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An schwül-heissen Sommertagen treten regelmässig Gewitter auf. Doch über die Entstehung der Blitze rätseln Gelehrte seit Jahrtausenden. Nun scheint die Lösung gefunden. Blitze entstehen durch das Aufeinandertreffen feinster Wassertropfen, welche sich zu grösseren Regentropfen zusammenballen. Dabei verdichtet sich die elektrische Ladung an der Oberfläche, bis sie die Durchbruchspannung in der Atmosphäre übertrifft.
Prallen acht feine Tropfen aufeinander und bilden einen grösseren Tropfen, so verdoppelt sich der Durchmesser, während sich die Oberfläche halbiert. Koaleszieren eine Milliarde Tröpfchen der Grösse 1 Mikrometer zu einem Tropfen von 1 Millimeter, rücken die Ladungen um den Faktor 1’000 zusammen. Schliesslich wird die Spannung zu gross, sodass sich die Ladung als Blitz entlädt.
In dieser sogenannten Tropfen-Koaleszenz-Theorie wird angenommen, dass sich die Ladungen durch die Dissoziation von Wasser bei Wärme und Sonnenstrahlung bilden. Die leichteren Wasserstoff-Ionen steigen auf, die schwereren Hydroxid-Ionen sinken tendenziell nach unten. Die Menge der Ladungstrennungen und die Chemie der Atmosphäre ermöglicht eine insgesamt stark positive Aufladung der Wolken und eine negative Aufladung der Erdoberfläche.
Wie kürzlich nachgewiesen wurde, reagieren Wasserstoff-Ionen nicht sofort mit Wassermolekülen, sondern können durch Zusammenstösse mit Stickstoff und Sauerstoff weit grössere Wegstrecken als in Wasser zurücklegen. Andere Ionenpaare kämen theoretisch auch in Betracht, konnten aber in der Praxis nicht nachgewiesen werden. Die drei bisher vorherrschenden Theorien zur Blitzentstehung widersprechen nicht nur sich, sondern grundsätzlichen physikalischen Gesetzen. So widersprechen die Theorie der Reibung von Eiskörnern sowie die Theorie der gefrierenden Wassertropfen der Tatsache, dass Gewitter an warmen Tagen häufiger auftreten als an kalten. Die Theorie der Ladungsverteilung in Wassertropfen kann eine grössere Ladungstrennung ohne sofortige Entladung nicht erklären.
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