Elektrische Rekorde Blitze: Wenn Wolken wüten

Die meisten Blitze treten im Sommer auf, wenn warme und kalte Luftmassen aufeinanderprallen. Doch es gibt nicht den einen Blitz. Sie sind sehr unterschiedlich und stellen immer wieder Rekorde auf.

Von Juni bis August bekommen wir in Deutschland die meisten Blitze zu sehen: In dieser Zeit entstehen rund 43 Prozent aller Blitze des Jahres. Das liegt daran, dass Blitze entstehen, wenn warme und kalte Luftmassen aufeinandertreffen. Dabei wirbeln verschieden schwere Partikel durcheinander und laden sich elektrisch auf. In der Folge entstehen elektrische Felder mit Spannungen von mehreren hundert Millionen Volt, die sich als Kurzschluss in einem Blitzereignis entladen. Der gesamte Vorgang beginnt mit Vorentladungen, die den Entladungskanal aufbauen. Innerhalb weniger Zehntelsekunden beginnt die Hauptentladung, die von weiteren Teilentladungen gefolgt wird. Durch die explosionsartige Erhitzung innerhalb von Mikrosekunden in der Luft auf ungefähr 30.000 °C im Blitzkanal entsteht der nachfolgende Donner [1, 2].

Ein Blitz ist aber nicht gleich Blitz. Sie existieren in vielen verschiedenen Formen. Man unterscheidet zwischen dem Linienblitz, stark verästelten Blitzen, auch als Flächenblitz bekannt, und ganz selten bekommen wir den sogenannten Kugelblitz zu sehen. Die Mehrzahl der Blitze erreicht nicht die Erde. Solche Wolke-zu-Wolke-Blitze entladen die größte Energie mit 100 bis 400 kA und überspannen üblicherweise eine Strecke von 5 bis 10 km.

Im Gegensatz dazu entladen sich Wolke-Erde-Blitze mit 10 bis 30 kA und erreichen in der Regel eine Länge von 1 bis 2 km. In den Tropen können aufgrund der hohen Luftfeuchtigkeit auch bis zu 3 km erreicht werden [3]. In der Regel ist das Phänomen nur wenige Millisekunden sichtbar. Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) meldete einen Weltrekord für die Dauer eines Blitzes: Ganze 17,102 Sekunden – und damit 0,37 Sekunden länger als der bisherige Rekord, der ebenfalls im Norden Argentiniens aufgestellt wurde. Der längste je gemessene Blitz erreichte eine Länge von 768 Kilometern, gemessen über der Golfküste der USA – 60 Kilometer länger als der bisherige Rekord. Beide Blitze entstanden in riesigen Gewitterkomplexen, die in diesen Regionen häufig sind [4].

In Venezuela blitzt es am häufigsten

Nirgendwo auf der Welt blitzt es so häufig wie am Maracaibo-See an der Nordwestküste Venezuelas. Hier blitzt es an 260 Tagen im Jahr - und das in Rekordgeschwindigkeit. Bei den so genannten Catatumbo-Gewittern, benannt nach dem Fluss, der in den Maracaibo-See mündet, zucken über mehrere Stunden hinweg bis zu 200 Blitze über den Nachthimmel. Mit 181 Blitzen pro Quadratmeter steht der See im Guinness-Buch der Rekorde. Gründe für die heftigen Gewitter sind die geografische Lage des Maracaibo-Sees zwischen zwei hohen Andenketten, das tropische Klima mit bis zu 80 Prozent Luftfeuchtigkeit und Jahresdurchschnittstemperaturen um 33 Grad Celsius sowie feuchte tropische Winde aus der Karibik. Aber auch das bei der Erdölförderung entstehende Methangas und die globale Erwärmung sind begünstigende Faktoren [5].

Blitze entstehen nicht nur auf der Erde, sondern auch auf Venus, Jupiter oder Saturn – Grundvoraussetzung ist eine dichte Atmosphäre. In der Gashülle des Saturn toben regelmäßig heftige Stürme. Dabei erreichen die Blitze 10.000-mal höhere Energien als auf der Erde [6].

Blitze eignen sich nicht zur Energiegewinnung

Stromstärken von über 100.000 Ampere und Spannungen von über 100 Millionen Volt – das klingt nach Energie, die genutzt werden will. Doch leider eignen sich Blitze kaum zur Energiegewinnung. Würde man Blitze einfangen und ihre elektrische Energie in einer Batterie speichern, könnte man pro Blitz etwa 16 Kilowattstunden gewinnen. Alle Blitze, die in einem Jahr auf der Erde einschlagen, würden rund 6,9 Millionen Kilowattstunden Strom liefern – das entspricht etwa dem Jahresverbrauch von 2.400 Haushalten. Wann und wo Gewitter auftreten, lässt sich allerdings kaum vorhersagen. Selbst während eines Gewitters weiß man nicht, wo genau der Blitz einschlägt. Zudem schlagen in Deutschland pro Quadratkilometer und Jahr durchschnittlich nur etwa drei bis vier Blitze ein. Ein Blitzkraftwerk stünde also die meiste Zeit still.

Die theoretische Stromausbeute eines Blitzes ist aus zwei Gründen so gering: Zum einen dauert ein Blitzeinschlag nur wenige tausendstel Sekunden und ist damit viel zu kurz, um nennenswert nutzbare Energie zu übertragen. Zum anderen gibt der Blitz den größten Teil seiner Energie bereits bei der Entladung an die Umgebung ab. Der größte Teil der Ladung erhitzt die Luftmoleküle direkt am Blitzkanal und erzeugt so das Blitzleuchten. Die enorme Zerstörungskraft eines Blitzes rührt daher, dass die Energie beim Einschlag in extrem kurzer Zeit freigesetzt wird [7, 8, 9]. Gerade weil Blitze so große Schäden anrichten, müssen wir uns vor Blitzeinschlägen schützen. Am sichersten sind wir in festen Gebäuden mit Blitzableiter oder in einem geschlossenen Auto als ein Faradayscher Käfig. Und damit Sie beim nächsten unerwarteten Gewitter gut vorbereitet sind, finden Sie hier die wichtigsten Regeln bei Gewitter [10].

In der Serie sind bisher erschienen

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Quellen und Referenzen

[1] Deutscher Wetterdienst

[2] Donnerwetter: Fünf verblüffende Fakten über Blitze. wetter.de. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[3] Wetterlexikon Blitz. wetter.de. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[4] Extreme weather: ‘Megaflash’ lightning records certified by WMO. United Nations. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[5] Bis zu 200 Blitze pro Stunde: Am gewitterreichsten Ort der Welt blitzt es fast täglich. weather.com. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[6] Donnerwetter: Fünf verblüffende Fakten über Blitze. wetter.de. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[7] Wie viel Energie steckt in einem Blitz? eon.de. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[8] Warum wird Blitz-Energie nicht genutzt? Wissenschaft.de. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[9] Nutzung von Gewitterenergie. Abgerufen am 22. Juni 2023.

[10] Buchen ja, Eichen nein? Do's und Dont's bei Gewitter. ELEKTRONIKPRAXIS. Abgerufen am 22. Juni 2023.

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