Blitz

Wolkenblitze schlagen in das Meer vor Port-la-Nouvelle in Südfrankreich ein. ⓘ

Hochgeschwindigkeits-Zeitlupenvideo eines Blitzes, aufgenommen mit 6.200 Bildern pro Sekunde ⓘ

Ein Blitz ist eine natürlich vorkommende elektrostatische Entladung, bei der sich zwei elektrisch geladene Bereiche in der Atmosphäre oder am Boden vorübergehend neutralisieren, was zur sofortigen Freisetzung von durchschnittlich einem Gigajoule an Energie führt. Diese Entladung kann ein breites Spektrum an elektromagnetischer Strahlung erzeugen, von Wärme, die durch die schnelle Bewegung von Elektronen entsteht, bis hin zu brillanten Blitzen aus sichtbarem Licht in Form von Schwarzkörperstrahlung. Blitze verursachen Donner, ein Geräusch, das von der Schockwelle herrührt, die entsteht, wenn Gase in der Nähe der Entladung einen plötzlichen Druckanstieg erfahren. Blitze treten häufig bei Gewittern und anderen energiereichen Wettersystemen auf, aber auch bei Vulkanausbrüchen können Blitze entstehen. ⓘ

Die drei Hauptarten von Blitzen werden danach unterschieden, wo sie auftreten: entweder innerhalb einer einzelnen Gewitterwolke, zwischen zwei verschiedenen Wolken oder zwischen einer Wolke und dem Boden. Es gibt noch viele andere Beobachtungsvarianten, darunter "Hitzeblitze", die man aus großer Entfernung sehen, aber nicht hören kann, trockene Blitze, die Waldbrände verursachen können, und Kugelblitze, die wissenschaftlich selten beobachtet werden. ⓘ

Seit Jahrtausenden haben die Menschen den Blitz vergöttert. Idiomatische Ausdrücke, die sich von Blitzen ableiten, wie z. B. der englische Ausdruck "bolt from the blue", sind in allen Sprachen verbreitet. Zu allen Zeiten waren die Menschen vom Anblick und den Unterschieden der Blitze fasziniert. Die Angst vor Blitzen wird als Astraphobie bezeichnet. ⓘ

Das erste bekannte Foto eines Blitzes stammt aus dem Jahr 1847 von Thomas Martin Easterly. Das erste erhaltene Foto stammt aus dem Jahr 1882 von William Nicholson Jennings, einem Fotografen, der sein halbes Leben damit verbrachte, Blitze zu fotografieren und ihre Vielfalt zu beweisen. ⓘ

Blitze zwischen Wolken und Erdboden ⓘ

Blitzeinschlag in den Eiffelturm, 3. Juni 1902, um 21:20 Uhr. Dies ist eine der frühesten Fotografien eines Blitzeinschlages in einer Stadtumgebung. ⓘ

Explosionsartiger Dampfdruck zwischen Stamm und Rinde vom Blitzeinschlag sprengte die Birkenrinde weg ⓘ

Ein Blitz ist in der Natur eine Funkenentladung oder ein kurzzeitiger Lichtbogen zwischen Wolken oder zwischen Wolken und der Erde. In aller Regel tritt ein Blitz während eines Gewitters infolge einer elektrostatischen Aufladung der wolkenbildenden Wassertröpfchen oder der Regentropfen auf. Er wird dabei vom Donner begleitet und gehört zu den Elektrometeoren. Dabei werden elektrische Ladungen (Elektronen oder Gas-Ionen) ausgetauscht, das heißt, es fließen elektrische Ströme. Blitze können, je nach Polarität der elektrostatischen Aufladung, auch von der Erde ausgehen. ⓘ

Künstlich im Labor mit Hochspannungsimpulsen erzeugte Blitze dienen deren Studium oder der Überprüfung von Einrichtungen des Stromnetzes hinsichtlich der Effekte von Blitzeinschlägen und der Wirksamkeit von Schutzmaßnahmen. ⓘ

