Wie entstehen Gewitter

 

Im Wesentlichen braucht es feuchte, warme Luft mit großem Energiegehalt und eine Wetterlage, bei der diese Warmluftschicht in der Höhe auf kurzer Strecke stark abkühlt (großer vertikaler Temperaturgradient). Jetzt fehlt nur noch eine Ursache für das „Anschieben“ der Gewittermaschine. Metereologen reden da von „Hebung“. Egal was diese Hebung verursacht, ob es ein Berg, eine Luftmassenfront , Thermik oder eine Schwerewelle in der Luft ist ist, es setzt ab einem bestimmten Punkt starke Aufwärtsströmung auf relativ kleiner Grundfläche ein. Im Extremfall ist das ein Tornado. Aber meist wird’s eben ein Gewitter.
Feuchte Warmluft schießt nach oben, kühlt schnell ab und es beginnt zu regnen. Die Aufwinde in Gewittern erreichen Geschwindigkeiten bis ca. 300 km/h. Da wundert es kaum daß so ein gigantischer Staubsauger auch noch tischtennisballgroße Hagelbrocken in der Schwebe halten kann. Auch dass die weggeströmte Luft von der Seite Nachschub anfordert ist nicht weiter überraschend. Das sorgt für die berüchtigten Gewitterböen.

 

Wie entstehen Blitz & Donner?

Innerhalb des Riesenstaubsaugers sorgt Reibung für die Trennung von elektrischen Ladungen. Die Spannung in Gewitterwolken kann bis zu 100 Millionen Volt betragen. Wenn die statische Aufladung der Wolken groß genug ist, entlädt sich die Spannung als Blitz. Meist von Wolke zu Wolke, aber oft eben auch von Erde zu Wolke.
Ein Blitz ist nur wenige Zentimeter stark und erreicht Geschwindigkeiten von ca. 30.000-100.000 km/s, d.h er würde in einer Sekunde zweimal um die Erde sausen, wenn er lang genug wäre. Während des Blitzschlages fließen für Sekundenbruchteile Ströme, die mehrere 100.000 Ampére erreichen. Ein kleinerer Blitz mit 50 Millionen Volt mal 100.000 Ampere sind eine Leistung von 5 000 000 000 000 Watt, mal eine tausendstel Sekunde sind das dann etwa 1 388 888 kW/h! Damit könnte man 300 Haushalte ein Jahr lang versorgen. Das Problem ist nur, dieses Energiebündel in eine Kiste zu sperren. Bisher hat das noch niemand geschafft.

 

Was so ein Blitz mit Ihrer Funkanlage oder Ihrer Lichtmaschine anstellt, können Sie sich kaum vorstellen. Und wenn Sie selbst getroffen werden, überleben Sie das in den seltensten Fällen. Und nicht zuletzt kann ein korrekt fehlgeleiteter Blitz auch ganz locker das Schiff versenken, wenn er nämlich aus irgendeinem Grund es vorzieht das Wasser durch die Polyesterbordwand zu erreichen. Der Donner entsteht infolge extrem erhitzter Luft im Blitzkanal. Dabei treten Temperaturen bis 30.000 Grad Celsius auf. Die heiße Luft erzeugt eine zylindrische Druckwelle, die sich nach allen Seiten ausdehnt.

Wenn das unmittelbar innen an der Plastikwand entlanggeht, haut es ein metergroßes Loch. So schnell wie das Wasser dann hereinkommt können Sie nicht mehr lenzen…

 

Auf See

Während Hagel und Regen meist noch durch entsprechende Kleidung zu überstehen sind, wird es für den Skipper bei den Böen schon ärger.
Gewitterfronten können sich lange vorher ankündigen, aber oft auch unerwartet schnell da sein. Wenn der berühmte Böenkragen (die Randwirbel einer Gewitterzelle) bereits über dem Schiff steht, ist es fürs Reffen meist schon ein wenig zu spät. Die Böen treffen das Schiff mit voller Wucht. Erste Regel also: Bei Aufziehen eines Gewitters Sturmvorbereitungen treffen! Wenn es dann doch nicht so dick kommt, Glück gehabt. Aber sicher ist sicher!

 

Bei einem Blitzeinschlag werden auf einem nicht geschützten Schiff alle elektrischen Geräte, auch wenn sie nicht an das Bordnetz angeschlossen sind zerstört. Ein Grund dafür ist der enorme elektromagnetische Impuls des Blitzes. Sogar wenn der Blitz in das Nachbarschiff, ins Wasser oder an der Pier einschlägt, treten oft Zerstörungen der Geräte auf.

