Luftelektrizität, Gewitter und Verhaltensregeln

Blitz

In der Atmosphäre entstehen durch radioaktive Strahlung der Erde,
kosmische Strahlung aber auch durch Luftbewegungen positiv und
negativ geladene Ionen, die sich nur teilweise durch Rekombination
wieder zu elektrisch neutralen Atomen bzw. Molekülen vereinigen. Es
bildet sich ein Gleichgewicht zwischen Erzeugung, Rekombination und
Abwanderung elektrischer Ladungen.

Bei ruhender, ungestörter Atmosphäre gelangen positiv geladene Ionen
in eine elektrisch gut leitende Schicht in ca. 70 km Höhe, während
sich die Erdoberfläche negativ auflädt. In Bodennähe kann die
elektrische Feldstärke bis 100 Volt pro Meter (V/m) betragen. An
höheren Objekten, etwa Gebäuden oder Bäumen, steigt sie rasch an, da
dort die Äquipotentialflächen des elektrischen Feldes stark
deformiert werden.

Wird bei gewittrigen Wetterlagen, wenn in der Atmosphäre elektrische
Feldstärken von 100000 V/m herrschen, die Potentialänderung auf
kleinem Raume zu stark, können an aufragenden Spitzen, z.B. an
Schiffsmasten oder Kirchtürmen, Büschelentladungen auftreten. Diese
seltenen Phänomene sind als "Elmsfeuer" bekannt, dann besteht
unmittelbare Blitzgefahr und höchste Bedrohung für Leib und Leben.

Bei Gewittern werden in Cumulonimbuswolken durch starke vertikale
Luftbewegungen große Mengen von Wassertröpfchen in beträchtliche
Höhen (bis über 10 km) befördert. Dabei entstehen durch
Ladungstrennung elektrische Spannungen von bis zu einer Milliarde
Volt. Die Spannungen entladen sich zwischen verschiedenen
Wolkenteilen als Wolkenblitze, mit Gesamtlängen von bis zu 100 km,
oder als Erdblitze zwischen Wolke und Erdoberfläche; in letzterem
Fall bevorzugt zu exponierten und aufragenden Gegenständen.

Dabei erfolgt die Blitzentladung in ruckartigen Schüben durch
Stoßionisation längs eines sog. Blitzkanals, es sind mehrere (bis
etwa 40) Entladungen im selben Blitzkanal möglich. Die elektrische
Stromstärke eines Blitzes kann 200000 Ampere erreichen, jedoch sind
die Zeitspannen der Hauptentladung mit 1 Mikrosekunde bis 1
Millisekunde so gering, daß die mittlere elektrische Ladungsmenge nur
etwa 20 Amperesekunden beträgt. Dementsprechend klein ist auch der
Energieinhalt von Blitzen.

Weltkarte der Gewitterhäufigkeit (dunkelrot entspricht häufigstem Blitzgeschehen)

Die Anzahl der Gewitter auf der Erde schätzt man auf ca. 2000 pro
Stunde (mit etwa 100 Blitzen pro Sekunde), die meisten davon in den
Tropen. In Deutschland ist im langjährigen Mittel der Juli der
gewitterreichste Monat mit einer relativen Häufigkeit von über 40 %.
In diesem Jahr begann die "Gewittersaison" schon recht früh und am
vergangenen Sonntag war ein erstes Todesopfer zu beklagen, als eine
Spaziergängerin nahe Bad Hersfeld auf freiem Felde "vom Blitz
erschlagen" wurde.

Wie kann man sich nun vor Blitzen schützen? Generell sollte man sich
dem elektromagnetischen Feld eines Gewitters entziehen. Dies ist
jedoch nicht immer möglich. In Kraftfahrzeugen und Gebäuden mit
ordnungsgemäßen Blitzschutzanlagen besteht normalerweise keine Gefahr
(Faradayscher Käfig), dennoch sollte man vielleicht auf Duschen und
Festnetztelefonie verzichten. Wird man auf freiem Felde überrascht,
meidet man hoch aufragende Gegenstände und hockt sich, am besten in
der nächstgelegenen Senke, mit eng aneinander gesetzten Füßen hin
("Häschen in der Grube"). Befindet man sich mitten im Walde unter
hohen Bäumen, sucht man einen dichten und flachen Baumbestand auf und
geht ebenfalls in die Hocke. (Diese Aufzählung von Schutzmaßnahmen
erhebt keinen Anspruch auf Vollzähligkeit.)

So tragisch der Todesfall von Bad Hersfeld auch ist, die
Wahrscheinlichkeit, als Fußgänger draußen im Freien von einem Blitz
getroffen zu werden, entspricht etwa derjenigen, im Lotto einen
Sechser mit Superzahl zu gewinnen. Darüber hinaus ist es tröstlich,
dass zwei Drittel aller vom Blitz Getroffenen überleben (aufgrund des
sog. Skin-Effektes). In Deutschland sind im langjährigen Mittel
jeweils 3 bis 4 Blitztote zu beklagen, die durch Blitze verursachten
materiellen Schäden betragen rund 2 Mio. Euro.

Dipl.-Met. Thomas Ruppert
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.04.2012

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

© Deutscher Wetterdienst

Bild: J. Trampert / pixelio.de