79 n. Chr. Wurden in der Vulkanfahne starke und häufige Blitze beobachtet . [96]
  • Ebenso können Dämpfe und Asche, die aus Entlüftungsöffnungen an den Flanken des Vulkans stammen, lokalere und kleinere Blitze mit einer Länge von mehr als 2,9 km erzeugen.
  • Kleine Funken von kurzer Dauer , die kürzlich in der Nähe von neu extrudiertem Magma dokumentiert wurden, bestätigen, dass das Material bereits vor dem Eintritt in die Atmosphäre hoch geladen ist. [97]

Wenn die Vulkanaschewolke auf Gefriertemperaturen ansteigt, bilden sich Eispartikel und kollidieren mit Aschepartikeln, um eine Elektrifizierung zu verursachen. Blitze können bei jeder Explosion erkannt werden, aber die Verursachung einer zusätzlichen Elektrifizierung durch Eispartikel in Asche kann zu einem stärkeren elektrischen Feld und einer höheren Rate nachweisbarer Blitze führen. Der Blitz wird auch als Vulkanüberwachungsinstrument zur Erkennung gefährlicher Eruptionen verwendet. [98]

Intensive Waldbrände, wie sie in der australischen Buschfeuersaison 2019–20 zu beobachten sind , können eigene Wettersysteme erzeugen, die Blitze und andere Wetterphänomene erzeugen können. [99] Starke Hitze eines Feuers führt dazu, dass Luft schnell in der Rauchfahne aufsteigt und sich Pyrocumulonimbuswolken bilden. Diese turbulente, aufsteigende Luft saugt kühlere Luft an und hilft, die Wolke zu kühlen. Die aufsteigende Wolke wird durch den niedrigeren atmosphärischen Druck in großer Höhe weiter gekühlt, so dass die darin enthaltene Feuchtigkeit zu einer Wolke kondensieren kann. Pyrocumulonimbuswolken bilden sich in einer instabilen Atmosphäre. Diese Wettersysteme können trockene Blitze, Feuertornados , starken Wind und schmutzigen Hagel erzeugen . [99]

In der Atmosphäre anderer Planeten wie Jupiter und Saturn wurden Blitze beobachtet . Obwohl in der Minderheit auf der Erde, scheinen Superbolts auf Jupiter häufig zu sein.

Der Blitz auf der Venus war nach Jahrzehnten des Studiums ein kontroverses Thema. Während der sowjetischen Venera- und US- Pioniermissionen der 1970er und 1980er Jahre wurden Signale entdeckt, die darauf hindeuten, dass in der oberen Atmosphäre ein Blitz vorhanden sein könnte. [100] Obwohl bei der Vorbeiflug- Mission Cassini-Huygens an der Venus im Jahr 1999 keine Anzeichen von Blitzen festgestellt wurden, dauerte das Beobachtungsfenster nur wenige Stunden. Funkimpulse, die vom Raumschiff Venus Express (das seit April 2006 die Venus umkreist) aufgezeichnet wurden, können vom Blitz auf der Venus herrühren.

  • Es wurde auch beobachtet, dass Flugzeugkondensstreifen den Blitz in geringem Maße beeinflussen. Die wasserdampfdichten Kondensstreifen von Flugzeugen können einen Weg mit geringerem Widerstand durch die Atmosphäre bereitstellen, der einen gewissen Einfluss auf die Einrichtung eines Ionenweges hat, dem ein Blitz folgen kann. [101]
  • Raketenauspuffwolken boten einen Weg für Blitze, als sie kurz nach dem Start die Apollo 12-Rakete treffen sahen .
  • Es wurde beobachtet, dass thermonukleare Explosionen , die zusätzliches Material für die elektrische Leitung und eine sehr turbulente, lokalisierte Atmosphäre bereitstellen, Blitzschläge in der Pilzwolke auslösen. Darüber hinaus kann intensive Gammastrahlung durch große Kernexplosionen durch Compton-Streuung stark geladene Regionen in der Umgebungsluft entwickeln . Die stark geladenen Raumladungsbereiche erzeugen kurz nach der Detonation des Geräts mehrere Blitzentladungen bei klarer Luft. [102]

