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Lexikon Physik

Gewitter

Gewitter sind komplexe meteorologische Erscheinung, die mit luftelektrischen Entladungen (Blitzen) und akustischen Phänomenen (Donner) verbunden sind.

Ein Gewitter entsteht, wenn sehr feuchte Luft rasch in größere Höhen aufsteigt. Es bilden sich dann in etwa 6–8 km Höhe mächtige Quellwolken, in denen starke Vertikalströmungen herrschen, die zur Ladungstrennung innerhalb der Gewitterwolken führen (Abb.). Die positive Hauptladung wird von den Eisteilchen der hohen Wolkenpartien getragen. Die sich bildenden elektrischen Felder gleichen sich durch Funkenentladungen zwischen unterschiedlich geladenen Wolkenteilen (Wolkenblitze) oder durch Blitze zwischen Wolken und Erdoberfläche (Erdblitze) aus. Ab einem bestimmten Zeitpunkt kommt es zu starkem Niederschlag in Form von großen, unterkühlten Regentropfen, manchmal auch Hagelkörnern.

Gewitter - Abbildung 1

Ein Erdblitz entsteht, wenn zwischen positiv geladener Wolkenunterseite und negativ geladener Erdoberfläche eine Potenzialdifferenz von über 100 MV besteht. Die Überschussladung beginnt dann, sich einen Weg zum Boden zu bahnen. Sobald sich ein ununterbrochener leitender Pfad aus ionisierter Luft gebildet hat, folgt die eigentliche Entladung als Folge von rund 0,1 ms langen Stromstößen mit einer Stärke von 10–20 kA im zeitlichen Abstand von etwa 40 ms. Der gesamte Blitzschlag dauert 0,01 bis 1 s und setzt eine elektrische Energie von ca. 300 kWh um. Diese Energie reicht aus, um Temperatur und Druck in der leitenden Luftsäule so weit zu erhöhen, dass sie zu leuchten beginnt und in der umgebenden Luft intensive Schallwellen anregt, die kilometerweit als Donner zu hören sind.

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