Eine Blitzentladung ist deutlich komplexer als eine reine Funkenentladung. Die der natürlichen Blitzentstehung zugrunde liegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten sind bis heute nicht abschließend erforscht. ⓘ

Elektrifizierung

(Abbildung 1) Die Hauptaufladungszone eines Gewitters befindet sich im zentralen Teil des Gewitters, wo sich die Luft schnell aufwärts bewegt (Aufwind) und die Temperaturen zwischen -15 und -25 °C liegen. ⓘ

Die Einzelheiten des Aufladungsprozesses werden von den Wissenschaftlern noch erforscht, aber über einige der grundlegenden Konzepte der Gewitterelektrifizierung besteht allgemeine Übereinstimmung. Die Elektrifizierung kann durch den triboelektrischen Effekt als Ergebnis des Ionentransfers zwischen kollidierenden Körpern erfolgen. Ungeladene, kollidierende Wassertropfen können durch Ladungstransfer zwischen ihnen (als wässrige Ionen) in einem elektrischen Feld, wie es in einer Gewitterwolke herrscht, aufgeladen werden. Die Hauptaufladungszone in einem Gewitter befindet sich im zentralen Teil des Gewitters, wo sich die Luft schnell aufwärts bewegt (Aufwind) und die Temperaturen zwischen -15 und -25 °C liegen (siehe Abbildung 1). In diesem Bereich führt die Kombination aus Temperatur und schneller Aufwärtsbewegung der Luft zu einer Mischung aus unterkühlten Wolkentröpfchen (kleine Wassertröpfchen unter dem Gefrierpunkt), kleinen Eiskristallen und Graupel (weicher Hagel). Der Aufwind trägt die unterkühlten Wolkentröpfchen und sehr kleinen Eiskristalle nach oben. Gleichzeitig neigt das Graupel, das wesentlich größer und dichter ist, dazu, zu fallen oder in der aufsteigenden Luft zu schweben. ⓘ

(Abbildung 2) Wenn die aufsteigenden Eiskristalle mit dem Graupel zusammenstoßen, werden die Eiskristalle positiv und der Graupel negativ aufgeladen. ⓘ

Die Unterschiede in der Bewegung des Niederschlags führen zu Kollisionen. Wenn die aufsteigenden Eiskristalle mit dem Graupel kollidieren, werden die Eiskristalle positiv und der Graupel negativ aufgeladen (siehe Abbildung 2). Der Aufwind trägt die positiv geladenen Eiskristalle nach oben zur Spitze der Gewitterwolke. Das größere und dichtere Graupel bleibt entweder in der Mitte der Gewitterwolke hängen oder fällt in den unteren Teil des Gewitters. ⓘ

Der obere Teil der Gewitterwolke wird positiv geladen, während der mittlere bis untere Teil der Gewitterwolke negativ geladen wird. ⓘ

Dies hat zur Folge, dass der obere Teil der Gewitterwolke positiv und der mittlere bis untere Teil der Gewitterwolke negativ aufgeladen wird. ⓘ

Die Aufwärtsbewegungen innerhalb des Gewitters und die Winde in höheren Atmosphärenschichten führen dazu, dass sich die kleinen Eiskristalle (und die positive Ladung) im oberen Teil der Gewitterwolke horizontal in einiger Entfernung von der Basis der Gewitterwolke ausbreiten. Dieser Teil der Gewitterwolke wird als Amboss bezeichnet. Dies ist zwar der Hauptaufladeprozess der Gewitterwolke, aber ein Teil dieser Ladungen kann durch Luftbewegungen innerhalb des Gewitters (Auf- und Abwinde) umverteilt werden. Darüber hinaus kommt es in der Nähe des Bodens der Gewitterwolke aufgrund des Niederschlags und der wärmeren Temperaturen zu einer geringen, aber wichtigen positiven Ladungsbildung. ⓘ

Die induzierte Ladungstrennung in reinem flüssigem Wasser ist seit den 1840er Jahren bekannt, ebenso wie die Elektrifizierung von reinem flüssigem Wasser durch den triboelektrischen Effekt. ⓘ