Eigenschaften

Donner ist als rollendes, allmählich zerstreuendes Rumpeln zu hören, da der Klang aus verschiedenen Abschnitten eines langen Strichs zu leicht unterschiedlichen Zeiten eintrifft. [103]

Wenn das lokale elektrische Feld die Spannungsfestigkeit feuchter Luft (etwa 3 Megavolt pro Meter) überschreitet , führt die elektrische Entladung zu einem Schlag , häufig gefolgt von entsprechenden Entladungen, die vom gleichen Pfad abzweigen. Mechanismen, die dazu führen, dass sich die Ladungen blitzartig aufbauen, sind noch Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. [104] [105] Eine Studie aus dem Jahr 2016 [ Datumsüberprüfung erforderlich ] bestätigte, dass ein dielektrischer Durchschlag vorliegt. [106] Blitze können durch die Zirkulation warmer, mit Feuchtigkeit gefüllter Luft durch elektrische Felder verursacht werden . [107] Eis- oder Wasserpartikel sammeln dann Ladung wie in einem Van de Graaff-Generator . [108]

Forscher an der Universität von Florida fanden heraus, dass die endgültigen eindimensionalen Geschwindigkeiten von 10 beobachteten Blitzen zwischen 1,0 × 10 5 und 1,4 × 10 6 m / s lagen , mit einem Durchschnitt von 4,4 × 10 5 m / s. [109]

Erkennung und Überwachung

Blitzschlagzähler in einem Museum

Der früheste Detektor, der erfunden wurde, um vor dem Herannahen eines Gewitters zu warnen, war die Blitzglocke . Benjamin Franklin installierte ein solches Gerät in seinem Haus. [110] [111] Der Detektor basierte auf einem elektrostatischen Gerät namens "elektrisches Glockenspiel", das 1742 von Andrew Gordon erfunden wurde .

Blitzentladungen erzeugen einen weiten Bereich elektromagnetischer Strahlung, einschließlich hochfrequenter Impulse. Die Zeiten, zu denen ein Impuls von einer bestimmten Blitzentladung an mehreren Empfängern ankommt, können verwendet werden, um die Entladungsquelle mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von Metern zu lokalisieren. Die US-Bundesregierung hat ein landesweites Netz solcher Blitzdetektoren aufgebaut, mit dem Blitzentladungen in den gesamten kontinentalen USA in Echtzeit verfolgt werden können. [112] [113] Darüber hinaus verfügt ein privates globales Detektionssystem aus über 500 Detektionsstationen und von Hobbyisten / Freiwilligen betrieben, bietet blitzortung.org Blitzkarten in Echtzeit

Der Wellenleiter Erde-Ionosphäre fängt elektromagnetische VLF- und ELF- Wellen ein. Durch Blitzeinschläge übertragene elektromagnetische Impulse breiten sich innerhalb dieses Wellenleiters aus. Der Wellenleiter ist dispersiv, was bedeutet, dass ihre Gruppengeschwindigkeit von der Frequenz abhängt. Die Differenz der Gruppenzeitverzögerung eines Blitzimpulses bei benachbarten Frequenzen ist proportional zum Abstand zwischen Sender und Empfänger. Zusammen mit Peilmethoden können so Blitzeinschläge bis zu einer Entfernung von 10.000 km von ihrem Ursprung lokalisiert werden. Darüber hinaus werden die Eigenfrequenzen des erdionosphärischen Wellenleiters, die Schumann-Resonanzen bei etwa 7,5 Hz, verwendet, um die globale Gewitteraktivität zu bestimmen. [114]

Zusätzlich zur bodengestützten Blitzerkennung wurden mehrere Instrumente an Bord von Satelliten konstruiert, um die Blitzverteilung zu beobachten. Dazu gehören der Optical Transient Detector (OTD) an Bord des am 3. April 1995 gestarteten Satelliten OrbView-1 und der nachfolgende Lightning Imaging Sensor (LIS) an Bord des am 28. November 1997 gestarteten TRMM . [115] [116] [117]

