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Unwetter und Gewitter Wenn es blitzt, donnert und stürmt

Der Himmel verfinstert sich, dunkle Wolken ziehen auf: Ein Unwetter braut sich zusammen. Es blitzt, donnert und stürmt. Wie entsteht die Naturgewalt? Warum fällt es Meteorologen schwer, ein Unwetter zuverlässig vorherzusagen?

Published at: 11-4-2023

Blitze: Starkstrom aus dunklen Wolken

Blitz und Donner haben nichts mit der Laune der Götter zu tun, wie Menschen in früheren Zeiten geglaubt haben. Meteorologen nennen die drei Zutaten, die nötig sind, damit sich ein Gewitter zusammenbrauen kann: eine erhöhte Temperatur, eine erhöhte Luftfeuchtigkeit sowie eine Schichtung der Luft, die von Meteorologen instabil oder labil genannt wird. Das bedeutet, dass die Temperatur mit zunehmender Höhe stark abnimmt. Und dann kann sie entstehen: die Gewitterwolke.

Feuchte Luft und Gewitterwolken: Wie Blitz und Donner entstehen

Cumulonimbus zählt zu den klassischen Wolken-Formen, die Gewitter ankündigen.

Quellwolken wachsen zu Gewitterwolken heran. Meteorologen unterscheiden zwischen verschiedenen Arten von Gewitterzellen: Einzelzellen, Multizellen und Superzellen mit bis zu fünfzig Kilometern Durchmesser. Das typische Merkmal all dieser Gewitterzellen aber ist der Amboss: die Wolke nimmt die Form eines Blumenkohls an. Die Ambossform ergibt sich, weil die aufsteigende warme und feuchte Luft irgendwann nicht mehr aufsteigt, sondern sich horizontal ausbreitet. In unseren Breitengraden passiert das meist in einer Höhe von acht bis zwölf Kilometern.

Meteorologie und Wettervorhersage: Wo blitzt und donnert es am meisten?

Weltweit finden pro Stunde rund 2.000 Gewitter statt, was heißt: Pro Sekunde blitzt es weltweit rund hundertmal. Am meisten Gewitter gibt es in den Tropen: Rund 70 Prozent aller Gewitter entladen sich dort. Zentralafrika erwischt es dabei am meisten. Der Grund: Gewitter finden meist im Sommer statt, bei erhöhten Temperaturen und erhöhter Luftfeuchtigkeit. In den Tropen allerdings sind die Jahreszeitenwechsel sehr viel weniger ausgeprägt als in unseren Breitengraden - mit dem Ergebnis, dass zentralafrikanische Länder am meisten Blitze pro Jahr abbekommen.

Gewitter: Wieso schlägt der Blitz immer in die höchste Stelle ein?

Wie gefährlich sind Blitze? Blitz-Informationsdienst misst die Blitze

Der Blitz-Informationsdienst von Siemens (BLIDS) zählt deutschlandweit alle Blitze - die in den Wolken und die, die die Erde berühren. In die Statistik fließen jedoch nur die Blitzeinschläge am Boden ein. Gemessen wird das mit Antennen, die das elektromagnetische Signal eines Blitzes wahrnehmen. Den Blitzdienst gibt es seit 1991.

Blitze: Extrem und zunehmend gefährlich

Gewitter: Blitz-Vorhersagen verringern Schäden

Den Blitz-Informationsdienst nutzen unter anderem Versicherungen, Industrie-Unternehmen oder Kraftwerksbetreiber. Wenn etwa ein Industrieunternehmen eine eigene Stromversorgung hat und dabei sogar Strom ins öffentliche Netz abgeben kann, dann kann es bei einem entsprechenden Zeitpuffer durch die Blitzvorhersage die Anlage langsam runterfahren. Bei einer Schnellabschaltung - verursacht beispielsweise durch einen Blitzeinschlag in einer Leitung - können hohe Schäden entstehen.

Gewitter in Deutschland: Blitz und Donner eher in den Bergen und im Süden

Tendenziell gab es seit der Aufzeichnungen in den südlichen Bundesländern wie Bayern und Baden-Württemberg besonders viele Blitzeinschläge. Das liegt vor allem an den Großwetterlagen. Insgesamt schlagen Blitze häufiger in größeren Städten ein. Ursache ist die größere Hitze, die in Ballungsgebieten zu mehr Energie in der Atmosphäre führt.

Gespräch mit dem Klima-Experten Prof. Matthias Garschagen: Wie wappnen wir uns für extremes Wetter?

Blitzschlag: Kann ein Blitz einen Taucher treffen?

Gewitter unter Wasser?

Bei Gewittern darf man nicht ins Wasser gehen, sonst wird man vom Blitz getroffen - das lernt jedes Kind. Was aber ist mit "unter Wasser gehen". Ist man beim Tauchen sicher vor Gewittern oder kann ein Blitz einen Menschen auch unter Wasser verletzen?

Schneller Stromfluss

Generell gilt: Ein Gewässer ist kein guter Aufenthaltsort bei einem Gewitter. Wasser ist ein guter Stromleiter: Schlägt ein Blitz im See oder Meer ein, verteilt sich der Strom blitzschnell über eine große Entfernung. Je salziger das Wasser, umso besser leitet es den Strom. Für Schwimmer oder Taucher bedeutet das: Der Blitzeinschlag betrifft sie auch in weit größerer Entfernung als an Land.

Sichere Tiefe

Mit zunehmender Entfernung vom Einschlag des Blitzes nimmt die Stromdichte ab. Je tiefer man taucht, desto sicherer ist man, denn ein Großteil des Stroms verteilt sich über die Wasseroberfläche. Auch Fische flüchten teilweise bei Gewitter in die tiefen Wasserschichten. Taucher sind daher vor allem dann gefährdet, wenn sie gerade ab- oder auftauchen. An der Wasseroberfläche ziehen sie die Blitze eher an.

