Entstehung von Gewittern

Voraussetzung für die Entstehung eines Gewitters sind Feuchtigkeit und Aufwind. Gewitter entstehen also durch das Aufsteigen bodennaher Luftschichten, die je nach der Bodentemperatur entsprechend Feuchtigkeit enthalten. Mit dem raschen Aufsteigen der Luft und dem Druckabfall kommt es zur Abkühlung und es bilden sich zunächst feinste Wassertröpfchen, die dann durch weiteren Temperaturabfall gefrieren.

In dieser Zone, in der das Wasser seinen Aggregatzustand ändert, führt der starke Aufwind zu einer elektrischen Ladungstrennung. Die Eiskristalle in dem oberen Bereich sind im Wesentlichen positiv geladen; die Wassertröpfchen im unteren Bereich negativ.

Der Durchmesser einer derartigen Gewitterzelle beträgt einige Kilometer, die Höhe kann bei etwa 10 km liegen. Der Temperaturbereich erstreckt sich von etwa -10°C bis etwa -50°C. Die elektrische Feldstärke in einer solchen Gewitterzelle liegt in der Größenordnung von einigen 100 Kilovolt pro Meter.

Aufgrund der Ladungstrennung kommt es zu Spannungsdifferenzen zwischen den Wolken bzw. zwischen den Wolken und der Erde. Es entstehen sogenannte

• Wolke – Wolke – Blitz
• Wolke – Erde – Blitz
• Erde – Wolke – Blitz

Bei einer Entladung fließen große Ströme im Mikrosekundenbereich, die 100 kA und mehr erreichen können. Die dabei explosionsartig auseinandergedrückte Luft verursacht den Donner.

Man unterscheidet drei Arten der Gewitterentstehung/ Ursachen:

Wärmegewitter/ durch aufsteigende Luftmassen aufgrund der Sonneneinwirkung

Orographisches Gewitter/ Luftmassen auf steigendem Gelände aufgetrieben

Frontgewitter/ Kaltfront bewirkt Aufsteigen wärmerer Luftschichten

Von den verschiedenen Blitztypen ist der Wolke-Wolke-Blitz weitaus häufiger als der Wolke-Erde-Blitz. Auf die verschiedenen Polaritäten innerhalb der Gewitterzelle gehen wir an dieser Stelle nicht ein. Interessant für unsere Breitengrade ist der Wolke-Erde-Blitz.