 

Was also tun, um diesen eher unangenehmen Folgen eines Blitzschlages zu entgehen?

Der Ort des Einschlags hängt einzig und allein von der elektrischen Ladungsverteilung ab. Eine gewisse Abhängigkeit von der Objekthöhe ist vorhanden, da der Blitz auf den letzten 50 Metern zur Erde höhere Punkte relativ häufiger trifft. Deshalb ist es wichtig, daß die Auffangeinrichtungen der Blitzschutzanlagen die höchsten Punkte des zu schützenden Schiffes überragen bzw. miteinbeziehen, wenn diese selbst als Auffangeinrichtung fungieren können (z.B. Antennen).
Wichtig ist der Aufbau eines metallisch leitenden Käfigs um das Schiff. Yachten mit Metallrumpf sind da am besten. Mast, Rigg und Rumpf bilden hier einen prima Käfig, der den Blitz wegen der Abstoßung gleichnamiger Ladungen im Inneren nach außen wegdrängt und oberflächlich ins Wasser ableitet. Bei Kunststoff- oder Holzrümpfen klappt das nicht so gut. Hier müssen metallische Spanten mit leitender Verbindung zum Metallkiel oder einer großen Erdungsplatte außen am Rumpf vorhanden sein, die verhindern, daß der Blitz von den Wanten aus wieder irgendwo den Luftweg sucht und dabei womöglich den Rumpf zerstört oder die Insassen trifft. Einlaminierter Ballast hat keine leitende Verbindung zum Wasser und kann daher den Blitz nicht ableiten!
Alle wasserführenden oder metallischen Bauteile sollten über dicke Kabel mit dem „Käfig“ leitend verbunden sein. (Potentialausgleich!)
Bei Segelbooten wird der Blitz fast immer in den Mast einschlagen und die Wanten oder Stage als Weg benutzen. Diese sind als Blitzableiter aber nur geeignet, wenn sie einen Durchmesser von mindestens sechs Millimeter haben und mit dem metallenen Kiel oder Schwert elektrisch leitend verbunden sind. Ist ein Mast aus Aluminium vorhanden, muss eine leitende Verbindung zwischen Mastfuß und Metallkiel beziehungsweise Metallschwert hergestellt werden.
Vorhandene Blitzableitersysteme oft überprüfen, ob alle Potentialausgleichskabel noch fest angeschlossen sind!
Gegen die Zerstörung elektrischer Geräte beim Einschlag eines Blitzes hilft nur folgendes:

 

  • Abschirmung der Bordleitungen durch Kabelkanäle aus Metall.
  • Einbau von Blitzstrom- und Überspannungsableitern im Bordnetz, im Landanschluss und in den Ein- und Ausgängen der Signalleitungen.
  • Direkte Abschirmung der Geräte durch Einbau in Metallgehäuse.
  • Ein Laptop sollte zumindest im Gewitterfall in einer Metallbox (Alukoffer!) verwahrt werden .
  • Disketten und Kleingeräte (Hand-GPS) können in Keksdosen aus Blech sicher aufbewahrt werden.
  • Am isolierten Achterstag müssen zum Schutz des Rudergängers und der am Stag angeschlossenen Geräte Isolatoren mit integrierter Funkenstrecke eingebaut sein.

Wenn nicht schon beim Bau des Bootes an Blitzschutz gedacht wurde, fehlen in der Regel geeignete Metallbauteile im Rumpf. Dann kann eine Blitzschutzanlage nur sehr schwer nachträglich eingebaut werden.
Als behelfsmäßiger Blitzschutz können Kupferseile dienen: Am unteren Ende von dicken Wanten oder Stagen wird an beiden Seiten des Bootes je ein dickes Kupfer- oder rostfreies Stahlseil mit einer Spezialklemme befestigt (bei schlechter Verklemmung gibt es an der Anschlußstelle Feuerwerk!). Die beiden Seile müssen außen mindestens eineinhalb Meter tief ins Wasser tauchen.
Wird man in einem kleinen Holz- oder Plastikboot von einem Gewitter überrascht, kann man die Ankerkette als Ableiter benutzen, indem man sie mehrmals um das Vorstag wickelt und tief ins Wasser hängen läßt. Allerdings sollte man das unbedingt schon vor Gewitterbeginn machen, da ansonsten auch ohne Blitz vielleicht schon hohe elektrische Spannungen auf dem Stag sitzen!

Wichtig für den Personenschutz: Bei Gewitter nie auf Deck stehen bleiben! Keine Wanten, Stage, Masten, Relingsseile oder andere Metallgegenstände berühren!

 

 

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