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Blitz und Donner sind häufige Phänomene der Natur bei Regenwetter – Brasilien ist übrigens Weltmeister in Blitzeinschlägen. Ein Blitz ist eine intensive elektrische Entladung, die in einer Wolke, zwischen zwei Wolken oder zwischen einer Wolke und der Erde entstehen kann. Nach einem Blitzeinschlag gibt es immer ein lautes Geräusch, das als Donner bezeichnet wird.
Die Blitze erscheinen von einem Prozess der Elektrifizierung für die Abnutzung, die mit den Massen der Luft innerhalb der höheren Wolken und mit ungefähr 12 km Umkreis auftritt. Mit den heftigen Erschütterungen der Luftmassen kommt es zur Elektrifizierung der oberen und unteren Teile der Wolke, die nun elektrische Ladungen mit entgegengesetzten Vorzeichen besitzen.
Die Luft trennt die elektrifizierten Bereiche der Wolke und verhindert das Entstehen eines elektrischen Stroms, aber in einem bestimmten Moment ist die Menge der Ladungen so groß, dass der elektrische Widerstand der Luft gebrochen wird und sie, obwohl sie ein elektrischer Isolator ist, beginnt, elektrischen Strom zu leiten – in diesem Moment erscheint ein Blitz.
Wie entstehen eigentlich die Blitze?
Bei der Entstehung von Blitzen haben wir folgende Situation: Starke Konvektionsströmungen treiben Wassertröpfchen in den oberen Bereich der Wolke, wo die Temperatur niedriger ist. Dort gefrieren diese Tröpfchen zu winzigen Eiskristallen. Der Prozess der Kristallbildung geht weiter, und so entsteht Hagel. Dieser Hagel, der bereits eine größere Dichte aufweist, wird zum Boden der Wolke geleitet und kollidiert bei dieser Verschiebung mit kleineren, aufsteigenden Partikeln.
Durch diese Zusammenstöße werden Elektronen aus den Eiskristallen herausgerissen, wodurch diese positiv elektrisiert werden und der Hagel negativ elektrisiert wird. Da die aufsteigenden Eiskristalle positiv und der fallende Hagel negativ sind, kann man sagen, dass die Wolke polarisiert wird, wie eine riesige Batterie.
Zwischen der Wolke und dem Boden wird ein elektrisches Feld aufgebaut. Dieses elektrische Feld ionisiert die Luft und macht sie zu einem Leiter, so dass sie als „Brücke“ für die elektrische Entladung dient. Eine erste Stufe des Blitzes, der so genannte gestaffelte Vorspann, wird von der Wolke zum Boden geleitet und bildet einen Kanal.
Bei der Annäherung an den Boden verursacht der gestaffelte Vorspann Entladungen, die vom Boden aufsteigen, um ihn zu treffen. Dieses Zusammentreffen findet in einer Höhe von etwa 100 Metern statt und bildet somit eine Art Erdung der elektrifizierten Wolke. Durch diesen Weg führt dann ein Hauptabfluss nach unten. Andere sekundäre Entladungen können auf dem gleichen Weg entstehen und absteigen, sie werden als Verzweigungen bezeichnet.
Auf seinem Weg zum Boden folgt der Blitz den Linien eines minimalen Potenzials, wie es die Elektrizitätstheorie erklärt. An jedem Punkt seines Weges sucht er sich die Richtung, die dem Durchgang des elektrischen Stroms den geringsten Widerstand entgegensetzt. Aus diesem Grund folgt der Blitz dem kürzesten Weg zur Erdoberfläche, was an seinem vertikalen Verlauf zu erkennen ist, auch wenn er im Zickzack verläuft. Dies erklärt auch, warum Blitze in der Regel an hohen, scharfen und metallreichen Stellen einschlagen, die den Strom besser leiten.
Die enorme Energie, die in einem Strahl freigesetzt wird, verursacht große Schäden an Gegenständen, die dem elektrischen Strom einen Widerstand entgegensetzen, während die metallischen Materialien die Ladung direkt an den Boden weiterleiten, ohne Schaden zu nehmen. Aus diesem Grund werden Schutzvorrichtungen gebaut, um Menschen, Tiere, Gebäude und große städtische Gebiete zu schützen. Dies geschieht durch die Installation von Blitzableitern an den höchsten Punkten, z. B. an der Spitze von Gebäuden und Türmen.