Ab 2016 startete die National Oceanic and Atmospheric Administration Wettersatelliten der Geostationary Operational Environmental Satellite-R-Serie (GOES-R), die mit GLM-Instrumenten ( Geostationary Lightning Mapper ) ausgestattet sind, bei denen es sich um optische Transientendetektoren im nahen Infrarot handelt, die die momentanen Änderungen in einem Gerät erfassen können optische Szene, die das Vorhandensein eines Blitzes anzeigt. [118] [119] Die Beleuchtungserkennungsdaten können in eine Echtzeitkarte der Blitzaktivität in der westlichen Hemisphäre umgewandelt werden. Diese Kartierungstechnik wurde vom United States National Weather Service implementiert . [120]

Künstlich ausgelöst

  • Durch Raketen ausgelöste Blitze können "ausgelöst" werden, indem speziell entwickelte Raketen abgefeuert werden, die Drahtspulen in Gewitter schleppen. Der Draht wickelt sich ab, wenn die Rakete aufsteigt, wodurch ein erhöhter Boden entsteht, der absteigende Anführer anziehen kann. Wenn ein Leiter angebracht wird, bietet der Draht einen niederohmigen Pfad für das Auftreten eines Blitzes. Der Draht wird durch den Rückstrom verdampft, wodurch an seiner Stelle ein gerader Blitzplasmakanal entsteht. Diese Methode ermöglicht eine kontrollierte und vorhersehbare wissenschaftliche Erforschung von Blitzen. [121]
    Das Internationale Zentrum für Blitzforschung und -prüfung (ICLRT) in Camp Blanding, Florida, verwendet in seinen Forschungsstudien normalerweise raketengetriggerte Blitze.
  • Lasergesteuert
    Seit den 1970er Jahren [122] haben Forscher versucht, Blitzeinschläge mit Infrarot- oder Ultraviolettlasern auszulösen, die einen Kanal aus ionisiertem Gas erzeugen, durch den der Blitz zur Erde geleitet wird. Eine solche Blitzauslösung soll Raketenstartfelder, Stromversorgungsanlagen und andere empfindliche Ziele schützen. [123] [124] [125] [126] [127]
    In New Mexico, USA, testeten Wissenschaftler einen neuen Terawattlaser, der einen Blitz auslöste. Wissenschaftler feuerten ultraschnelle Impulse von einem extrem leistungsstarken Laser ab und sendeten so mehrere Terawatt in die Wolken, um elektrische Entladungen in Gewitterwolken über der Region abzurufen. Die vom Laser gesendeten Laserstrahlen bilden Kanäle ionisierter Moleküle, die als Filamente bekannt sind . Bevor der Blitz auf die Erde trifft, leiten die Filamente Elektrizität durch die Wolken und spielen die Rolle von Blitzableitern. Die Forscher erzeugten Filamente, die eine zu kurze Zeit lebten, um einen echten Blitzschlag auszulösen. Trotzdem wurde ein Anstieg der elektrischen Aktivität in den Wolken registriert. Laut den französischen und deutschen Wissenschaftlern, die das Experiment durchgeführt haben, können die vom Laser gesendeten schnellen Impulse bei Bedarf Blitzeinschläge auslösen. [128] Die statistische Analyse zeigte, dass ihre Laserpulse tatsächlich die elektrische Aktivität in der Gewitterwolke verstärkten, auf die sie gerichtet war - tatsächlich erzeugten sie kleine lokale Entladungen an der Position der Plasmakanäle . [129]

Körperliche Manifestationen

Blitzinduzierte remanente Magnetisierung (LIRM), die während einer Magnetfeldgradientenuntersuchung einer archäologischen Stätte in Wyoming, USA, kartiert wurde.

Magnetismus

Die Bewegung elektrischer Ladungen erzeugt ein Magnetfeld (siehe Elektromagnetismus ). Die intensiven Ströme einer Blitzentladung erzeugen ein flüchtiges, aber sehr starkes Magnetfeld. Wenn der Blitzstrompfad durch Gestein, Erde oder Metall verläuft, können diese Materialien permanent magnetisiert werden. Dieser Effekt wird als blitzinduzierter remanenter Magnetismus oder LIRM bezeichnet. Diese Ströme folgen dem Pfad mit dem geringsten Widerstand, oft horizontal in der Nähe der Oberfläche [130] [131] , manchmal aber auch vertikal, wo Fehler, Erzkörper oder Grundwasser einen Pfad mit weniger Widerstand bieten. [132] Eine Theorie besagt, dass Lodestones , natürliche Magnete, die in der Antike angetroffen wurden, auf diese Weise erzeugt wurden. [133]

