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12. Mai 2017 06:16
Hintergrund: So entstehen Unwetter
© Reuters (Symbolbild)

Blitz & Donner

Hintergrund: So entstehen Unwetter

Die Ursachen für Blitz und Donner am Himmel.

Für die Entstehung eines Sommergewitters sind drei Hauptfaktoren entscheidend. Erstens: Wärme. Zweitens: Feuchtigkeit. Drittens: eine labile Schichtung der Luft.

Die Feuchtigkeit der Luft ist zugleich ihr Energiegehalt. Je feuchter die Luft, desto heftiger werden die Unwetter.

Es wird traditionell zwischen Wärmegewittern und Frontgewittern unterschieden.

Die nötige Labilisierung der Luftmassen kann durch mehrere, zum Teil zusammenwirkende Ursachen hervorgerufen werden:

  • Durch starke Erwärmung der bodennahen Luftschichten infolge Sonneneinstrahlung (Wärmegewitter)
  • Durch Hebung der Luft beim Durchzug von Fronten, insbesondere von Kaltfronten (Frontgewitter)
  • Durch zunehmende Labilisierung der Luftmasse, wenn in der Höhe kühlere Luft heranströmt
  • Durch Hebung feuchtwarmer Luft an Gebirgshindernissen (orographische Gewitter). Diese Hebung der Luft an Gebirgshindernissen ist auch der Grund für die große Anzahl an Gewittern im Alpenvorland.

So entsteht das Gewitter
Die Sonne erwärmt feuchte, bodennahe Luft. Diese feuchtwarme Luft steigt rasch nach oben und kühlt sich dabei rasch ab, bis sie ihre Taupunkttemperatur erreicht hat. Nun kondensiert die Feuchtigkeit und bildet eine Quellwolke, die zu einer Gewitterwolke (Cumulonimbus, abgekürzt: CB) anwachsen kann. CB-Wolken werden in der Fliegersprache nach dem internationalen Buchstabieralphabet auch "Charly Bravo" genannt. Diese CB-Wolken erstrecken sich in Mitteleuropa bis zu einer Höhe von 12 Kilometern.

Innerhalb der Wolke herrschen starke vertikale Aufwinde, die verhindern, dass kleine Regentropfen nach unten fallen. Stattdessen werden die Tropfen vom Aufwind immer wieder nach oben getragen, bis sie zu Eiskörnern gefrieren. Wenn diese Eiskörner so schwer geworden sind, dass die Aufwinde sie nicht mehr tragen können, fallen sie zu Boden.

Blitze
Der aufsteigende Wasserdampf reibt sich an den Eiskristallen, dabei trennen sich positiv und negativ geladene Teilchen. Die Wolke lädt sich auf. Die Spannung entlädt sich als Blitz. Die Entladung geschieht innerhalb von Gewitterwolken (Wolkenblitz) oder von einer Gewitterwolke zur Erde (Erdblitz). Der Blitz erhitzt die Luft auf Temperaturen von bis zu 30.000 Grad. Die Luft dehnt sich explosionsartig aus und verursacht dabei den Donnerknall. Das anschließende Donnergrollen wird durch Echo-Effekte hervorgerufen.

 




 

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Wussten Sie schon ...

Heftige orkanartige Wirbelstürme der Tropenzone mit Windgeschwindigkeiten von 200 km/h und mehr. Sie entstehen nur über warmen Meeresgebieten (Wassertemperatur 26 bis 28°C), bei hoher Luftfeuchtigkeit und instabiler Schichtung, treten jedoch nicht in unmittelbarer Nähe des Äquators (5°Nord bzw. Süd) auf, wegen der zu geringen bzw. fehlenden Ablenkung durch die Erddrehung (Corioliskraft). Im Bereich des Wirbelsturms treten Windgeschwindigkeiten um 120 km/h sowie extrem starke Regenfälle auf, der Luftdruck fällt unter 900 hPa. Die höchsten Windgeschwindigkeiten liegen bei 250 km/h. Die bei der Kondensation des Wasserdampfes freiwerdende latente Wärme ist die Ursache für die Entstehung und den Fortbestand des Wirbelsturms. Die bei der Hebung der Luft und der Kondensation des Wasserdampfes entstehende Labilitätsenergie treibt die Luft innerhalb des Wirbels in die Höhe und dadurch kann die Luft in den tieferen Schichten ununterbrochen in den Wirbel einströmen. Bei steigender Temperatur erhöht sich die Fähigkeit der Luft, Wasserdampf aufzunehmen, und damit erhöht sich auch die bei der Hebung freiwerdende latente Wärme und somit auch die Labilitätsenergie. Die Wirbelstürme haben meist einen Durchmesser von etwa 400 bis 800 km, die Zuggeschwindigkeit beträgt etwa 15-30 km/h. Im Zentrum des Sturms befindet sich eine 10-30 km breite Zone, in der der Wind nur schwach ist und die Wolkendecke aufreißt, das sog. ''Auge des Wirbelsturms''. Jährlich entstehen etwa 80 tropische Wirbelstürme; am häufigsten treten sie zwischen August und Oktober auf (auf der Südhalbkugel von Februar bis April). Sie treten in bestimmten Gebieten bevorzugt auf und tragen demnach auch unterschiedliche Namen: Hurrikan im Bereich der Karibik, der Westindischen Inseln und des Golfs von Mexiko und im Nordpazifik östlich der Datumsgrenze; Taifun im westlichen Pazifik (Gewässern von China und Japan); in der ''Südsee'' (Südpazifik) Orkan; Zyklon im Indischen Ozean (Golf von Bengalen) und im australischen Volksmund Willy-Willy. Nur über dem Meer können die tropischen Wirbelstürme längere Zeit existieren; beim (relativ seltenen) Übertritt auf das Festland schwächen sie sich meist innerhalb von 24-36 Stunden ab, richten jedoch vorher im Küstengebiet noch die größten Verwüstungen an. Die enormen Schäden verursachen nicht nur die hohen Windgeschwindigkeiten und die schweren Regenfälle, sondern auch die an den Flachküsten erzeugten Flutwellen. Viele Wirbelstürme biegen im weiteren Verlauf unter Abschwächung in höhere Breiten und geraten dann in die Westströmung am nördlichen (bzw. südlichen) Rand der subtropischen Hochdruckzellen. Gelegentlich geraten sie in mittlere Breiten und werden von der Polarfront ''eingefangen''. Sie wandeln sich in normale Zyklonen mit Frontensystemen um und können als solche Europa erreichen. Die immer wieder von tropischen Wirbelstürmen heimgesuchten Länder unterhalten einen technisch aufwendigen Warndienst (Wettererkundungsflug, Radar, Wettersatteliten) um Entstehung, Intensität und Zugbahn möglichst genau vorhersagen zu können. Zur Unterscheidung der einzelnen Wirbelstürme einer Saison werden sie traditionell dem Alphabet folgend mit Vornamen bezeichnet.
 

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