Brasilien ist das Land mit der höchsten Blitzhäufigkeit auf dem Planeten, etwa 780 Millionen Blitze schlagen jedes Jahr im Land ein, und nach Angaben der Forscher des INPE (Nationales Institut für Weltraumforschung) ist eine der Ursachen die geografische Ausdehnung des Landes. Das Amazonasgebiet ist die Region mit der größten Anzahl von Blitzen, aber nach Ansicht von Forschern wird die Häufigkeit dieses Phänomens in den nächsten Jahrzehnten aufgrund der globalen Erwärmung zunehmen.
Und wie entsteht der Donner?
Die Blitze erzeugen sehr hohe Temperaturen, so dass die Luftmassen um sie herum durch den plötzlichen Temperaturanstieg ausgedehnt werden. Bei der Ausdehnung stoßen die heißen Luftmassen mit anderen, kälteren zusammen, was zu einem gewaltigen Lärm führt. Dieses intensive Geräusch wird als Donner bezeichnet.
Vom Blitz getroffen
Blitze und Gewitter am Himmel: für viele ein faszinierendes Spektakel, für andere ein Grund zur Panik. Die Gefahr ist real, und es dauert nur wenige Millisekunden, um von einem Blitz getroffen zu werden, ein Ereignis, das Temperaturen von rund 50.000 Grad Celsius erzeugen kann, so heiß wie die Oberfläche der Sonne.
„Diese Menschen leiden meist unter einer posttraumatischen Belastungsstörung: Der Einschlag einer Entladung ist etwas, womit sie überhaupt nicht gerechnet haben und was sie völlig aus der Bahn wirft.
Statistiken zeigen, dass von 50 Todesfällen durch Blitzschlag in der Welt einer davon in Brasilien geschieht. Und um Schaden zu nehmen, ist es nicht notwendig, direkt vom Blitz getroffen zu werden: Manchmal ist nämlich die elektrische Entladung so stark, dass man sich nur in der Nähe der Einschlagstelle aufhalten muss, um die Folgen zu spüren. So geschehen Ende 2021 in “Praia Grande“ (Bundesstaat São Paulo), bei dem fünf Menschen durch einen Blitzeinschlag in ihrer Umgebung ums Leben kamen.
Es kann vorkommen, dass der elektrische Strom in einem Sekundenbruchteil über die Oberfläche des Körpers fließt und sich weiterbewegt. Dies kann zu schweren Verbrennungen führen. „Es gibt Patienten, die, als sie getroffen wurden, eine Goldkette um den Hals trugen. Es hat sich einfach verflüchtigt. Die entstandenen Brandnarben kann man sehen“, sagt ein spezialisierter Arzt.
Meistens handelt es sich um Verbrennungen zweiten Grades, vergleichbar mit einer Verbrühung durch Wasserdampf. Selbst Schlüssel in Taschen können gefährlich sein: Sie absorbieren den Blitz und verschmelzen buchstäblich mit der Haut.
Der Strom kann aber auch über den Kopf in den Körper fließen: Er sucht sich einen Eintrittsweg durch Ohr, Nasenlöcher, Mund oder Augenhöhlen und dringt von dort aus in das Rückenmark ein. Manche Opfer kippen einfach um oder haben Herzprobleme. „Herzrhythmusstörungen können auftreten, aber in solchen Fällen war das Herz meist schon vorgeschädigt“, erklärt der Arzt.
Manchmal bleibt das Herz aber auch einfach stehen, als hätte jemand kurz die Pausentaste gedrückt. Dann ist es notwendig, das Opfer sofort wiederzubeleben. Wenn es niemanden gibt, der die Situation richtig einschätzen kann, stirbt das Opfer eines Stromschlags in der Regel.
Viele Körperfunktionen funktionieren elektrisch, wie etwa Muskeln oder Nerven im Gehirn. Eine starke Entladung stört dieses System. Sind die Muskeln betroffen, werden sie schlaff und können nicht mehr kontrolliert werden. Das Opfer fällt zu Boden, legt sich hin und kann sich gelähmt nicht mehr bewegen. „Das ist wie ein Querschnittslähmungs-Anfall“, aber es geht vorbei.