Gesalzen

Das Meer hat wegen seines Salzgehaltes einen geringeren elektrischen Widerstand als Süßwasser. Strom sucht sich immer den Weg des geringsten Widerstandes. Also fließt - vereinfacht gesagt - im Meer weniger Strom durch den Menschen als in einem See. Generell wird der Strom eher den Weg durchs Wasser wählen statt durch den höheren Widerstand des menschlichen Körpers.

Gefährlicher Druck

Aber nicht nur der Strom ist gefährlich bei einem Gewitter. Der Blitz löst im Wasser auch noch eine Druckwelle aus. Und die trifft unter Wasser mit voller Wucht: Der erhöhte Druck kann das Trommelfell beschädigen und im schlimmsten Fall zu inneren Verletzungen und sogar zu Bewusstlosigkeit führen.

Abgefischt

Je größer die Fische sind, desto mehr Strom bekommen sie ab, wenn ein Blitz einschlägt. Denn je länger ein Körper ist, desto mehr Strom fließt rein. Immer wird berichtet, dass Fische durch einen Blitz gestorben sind. Auch hier gilt, im Meer ist es weniger gefährlich.

Große Temperaturunterschiede verursachen Gewitter und Blitze

Für die Unterschiede zwischen Norden und Süden sind vor allem die Gebirge und das Temperaturgefälle verantwortlich. So stauen sich an den Alpen im Sommer häufig feuchte Luftmassen, die dann aufsteigen und für mächtige Turbulenzen sorgen. Die so entstehenden Gewitterwolken, die Cumulonimbuswolken, ragen dann ambossförmig über einige Kilometer in die Höhe.

Großes Gewitter: Die längsten Blitze weltweit

Die Weltorganisation für Meteorologie WMO der Vereinten Nationen misst und dokumentiert weltweit Wetterextreme, auch Blitze. Der Blitz mit der längsten je gemessenen Dauer wurde am 4. März 2019 in Argentinien beobachtet: Er zuckte 16,73 Sekunden lang über den Himmel. Der Blitz über die größte Distanz ist für den 31. Oktober 2018 in Oklahoma dokumentiert: Er hatte eine Ausdehnung von rund 708 Kilometern.

Meteorologie: Warum blitzt und donnert es?

Blitz und Donner kommen noch? Gewitterwolken können ein Gewitter bringen.

Meteorologen beschreiben das Szenario eines Gewitters so: Eine hohe Luftfeuchtigkeit und warme Temperaturen führen dazu, dass es starke Aufwinde gibt. Diese führen in den Gewitterwolken zu einer elektrischen Ladung, denn die Aufwinde wirbeln Milliarden von Wassertropfen, Eis- und Graupelkristalle herum, die dabei ständig aneinanderstoßen. Dabei entstehen positive Ladungen, die sich im oberen Teil der Wolken konzentrieren und negative Ladungen im unteren Teil der Wolken. Durch diese Trennung baut sich in der Wolke eine enorme Spannung auf. Hat sie einen kritischen Wert erreicht, kann nur ein Blitz die Spannung ausgleichen. Wie diese Ladungstrennung genau entsteht, ist aber noch nicht geklärt.

Unwetter-Warnung: Kein Blitz ohne Donner bei einem Gewitter

Blitz und Donner während eines Gewitters: Innerhalb von Sekunden entlädt sich die Spannung in Gewitterwolken.

Schlägt ein Blitz von einer Wolke in die Erde oder in eine andere Wolke ein, bildet sich ein etwa fingerdicker Blitzkanal. Im Zentrum des Blitzkanals wird die Luft innerhalb von Sekundenbruchteilen auf rund 30.000 Grad Celsius aufgeheizt. Durch den extrem hohen Druck explodiert die Luft mit Überschallgeschwindigkeit in Form einer Schockwelle. Die damit verbundenen Schallwellen erzeugen den Donner. Schlägt der Blitz weiter als etwa 18 Kilometer entfernt ein oder handelt es sich um einen Blitz zwischen Wolken, spricht man von Wetterleuchten - dann ist der Donner am Boden nicht mehr zu hören. Die meisten Blitze entladen sich zwischen den Wolken. Nur rund zehn Prozent erreichen den Erdboden.

Gewitter : Von Blitz und Donner

Unwetter im Winter und Sommer: Wärme- oder Kaltfrontgewitter?

Grundsätzlich werden Wärme- und Kaltfrontgewitter unterschieden. Bei Wärmegewittern im Sommer herrscht ein großer Temperaturunterschied zwischen der Luft, die wir erleben und der Luft der höheren Atmosphäre, in fünf bis zehn Kilometern Höhe. Dagegen entstehen Kaltfrontgewitter, wenn eine Kaltfront auf wärmere Luft in unserer Region trifft und diese verdrängt. Diese Gewitter erleben wir vor allem im Winter. Beide Gewitterarten werden durch die Geländeform beeinflusst. So kommen Wärmegewitter im Sommer häufig in den Bergen vor.

"Gewitter sind so klein und so schnell in der Entwicklung, dass sie für unsere klassischen Wettervorhersagemodelle quasi nicht vorhersagbar sind. Innerhalb von zehn Minuten kann aus einer harmlos aussehenden Wolke eine ausgewachsene Gewitterwolke werden, aus der es hagelt. Und das kann auf ganz kleinem Raum passieren, etwa in einem Stadtteil. Deshalb sind Warnungen so schwierig."

Andreas Friedrich, Meteorologe vom Deutschen Wetterdienst (DWD)

Sendungen zu den Themen Wetter und Gewitter


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