William Thomson (Lord Kelvin) wies nach, dass die Ladungstrennung in Wasser in den üblichen elektrischen Feldern an der Erdoberfläche stattfindet, und entwickelte auf der Grundlage dieser Erkenntnisse ein Gerät zur Messung des kontinuierlichen elektrischen Feldes. ⓘ

Die physikalische Trennung der Ladung in verschiedene Bereiche anhand von flüssigem Wasser wurde von Kelvin mit dem Kelvin-Wassertropfer demonstriert. Als wahrscheinlichste ladungstragende Spezies wurden das wässrige Wasserstoffion und das wässrige Hydroxidion angesehen. ⓘ

Die elektrische Aufladung von festem Wassereis wurde ebenfalls untersucht. Als geladene Spezies wurden auch hier das Wasserstoff- und das Hydroxid-Ion betrachtet. ⓘ

Ein Elektron ist in flüssigem Wasser in Bezug auf ein Hydroxid-Ion und gelösten Wasserstoff für die bei Gewittern auftretenden Zeitskalen nicht stabil. ⓘ

Die Ladungsträger in Blitzen sind hauptsächlich Elektronen in einem Plasma. Der Übergang von der Ladung in Form von Ionen (positives Wasserstoff- und negatives Hydroxid-Ion), die mit flüssigem oder festem Wasser verbunden sind, zur Ladung in Form von Elektronen, die mit Blitzen verbunden sind, muss eine Form der Elektrochemie beinhalten, d. h. die Oxidation und/oder Reduktion chemischer Stoffe. Da Hydroxid als Base fungiert und Kohlendioxid ein saures Gas ist, ist es möglich, dass geladene Wasserwolken, in denen die negative Ladung in Form des wässrigen Hydroxid-Ions vorliegt, mit atmosphärischem Kohlendioxid interagieren, um wässrige Carbonat-Ionen und wässrige Hydrogencarbonat-Ionen zu bilden. ⓘ

Allgemeine Überlegungen

Vier-Sekunden-Video eines Blitzeinschlags, Island in the Sky, Canyonlands National Park, Utah, Vereinigte Staaten. ⓘ

Der typische Wolken-Boden-Blitz gipfelt in der Bildung eines elektrisch leitenden Plasmakanals durch die Luft, der sich über 5 km von der Wolke bis zur Bodenoberfläche erstreckt. Die eigentliche Entladung ist das letzte Stadium eines sehr komplexen Prozesses. Auf dem Höhepunkt eines typischen Gewitters schlagen drei oder mehr Blitze pro Minute in die Erde ein. Blitze entstehen in erster Linie, wenn sich warme Luft mit kälteren Luftmassen vermischt, was zu atmosphärischen Störungen führt, die für die Polarisierung der Atmosphäre notwendig sind. Sie können aber auch bei Staubstürmen, Waldbränden, Tornados, Vulkanausbrüchen und sogar in der Kälte des Winters auftreten, wo die Blitze als Gewitterschnee bekannt sind. Hurrikane erzeugen in der Regel einige Blitze, hauptsächlich in den Regenbändern, die bis zu 160 km vom Zentrum entfernt sind. ⓘ

Verbreitung, Häufigkeit und Ausmaß

Weltkarte mit der Häufigkeit von Blitzeinschlägen in Blitzen pro km² und Jahr (flächengleiche Projektion) aus kombinierten Daten des Optischen Transientendetektors (1995-2003) und des Lightning Imaging Sensors (1998-2003). ⓘ

Blitze sind nicht gleichmäßig über die Erde verteilt, wie die Karte zeigt. ⓘ

Auf der Erde treten Blitze etwa 44 (± 5) Mal pro Sekunde auf, das sind fast 1,4 Milliarden Blitze pro Jahr, und die durchschnittliche Dauer beträgt 0,2 Sekunden, die sich aus einer Reihe viel kürzerer Blitze (Strokes) von etwa 60 bis 70 Mikrosekunden zusammensetzt. ⓘ