Von einem Blitz getroffen zu werden, ist ein Erlebnis, das viele wahrscheinlich gar nicht bewusst wahrnehmen. Es ist alles buchstäblich blitzschnell. Nach Millisekunden ist alles vorbei, aber nicht für den vom Stromschlag Betroffenen, er kann unbewusst in einen Schockzustand geraten. Was alle Blitzopfer gemeinsam haben -wenn sie überleben – ist die Angst vor Knallen und lauten Geräuschen – bei Sturm ziehen sie sich in die hintersten Ecken des Hauses zurück
Wie kann man sich vor Blitzen schützen?
Wenn sich ein Sturm nähert, sollten wir einige Vorsichtsmaßnahmen treffen, z. B. uns nicht im Freien aufhalten, nicht unter Bäumen Schutz suchen, nicht baden und auch nicht telefonieren. Es ist auch wichtig, nicht barfuß zu gehen, und wenn Sie außerhalb Ihres Hauses sind, suchen Sie einen sicheren Unterschlupf.
Um nicht vom Blitz getroffen zu werden, sollte man sich an einem überdachten Ort aufhalten und vorzugsweise einen Blitzableiter installieren lassen und sich von großen Plätzen wie Stränden und Fußballfeldern fernhalten, denn obwohl elektrische Blitze während eines Gewitters überall einschlagen können, schlagen sie in der Regel an hohen Stellen wie Bäumen, Pfosten und Strandkiosken ein.
Ein Blitzeinschlag kann schwere Verletzungen wie Hautverbrennungen, neurologische Schäden, Nierenprobleme und sogar einen Herzstillstand verursachen, der zum Tod führen kann. Die Schwere der durch den Unfall verursachten Verletzungen hängt davon ab, wie der Blitz den Körper des Opfers durchdrungen hat. Manchmal kann der Blitz nur eine Seite des Körpers durchdringen, ohne das Herz zu treffen, aber die Schwere hängt auch von der Blitzspannung ab, die in der Regel bis zu 30.000 Ampere betragen kann!
Wie Sie sich außerhalb Ihres Hauses schützen können
Am besten schützt man sich zum Beispiel am Strand oder auf der Straße, indem man sich bei Regen in ein Auto oder ein Gebäude begibt. Es gibt jedoch weitere Vorsichtsmaßnahmen:
- Halten Sie einen Abstand von mehr als 2 Metern zu hohen Gegenständen wie Laternenpfählen, Bäumen oder Kiosken;
- Nicht in Schwimmbäder, Seen, Flüsse oder ins Meer gelangen;
- Vermeiden Sie es, hohe Gegenstände wie Regenschirme, Angelruten oder Sonnenschirme zu halten;
- Halten Sie sich von Traktoren, Motorrädern oder Fahrrädern fern.
- Wenn dies nicht möglich ist, sollte man sich auf Zehenspitzen auf den Boden hocken, um das Risiko tödlicher Komplikationen, wie z. B. eines Herzstillstands, im Falle eines Blitzschlags zu verringern.
Wie man sich in Innenräumen schützen kann
Wenn man sich in geschlossenen Räumen aufhält, sinkt die Gefahr eines Blitzeinschlags, allerdings nur, wenn sich auf dem Dach ein Blitzableiter befindet. Es gibt also gute Möglichkeiten, Blitzeinschläge im Haus zu vermeiden:
- Halten Sie mehr als 1 Meter Abstand zu Wänden, Fenstern und elektrischen Geräten;
- Schalten Sie alle elektronischen Geräte aus, die elektrischen Strom führen;
- Verwenden Sie keine elektronischen Geräte, die an das Stromnetz angeschlossen werden müssen;
- Vermeiden Sie das Baden während eines Gewitters;
- Wenn ein Blitzableiter im Haus vorhanden ist, muss er alle 5 Jahre oder kurz nach einem Blitzeinschlag überprüft werden, um sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß funktioniert.
Zieht das Mobiltelefon Blitze an?
Ihr Mobiltelefon ist nicht für die Anziehung von Blitzen verantwortlich! Sie laufen also nicht Gefahr, wegen Ihres Smartphones vom Blitz getroffen zu werden!
Dennoch ist Folgendes erwähnenswert: In Zeiten ständiger Blitzeinschläge muss die Aufmerksamkeit verdoppelt werden. Denn wenn ein Blitz in ein Stromnetz einschlägt, wird er durch die Drähte geleitet und kann elektronische Geräte beschädigen. Inklusive Ihr Handy. Seien Sie also sehr vorsichtig, wenn Sie das Mobiltelefon während des Ladevorgangs berühren.