Blitzinduzierte magnetische Anomalien können im Boden abgebildet werden [134] [135] und die Analyse magnetisierter Materialien kann bestätigen, dass der Blitz die Quelle der Magnetisierung war [136], und eine Schätzung des Spitzenstroms der Blitzentladung liefern. [137]

Untersuchungen an der Universität Innsbruck haben ergeben, dass durch Plasma erzeugte Magnetfelder bei Personen, die sich in einem Umkreis von 200 m um einen schweren Gewittersturm befinden, Halluzinationen hervorrufen können. [138]

Sonnenwind und kosmische Strahlung

Einige hochenergetische kosmische Strahlen, die von Supernovae erzeugt werden, sowie Sonnenpartikel aus dem Sonnenwind gelangen in die Atmosphäre und elektrifizieren die Luft, wodurch Wege für Blitzschläge entstehen können. [139]

Blitz und Klimawandel

Aufgrund der geringen Auflösung globaler Klimamodelle ist die genaue Darstellung von Blitzen in diesen Klimamodellen schwierig, vor allem aufgrund ihrer Unfähigkeit, die Konvektion und das Wolkeneis zu simulieren, die für die Blitzbildung von grundlegender Bedeutung sind. Untersuchungen aus dem Future Climate for Africa-Programm zeigen, dass die Verwendung eines konvektionserlaubenden Modells über Afrika konvektive Gewitter und die Verteilung von Eispartikeln genauer erfassen kann. Diese Forschung zeigt, dass der Klimawandel die Gesamtblitzmenge nur geringfügig erhöhen kann: Die Gesamtzahl der Blitztage pro Jahr nimmt ab, während mehr Wolkeneis und stärkere Konvektion an Tagen, an denen Blitze auftreten, zu mehr Blitzeinschlägen führen. [140]

Eine Studie der University of Washington untersuchte die Blitzaktivität in der Arktis von 2010 bis 2020. Das Verhältnis der arktischen Sommerschläge wurde zu den globalen Gesamtschlägen verglichen und nahm mit der Zeit zu, was darauf hinweist, dass die Region stärker vom Blitz beeinflusst wird . Es wurde festgestellt, dass der Anteil der Striche über 65 Grad Nord linear mit der globalen NOAA- Temperaturanomalie zunimmt und um den Faktor 3 zunimmt, wenn die Anomalie von 0,65 auf 0,95 ° C ansteigt [141].

Blitz von Mikalojus Konstantinas Ciurlionis (1909)

In vielen Kulturen wurde der Blitz als Teil einer Gottheit oder einer Gottheit an und für sich angesehen. Dazu gehören der griechische Gott Zeus , der aztekischen Gott Tlaloc , der Maya- Gott K , der slawischen Mythologie ist Perun , die Ostsee Pērkons / Perkūnas , Thor in der nordischen Mythologie , Ukko in der finnischen Mythologie , der Hindu- Gott Indra , und der Shinto Gott Raijin . [142] In der traditionellen Religion der afrikanischen Bantu- Stämme ist der Blitz ein Zeichen des Zorns der Götter. Verse in der jüdischen Religion und im Islam schreiben dem Blitz auch übernatürliche Bedeutung zu. Im Christentum , die Wiederkunft von Jesus auf Blitz verglichen. ‹Siehe Tfd› [Matthäus 24:27] ‹Siehe Tfd› [Lukas 17:24]

Der Ausdruck "Blitz trifft niemals zweimal (am selben Ort)" ähnelt "Gelegenheit klopft nie zweimal" im Sinne einer "einmal im Leben" Gelegenheit, dh etwas, das allgemein als unwahrscheinlich angesehen wird. Blitze treten häufig und häufiger in bestimmten Bereichen auf. Da verschiedene Faktoren die Wahrscheinlichkeit von Schlägen an einem bestimmten Ort verändern, haben wiederholte Blitzeinschläge eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit (sind aber nicht unmöglich). [143] [144] In ähnlicher Weise bezieht sich "Ein Blitz aus heiterem Himmel" auf etwas völlig Unerwartetes, und "Eine Person, die vom Blitz getroffen wird" ist eine einfallsreiche oder komödiantische Metapher für jemanden, der einen einmaligen, auffälligen, plötzlichen Blitz erlebt -Gang Offenbarung, ähnlich einer Epiphanie oder eine Erleuchtung .