Viele Faktoren beeinflussen die Häufigkeit, Verteilung, Stärke und physikalischen Eigenschaften eines typischen Blitzes in einer bestimmten Region der Welt. Zu diesen Faktoren gehören die Höhe des Bodens, der Breitengrad, die vorherrschenden Windströmungen, die relative Luftfeuchtigkeit und die Nähe zu warmen und kalten Gewässern. Bis zu einem gewissen Grad können die Anteile der Blitze innerhalb der Wolke, zwischen den Wolken und zwischen den Wolken und dem Boden in den mittleren Breiten auch je nach Jahreszeit variieren. ⓘ

Da der Mensch ein Landbewohner ist und sich die meisten seiner Besitztümer auf der Erde befinden, wo sie durch Blitze beschädigt oder zerstört werden können, ist der Wolke-Boden-Blitz (CG) die am besten untersuchte und am besten verstandene der drei Arten, auch wenn wolkeninterne Blitze (IC) und Wolke-Boden-Blitze (CC) häufiger vorkommen. Aufgrund der relativen Unvorhersehbarkeit von Blitzen gibt es auch nach Hunderten von Jahren wissenschaftlicher Forschung keine vollständige Erklärung dafür, wie oder warum Blitze entstehen. Etwa 70 % der Blitze treten über Land in den Tropen auf, wo die atmosphärische Konvektion am stärksten ist. ⓘ

Dies ist sowohl auf die Vermischung von wärmeren und kälteren Luftmassen als auch auf Unterschiede in der Feuchtigkeitskonzentration zurückzuführen und geschieht in der Regel an den Grenzen zwischen den Luftmassen. Das Vorbeiströmen warmer Meeresströmungen an trockeneren Landmassen, wie z. B. dem Golfstrom, erklärt teilweise die erhöhte Häufigkeit von Blitzen im Südosten der Vereinigten Staaten. Da große Wasserkörper keine topografischen Unterschiede aufweisen, die zu einer atmosphärischen Durchmischung führen würden, sind Blitze über den Ozeanen deutlich seltener als über dem Land. Am Nord- und Südpol gibt es nur wenige Gewitter und daher auch die wenigsten Blitze. ⓘ

Im Allgemeinen machen Blitze in CG nur 25 % aller Blitze weltweit aus. Da die Basis eines Gewitters in der Regel negativ geladen ist, entstehen dort die meisten CG-Blitze. Diese Region befindet sich in der Regel in der Höhe, in der das Gefrieren innerhalb der Wolke auftritt. Das Gefrieren in Verbindung mit Kollisionen zwischen Eis und Wasser scheint ein entscheidender Teil der anfänglichen Ladungsentwicklung und des Trennungsprozesses zu sein. Bei windgetriebenen Kollisionen entwickeln Eiskristalle in der Regel eine positive Ladung, während ein schwereres, matschiges Gemisch aus Eis und Wasser (Graupel genannt) eine negative Ladung entwickelt. Durch Aufwinde innerhalb einer Gewitterwolke werden die leichteren Eiskristalle von dem schwereren Graupel getrennt, so dass sich im oberen Bereich der Wolke eine positive Raumladung ansammelt, während sich im unteren Bereich eine negative Raumladung ansammelt. ⓘ

Blitzschlag in Belfort, Frankreich ⓘ

Da die konzentrierte Ladung in der Wolke die isolierenden Eigenschaften der Luft übersteigen muss und dies proportional zum Abstand zwischen der Wolke und dem Boden zunimmt, wird der Anteil der CG-Entladungen (im Vergleich zu CC- oder IC-Entladungen) größer, wenn sich die Wolke näher am Boden befindet. In den Tropen, wo der Gefrierpunkt in der Atmosphäre im Allgemeinen höher liegt, sind nur 10 % der Blitze CG. Auf dem norwegischen Breitengrad (etwa 60° nördlicher Breite), wo der Gefrierpunkt niedriger liegt, sind 50 % der Blitze CG-Blitze. ⓘ