Wie bereits erwähnt, kommt es bei stärkeren Regenfällen vermehrt zu elektrischen Entladungen, die Geräte in Ihrem Haus oder am Arbeitsplatz beschädigen können. Und es ist sehr wichtig, dass eine ordnungsgemäße elektrische Erdung vorhanden ist.
Moderne Blitz-Forschung
In den 1980er Jahren begann die “National Aeronautics and Space Administration“ (NASA) ein wissenschaftliches Forschungsprogramm mit dem Ziel, Möglichkeiten zum Schutz von Flugzeugen und Raketen vor Blitzeinschlägen zu entwickeln. Ihre Wissenschaftler haben eine ausgeklügelte Methode geschaffen, um die Blitze genau auf ihre Messinstrumente fallen zu lassen. In Cape Canaveral, in den Vereinigten Staaten, wurden kleine Raketen, die an Metalldrähten am Boden befestigt waren, gegen Sturmwolken gestartet.
Die Drähte dienten als Leiter für die elektrischen Entladungen. Ein F-106 Düsenflugzeug wurde auch so umgebaut, dass es durch Gewitter fliegen konnte, um die atmosphärische Elektrizität zu erforschen. Diese Forschungen ermöglichten die Entwicklung neuer Blitzableiter und Sensoren, welche die Ansammlung elektrischer Ladungen in den Wolken erkennen.
In Brasilien werden die Erforschungen von Blitzen mit Hilfe von Sondenballons durchgeführt, die vom “Nationalen Institut für Weltraumforschung“ (INPE) in São José dos Campos (Bundesstaat São Paulo) gestartet werden.
Blitz und Donner in Mythen und Legenden
In den Mythen vergangener Zivilisationen interpretierten Propheten, Weise, Schriftgelehrte und Zauberer sie als göttliche Manifestationen, die als Reaktion des Zorns auf das Verhalten der Menschen angesehen wurden. In den Händen mythologischer Helden und Gottheiten wurden sie als Speere, Hämmer, Pfeile oder Wurfgeschosse zur Bestrafung und Verfolgung sündiger Menschen beschrieben.
Bestrafung durch die Götter
Für die alten Griechen waren die Blitze Speere, die von den riesigen Zyklopen –einäugigen Kreaturen, angefertigt wurden – damit Zeus, der Göttervater, sie auf sündige und arrogante Menschen schleudern konnte. Als die griechische Mythologie in die römische Mythologie übernommen und angepasst wurde, änderte sich die Deutung des Blitzes bei den Römern nicht wesentlich. Auch ihr Göttervater, Jupiter, hatte wie Zeus die Angewohnheit, Blitze (Speere) auf die Menschen zu schleudern.
Minerva, die Göttin der Weisheit, war anstelle des Zyklopen diejenige, die Jupiter diese mächtige Waffe lieferte. Bei den Germanen in Europa, war Thor der Gott des Donners und des Blitzes. Das Geräusch des Donners beschrieben sie als die Bewegung der Räder seines Wagens, und Blitze waren zu sehen, wenn Thor seinen Hammer schleuderte.
Glockengeläute gegen Blitzschlag
Ein im mittelalterlichen Europa weit verbreiteter Glaube war, dass das Läuten der Kirchenglocken bei Gewitter den Blitz vertreiben würde. Der Aberglaube hielt sich lange Zeit. Viele Kirchtürme wurden als höchste Erhebungen einer Siedlung vom Blitz getroffen, und Hunderte Glöckner, die an diese Idee glaubten, wurden getötet. Erst zu Beginn des 18. Jahrhunderts verlor sich dieser Aberglaube.
Zieht ein Spiegel Blitze an?
Nein. Der Glaube entstand zu der Zeit, als Spiegel noch große Metallrahmen hatten – damit hatten sie in der Tat auch eine große Anziehung für Blitze. Heute müssen Spiegel bei einem Sturm nicht abgedeckt werden!
Der Blitz schlägt nicht zweimal an der gleichen Stelle ein?
Auch das ist ein Aberglaube! Ein Beweis dafür ist die Christus-Statue auf dem Corcovado-Berg, in Rio de Janeiro, die etwa sechs Mal im Jahr vom Blitz getroffen wird.
Übrigens: “Brontophobie“ ist die Bezeichnung für die menschliche Angst vor Blitz und Donner!