KinderseiteWenn es blitzt und donnert

Eben noch ist der Himmel blau, es ist ein heißer Sommertag. Plötzlich türmt sich eine große Wolke über uns auf, riesige Wolkenberge sammeln sich zu einem großen Haufen. Die Wetterwissenschaftler, Meteorologen, bezeichnen so ein Gebilde mit dem lateinischen Namen „Cumulus“. Darüber bildet sich ein weißer Wolkenschirm aus Eiskristallen, Cirruswolken genannt. Vereinigen sich beide Wolkengebilde, so entsteht eine Gewitterwolke. Die Fachleute sprechen dann von „Cumulonimbus“. Aus der Entfernung und von der Sonne beschienen betrachtet, sieht das aus, als schwebe ein riesiger Amboss am Himmel. Je näher es kommt, desto bedrohlicher wirkt das Gebilde und wir können damit rechnen, dass sich bald ein Gewitter entlädt.

Die Voraussetzungen dafür sind gegeben: Am Erdboden ist es sehr heiß, in der Höhe – wir sprechen von etwa 11.000 Metern – hingegen mehr als frostig kalt. Hier können die Temperaturen bis zu -60 Grad Celsius sinken, brrrr. Außerdem ist es in der Wolke feucht bis nass, das ist auch eine Voraussetzung für ein Gewitter.

Nun passiert folgendes: Wegen der Temperaturunterschiede steigt die warme Luft sehr schnell auf. In der Luft bewegen sich viele Teilchen, die elektrische Ladungen bilden. Reiben sich solche Ladungen aneinander, so können sie sich blitzartig entladen – und da haben wir es schon: den Blitz.

Wenn es blitzt, wird die Luft um den Blitz herum schlagartig auf über 30.000 Grad Celsius erhitzt. Da die Luft aber nicht „nichts“ ist, sondern aus fast unzähligen Molekülen besteht, werden diese durch das schnelle Erhitzen bewegt und stoßen einander an. Das passiert extrem schnell und millionenfach. Dieses Aufeinanderprallen der Luftteilchen löst Schallwellen aus, die wir als Donner hören. (Einen ähnlichen Effekt hören wir auch, wenn Düsenflugzeuge schneller fliegen als der Schall. Man sagt dann: Sie durchbrechen die Schallmauer, wir hören das als scharfen Knall.)

Wir alle, die wir schon Gewitter beobachtet haben, stellen fest, dass man zuerst den Blitz sieht und einige Sekunden später dann den Donner dieses Blitzes hört. Woran liegt das? Licht und Schall breiten sich mit sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus. Das Licht bewegt sich so schnell, dass es in einer Sekunde etwa siebeneinhalb Mal um den Äquator fliegen könnte. Wir sehen einen Blitz also in dem Moment, wo er aufleuchtet. Der Schall hingegen ist viel langsamer, er breitet sich mit 330 Metern in der Sekunde aus und braucht eine Weile, bis er unser Ohr erreicht. So kann man auch in etwa bestimmen, wie weit ein Gewitter von uns entfernt ist: Hören wir den Donner ungefähr drei Sekunden nach dem Blitz, so entlädt sich das Gewitter einen Kilometer von uns entfernt. Bei zehn Sekunden sind es schon mehr als drei Kilometer, da bleibt uns noch Zeit zum Unterstellen.

Die Entladungen der Blitze gehen mit hohen Spannungen einher. Wenn ihr eure Eltern fragt, so haben wahrscheinlich schon einige von ihnen mal eine „gewischt bekommen“, einen Stromschlag erlebt. Unser Hauselektronetz wird mit einer Spannung um 230 Volt und einer Stromstärke von 10 Ampere betrieben. Ein Blitz hingegen besitzt eine Spannung bis zu 100 Millionen Volt und eine Stärke von 100.000 Ampere. Diese Hochspannung ist für Menschen tödlich. Deswegen müssen wir uns schützen. In einem Haus mit Blitzableiter sind wir sicher und brauchen keine Angst vor einem Gewitter zu haben. Im Freien sollte man die Nähe von Bäumen und Masten meiden, weil der Blitz von dort auf uns überspringen könnte. Hier kann man sich schützen, indem man sich klein macht und so hinhockt, dass nur die Füße den Boden berühren – wenn wir uns hinlegen, kann der an der Erdoberfläche fließende elektrische Strom auch unseren Körper schädigen.

Sehr gut aufgehoben ist man auch in einem Auto. Selbst wenn hier der Blitz einschlägt, kann er uns nicht verletzen. Dies hat der britische Physiker Michael Faraday im Jahre 1836 erkannt: Er baute einen mit Kupferdraht bespannten Holzwürfel, den er einem elektrischen Feld aussetzte. Im Inneren des Würfels konnte keine Wirkung der Elektrizität festgestellt werden. Auch unser Auto wirkt wie ein solcher „Faradayscher Käfig“. Sollte ein Blitz einschlagen, so wird sein Strom außen abgeleitet. Wir dürfen im Innern nur keine leitenden Metallteile berühren.