Blitze werden in der Regel von Kumulonimbuswolken erzeugt, deren Basis sich in der Regel 1 bis 2 km über dem Boden befindet und deren Gipfel bis zu 15 km hoch sind. ⓘ

Der Ort auf der Erde, an dem Blitze am häufigsten auftreten, liegt in der Nähe des kleinen Dorfes Kifuka in den Bergen im Osten der Demokratischen Republik Kongo, wo die Höhe etwa 975 m beträgt. In dieser Region gibt es durchschnittlich 158 Blitzeinschläge pro Quadratkilometer und Jahr (410/qm/Jahr). Am Maracaibo-See in Venezuela gibt es im Durchschnitt 297 Tage pro Jahr mit Blitzaktivität, ein Effekt, der als Catatumbo-Blitz bekannt ist. Andere Blitzschlag-Hotspots sind Singapur und Lightning Alley in Zentralflorida. ⓘ

Der 477-Meilen-Megablitz von Texas nach Louisiana. ⓘ

Nach Angaben der WMO der Vereinten Nationen wurde am 29. April 2020 im Süden der USA ein Blitz mit einer Länge von 768 km beobachtet - 60 km länger als der bisherige Entfernungsrekord (Südbrasilien, 31. Oktober 2018). Ein einzelner Blitz in Uruguay und Nordargentinien am 18. Juni 2020 dauerte 17,1 Sekunden - 0,37 Sekunden länger als der bisherige Rekord (4. März 2019, ebenfalls in Nordargentinien). Die meisten Todesopfer forderte ein einzelner direkter Blitzeinschlag, als 21 Menschen starben, als sie sich in einer getroffenen Hütte in Sicherheit brachten (1975, Simbabwe). Bei einem indirekten Einschlag starben 469 Menschen, als 1994 ein Blitz in eine Reihe von Öltanks einschlug und brennendes Öl eine Stadt überflutete (1994, Dronka, Ägypten). ⓘ

Erforderliche Bedingungen

Geräusch eines Gewitters ⓘ

Damit es zu einer elektrostatischen Entladung kommt, sind zwei Voraussetzungen erforderlich: Erstens muss ein ausreichend hoher Potenzialunterschied zwischen zwei Regionen im Raum bestehen, und zweitens muss ein hochohmiges Medium den freien, ungehinderten Ausgleich der entgegengesetzten Ladungen behindern. Die Atmosphäre bietet die elektrische Isolierung oder Barriere, die den freien Ausgleich zwischen geladenen Bereichen entgegengesetzter Polarität verhindert. ⓘ

Es ist bekannt, dass es während eines Gewitters in bestimmten Regionen der Wolke zu einer Ladungstrennung und -anhäufung kommt; die genauen Vorgänge, die dabei ablaufen, sind jedoch nicht vollständig bekannt. ⓘ

Erzeugung eines elektrischen Feldes

Blick auf Blitze aus einem Flugzeug, das über ein System fliegt. ⓘ

Wenn sich eine Gewitterwolke über die Erdoberfläche bewegt, wird auf der Erdoberfläche unter der Wolke eine gleich große elektrische Ladung mit entgegengesetzter Polarität induziert. Die induzierte positive Oberflächenladung, gemessen an einem festen Punkt, ist gering, wenn sich die Gewitterwolke nähert, nimmt zu, wenn das Zentrum des Gewitters erreicht wird, und nimmt ab, wenn die Gewitterwolke vorbeizieht. Der Referenzwert der induzierten Oberflächenladung kann grob als Glockenkurve dargestellt werden. ⓘ

Die gegensätzlich geladenen Regionen erzeugen ein elektrisches Feld in der Luft zwischen ihnen. Dieses elektrische Feld variiert in Abhängigkeit von der Stärke der Oberflächenladung an der Basis der Gewitterwolke - je größer die angesammelte Ladung, desto höher das elektrische Feld. ⓘ

