Blitz und Donner

Der Sommer ist unvorstellbar ohne Gewitter. Gefühlt am Ende jeder Hitzephase muss es richtig krachen, dann wird es wieder kühler. Und manchmal entwickeln sie sich so schnell, dass aus heiterem Himmel nach nur ein paar Stunden ein ausgewachsenes Gewitter wird. Doch wie entstehen Gewitter eigentlich?

Damit ein Gewitter entsteht braucht man normalerweise 2 Dinge: hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit. Denn dann ist in der Luft viel Energie enthalten. Luft hat eine interessante Eigenschaft, ohne die das Wetter auf der Welt wohl in dieser Form nicht möglich wäre: Wie viel Wasserdampf sie aufnehmen kann hängt von der Temperatur ab. So kann ein Luftpaket mit einer hohen Temperatur mehr Wasserdampf aufnehmen, als ein Luftpaket mit niedriger Temperatur. Wenn man nun im Sommer am Boden warme Luft mit einer hohen Luftfeuchtigkeit hat und diese sich ein bisschen abkühlt, was häufig Abends passiert oder wenn die Luft einen Hügel überströmen muss, dann muss die Luft einen Teil des in ihr enthaltenen Wasserdampfes loswerden. Dies geschieht durch Kondensation. Der Wasserdampf wird teilweise zu kleinen Wassertropfen und eine Wolke entsteht. Bei diesem Phasenübergang gibt der Wasserdampf latente Wärme an die Wolke ab, welche sich dadurch weniger langsam Abkühlt, als die Umgebungsluft. Wenn die Schichtung der Atmosphäre nun passend ist, sie also mit steigender Höhe stark abkühlt, dann ist die Luft in der Wolke wärmer als die Umgebung. Und weil warme Luft aufsteigt, steigt auch die Wolke auf. Nun hat man einen Kreislauf geschaffen, denn wenn die Wolke aufsteigt, wird sie auch kälter und mehr Wasserdampf kondensiert auf, wodurch die Wolke immer stärker aufsteigt. Ein starker Aufwind entsteht, welcher vom Boden her noch mehr warme, feuchte Luft in das System saugt. Irgendwann hat sich so viel Wasser auskondensiert, dass sich größere Tropfen bilden, welche ausregnen. Manchmal sind die Aufwinde so stark, dass sie die Wassertropfen in hohe Schichten tragen, wo diese gefrieren. Und das teilweise mehrere Male, sodass sich große Hagelkörner bilden können.

Woher die Blitze kommen ist immer noch Gegenstand der Forschung, als erwiesen gilt aber, dass die starken Aufwinde in der Gewitterzelle gefrorene Tröpfchen, also Eiskristalle in höhere Schichten transportieren. Diese Eiskristalle besitzen eine elektrische Ladung, welche abhängig von der Größe des Eiskristalls ist. Es kommt zu einer Ladungstrennung, welche so stark wird, dass sie sich durch Blitze innerhalb der Wolke aber auch zwischen der Wolke und dem Erdboden entlädt.

Wenn nicht mehr genug warme und feuchte Luft vom Boden nachgezogen werden kann, löst sich das Gewitter schließlich auf.