Einige politische Parteien verwenden Blitzlichter als Symbol der Macht, wie die People's Action Party in Singapur , die British Union of Fascists in den 1930er Jahren und die National States 'Rights Party in den USA in den 1950er Jahren. [145] Die Schutzstaffel , der paramilitärische Flügel der NSDAP , verwendete die Sig-Rune in ihrem Logo, das den Blitz symbolisiert. Das deutsche Wort Blitzkrieg , was "Blitzkrieg" bedeutet, war eine wichtige Offensivstrategie der deutschen Armee während des Zweiten Weltkriegs.

Auf Französisch und Italienisch ist der Ausdruck für "Liebe auf den ersten Blick" Coup de Foudre bzw. Colpo di Fulmine , was wörtlich übersetzt "Blitzschlag" bedeutet. Einige europäische Sprachen haben ein separates Wort für Blitz, das auf den Boden trifft (im Gegensatz zu Blitz im Allgemeinen). oft ist es ein Verwandter des englischen Wortes "rays". Der Name des berühmtesten Vollblutpferdes Australiens , Phar Lap , leitet sich vom gemeinsamen Wort für Blitz in Zhuang und Thailand ab . [146]

Der Blitz in der Heraldik wird als Blitz bezeichnet und als Zickzack mit nicht spitzen Enden dargestellt. Dieses Symbol steht normalerweise für Leistung und Geschwindigkeit.

Der Blitz wird verwendet, um die augenblicklichen Kommunikationsfähigkeiten von elektrisch betriebenen Telegraphen und Funkgeräten darzustellen . Es war ein häufig verwendetes Motiv im Art-Deco- Design, insbesondere im Zick-Zack- Art-Deco-Design der späten 1920er Jahre. [147] Der Blitz ist ein weit verbreitetes Abzeichen für militärische Kommunikationseinheiten auf der ganzen Welt. Ein Blitz ist auch das NATO-Symbol für ein Signalobjekt .

Das Unicode-Symbol für Blitz ist ☇ U + 2607.

  • Atmosphärische Konvektion
  • Kronenblitz
  • Dunkler Blitz
  • Blitzenergie ernten
  • Keraunographie
  • Keraunomedizin - die medizinische Studie über Blitzopfer
  • Lichtenberg Figur
  • Blitzvorhersagesystem
  • Paläolightning
  • Radio atmosphärisch
  • St. Elmos Feuer
  • Sprites
  • Oberatmosphärischer Blitz
  • Vela-Satelliten - Satelliten, die Blitz- Superbolts aufzeichnen könnten
  • Whistler (Radio)

Anmerkungen

  1. ^ Maggio, Christopher R.; Marshall, Thomas C.; Stolzenburg, Maribeth (2009). "Schätzungen der übertragenen Ladung und der durch Blitze freigesetzten Energie blinken in kurzen Stößen". Journal of Geophysical Research: Atmosphären . 114 (D14): D14203. Bibcode : 2009JGRD..11414203M . doi : 10.1029 / 2008JD011506 . ISSN  2156-2202 .
  2. ^ "SEVERE WEATHER 101 - Grundlagen des Blitzes" . nssl.noaa.gov . Abgerufen am 23. Oktober 2019 .
  3. ^ "Blitz Fakten" . factjustforkids.com . Abgerufen am 23. Oktober 2019 .
  4. ^ a b c d "NWS-Blitzsicherheit: Blitz verstehen: Gewitterelektrifizierung" . Nationale ozeanische und atmosphärische Verwaltung . Archiviert vom Original am 30. November 2016 . Abgerufen am 25. November 2016 . Dieser Artikel enthält Text aus dieser Quelle, der gemeinfrei ist .
  5. ^ Uman (1986) p. 81.
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