Blitze und Einschläge

Bestimmte markante Bauwerke werden häufig von Blitzen getroffen. Der CN Tower in Toronto wird jeden Sommer mehrmals vom Blitz getroffen. ⓘ

Die am besten untersuchte und verstandene Form des Blitzes ist der Wolke-Boden-Blitz (CG). Obwohl sie häufiger vorkommen, sind Blitze innerhalb der Wolke (IC) und von Wolke zu Wolke (CC) sehr schwer zu untersuchen, da es keine "physischen" Punkte gibt, die innerhalb der Wolken überwacht werden können. Da die Wahrscheinlichkeit sehr gering ist, dass ein Blitz immer wieder an der gleichen Stelle einschlägt, ist eine wissenschaftliche Untersuchung auch in Gebieten mit hoher Blitzhäufigkeit schwierig.

Ein Blitzeinschlag von der Wolke zum Boden in der Mojave-Wüste, Kalifornien ⓘ

Ein Blitz innerhalb der Wolke. Ein Blitz innerhalb der Wolke erhellt die gesamte Wolke. ⓘ

Blitzableiter

Ein abwärts gerichteter Blitz bewegt sich in Richtung Erde und verzweigt sich dabei. ⓘ

Blitzeinschlag durch die Verbindung von zwei Leitern, der positive in blau und der negative in rot dargestellt ⓘ

In einem noch nicht ganz verstandenen Prozess wird ein bidirektionaler Kanal aus ionisierter Luft, eine so genannte "Leiter", zwischen entgegengesetzt geladenen Regionen in einer Gewitterwolke initiiert. Leaders sind elektrisch leitende Kanäle aus ionisiertem Gas, die sich durch Regionen mit entgegengesetzter Ladung ausbreiten oder anderweitig von diesen angezogen werden. Das negative Ende des bidirektionalen Leiters füllt einen Bereich mit positiver Ladung, auch Senke genannt, innerhalb der Wolke, während das positive Ende eine Senke mit negativer Ladung füllt. Die Leiter spalten sich oft und bilden baumartige Verzweigungen. Darüber hinaus bewegen sich negative und einige positive Leiter in einem diskontinuierlichen Prozess, der als "Stepping" bezeichnet wird. Die daraus resultierende ruckartige Bewegung der Leiter kann in Zeitlupenvideos von Blitzen gut beobachtet werden. ⓘ

Es ist möglich, dass ein Ende des Leiters die entgegengesetzt geladene Quelle vollständig füllt, während das andere Ende noch aktiv ist. In diesem Fall kann sich das Ende der Blitzfahne, das die Senke gefüllt hat, außerhalb der Gewitterwolke ausbreiten und entweder einen Wolke-Luft-Blitz oder einen Wolke-Boden-Blitz verursachen. Bei einem typischen Wolke-Boden-Blitz entsteht ein bidirektionaler Blitz zwischen der negativen und der niedrigeren positiven Ladungsregion in einer Gewitterwolke. Die schwächere positive Ladungsregion wird schnell von der negativen Leiter gefüllt, die sich dann in Richtung des induktiv geladenen Bodens ausbreitet. ⓘ

Die positiv und negativ geladenen Leiter verlaufen in entgegengesetzter Richtung, positiv nach oben innerhalb der Wolke und negativ zur Erde. Beide Ionenkanäle bewegen sich in ihren jeweiligen Richtungen in einer Reihe von aufeinander folgenden Schüben. Jeder Leiter "bündelt" Ionen an den Spitzen und schießt einen oder mehrere neue Leiter aus, die sich kurzzeitig wieder bündeln, um geladene Ionen zu konzentrieren, und dann einen weiteren Leiter ausschießen. Der negative Leiter breitet sich weiter aus und teilt sich auf seinem Weg nach unten, wobei er sich oft beschleunigt, je näher er der Erdoberfläche kommt. ⓘ

Etwa 90 % der Ionenkanäle zwischen den "Pools" haben eine Länge von etwa 45 m. Die Etablierung des Ionenkanals dauert vergleichsweise lange (Hunderte von Millisekunden) im Vergleich zu der daraus resultierenden Entladung, die innerhalb von einigen Dutzend Mikrosekunden stattfindet. Der für die Bildung des Kanals benötigte elektrische Strom, der in Zehner- oder Hunderter-Ampere-Schritten gemessen wird, wird von den nachfolgenden Strömen während der eigentlichen Entladung in den Schatten gestellt. ⓘ

Die Initiierung des Blitzableiters ist nicht gut verstanden. Die elektrische Feldstärke innerhalb der Gewitterwolke ist in der Regel nicht groß genug, um diesen Prozess selbst auszulösen. Es wurden viele Hypothesen vorgeschlagen. Eine Hypothese besagt, dass Schauer relativistischer Elektronen durch kosmische Strahlung erzeugt und dann durch einen Prozess, der als Runaway Breakdown bezeichnet wird, auf höhere Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Wenn diese relativistischen Elektronen zusammenstoßen und neutrale Luftmoleküle ionisieren, lösen sie die Bildung von Leitern aus. Eine andere Hypothese geht davon aus, dass sich in der Nähe von langgestreckten Wassertröpfchen oder Eiskristallen lokal verstärkte elektrische Felder bilden. Die Perkolationstheorie, insbesondere für den Fall der voreingenommenen Perkolation, beschreibt Phänomene der zufälligen Konnektivität, die zu einer Entwicklung von zusammenhängenden Strukturen führen, ähnlich wie bei Blitzeinschlägen. Ein Streamer-Lawinen-Modell wurde kürzlich durch Beobachtungsdaten von LOFAR während Gewittern begünstigt. ⓘ

Aufwärts gerichtete Streamer

Wenn sich ein Stufenleiter dem Boden nähert, wird die Stärke des elektrischen Feldes durch das Vorhandensein entgegengesetzter Ladungen am Boden verstärkt. Das elektrische Feld ist am stärksten an geerdeten Objekten, deren Spitzen der Basis der Gewitterwolke am nächsten sind, wie z. B. Bäume und hohe Gebäude. Wenn das elektrische Feld stark genug ist, kann sich von diesen Punkten aus ein positiv geladener Ionenkanal, ein so genannter Positiv- oder Aufwärtsstreamer, entwickeln. Dies wurde erstmals von Heinz Kasemir theoretisiert. ⓘ

Wenn sich negativ geladene Leiter nähern und die lokale elektrische Feldstärke erhöhen, überschreiten geerdete Objekte, die bereits eine Koronaentladung erfahren, einen Schwellenwert und bilden Aufwärtsströme. ⓘ

Ankopplung

Sobald sich ein abwärts gerichteter Leiter mit einem verfügbaren aufwärts gerichteten Leiter verbindet, ein Prozess, der als Anlagerung bezeichnet wird, bildet sich ein Pfad mit geringem Widerstand und es kann zu einer Entladung kommen. Es wurden Fotos gemacht, auf denen ungebundene Stromschnellen deutlich zu sehen sind. Die nicht befestigten Abwärtsleiter sind auch bei verzweigten Blitzen zu sehen, von denen keiner mit der Erde verbunden ist, auch wenn es den Anschein hat, dass sie es sind. Hochgeschwindigkeitsvideos können den Prozess der Anheftung in vollem Gange zeigen. ⓘ

Entladung

Rückschlag

Hochgeschwindigkeitsaufnahmen, die verschiedene Teile eines Blitzes während des Entladungsvorgangs zeigen, wie in Toulouse, Frankreich, zu sehen. ⓘ

Sobald ein leitfähiger Kanal den Luftspalt zwischen dem negativen Ladungsüberschuss in der Wolke und dem positiven Oberflächenladungsüberschuss darunter überbrückt, kommt es zu einem großen Widerstandsabfall im Blitzkanal. Infolgedessen beschleunigen sich die Elektronen schnell in einer Zone, die an der Einschlagstelle beginnt und sich mit bis zu einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit über das gesamte Leiternetz ausbreitet. Dies ist der "Rückschlag" und der leuchtendste und auffälligste Teil der Blitzentladung. ⓘ

Eine große elektrische Ladung fließt entlang des Plasmakanals von der Wolke zum Boden und neutralisiert die positive Bodenladung, da die Elektronen vom Einschlagspunkt weg in die Umgebung fließen. Dieser gewaltige Stromstoß erzeugt große radiale Spannungsunterschiede entlang der Bodenoberfläche. Sie werden als Stufenpotentiale bezeichnet und sind für mehr Verletzungen und Todesfälle in Menschengruppen oder bei anderen Tieren verantwortlich als der Einschlag selbst. Elektrizität nimmt jeden Weg, der ihr zur Verfügung steht. Solche Stufenpotentiale fließen oft durch ein Bein und durch das andere wieder heraus und führen zu Stromschlägen bei Menschen oder Tieren, die sich in der Nähe des Blitzeinschlags befinden. ⓘ

Der elektrische Strom des Rückstroms beträgt im Durchschnitt 30 Kiloampere bei einem typischen negativen CG-Blitz, der oft auch als "negativer CG-Blitz" bezeichnet wird. In einigen Fällen kann ein Boden-Wolken-Blitz (GC-Blitz) von einem positiv geladenen Bereich am Boden unterhalb eines Gewitters ausgehen. Diese Entladungen gehen normalerweise von den Spitzen sehr hoher Bauwerke aus, z. B. von Kommunikationsantennen. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Rückstrom ausbreitet, beträgt etwa 100.000 km/s (ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit). ⓘ

Der massive Stromfluss während des Rücklaufs in Verbindung mit der Geschwindigkeit, mit der er auftritt (gemessen in Mikrosekunden), heizt den fertigen Führungskanal rasch auf und bildet einen elektrisch hoch leitfähigen Plasmakanal. Die Kerntemperatur des Plasmas während des Rücklaufs kann 50.000 K überschreiten, wodurch es in einer brillanten, blau-weißen Farbe strahlt. Sobald der elektrische Strom aufhört zu fließen, kühlt der Kanal ab und verflüchtigt sich innerhalb von Dutzenden oder Hunderten von Millisekunden, wobei er oft als fragmentierte Flecken aus glühendem Gas verschwindet. Durch die fast sofortige Erwärmung während des Rückstoßes dehnt sich die Luft explosionsartig aus und erzeugt eine gewaltige Stoßwelle, die als Donner zu hören ist. ⓘ

Re-strike

Hochgeschwindigkeitsvideos (die Bild für Bild untersucht werden) zeigen, dass die meisten negativen CG-Blitze aus drei oder vier einzelnen Schlägen bestehen, obwohl es auch bis zu 30 sein können. ⓘ

Zwischen den einzelnen Wiedereinschlägen liegt eine relativ große Zeitspanne, in der Regel 40 bis 50 Millisekunden, da sich andere geladene Bereiche in der Wolke bei den nachfolgenden Einschlägen entladen. Die Wiederholungen verursachen oft einen spürbaren "Stroboskop-Effekt". ⓘ

Um zu verstehen, warum mehrere Rückblitze denselben Blitzkanal nutzen, muss man das Verhalten von positiven Leitblitzen verstehen, zu denen ein typischer Bodenblitz im Anschluss an die Verbindung des negativen Leitblitzes mit dem Boden wird. Positive Leiter klingen schneller ab als negative Leiter. Aus nicht ganz geklärten Gründen neigen bidirektionale Leiter dazu, an den Spitzen der abgeklungenen positiven Leiter zu entstehen, wobei das negative Ende versucht, das Leiternetz wieder zu ionisieren. Diese Leiter, auch Rückstoßleiter genannt, zerfallen in der Regel kurz nach ihrer Entstehung. Wenn es ihnen gelingt, mit einem leitenden Teil des Hauptleiternetzes in Kontakt zu kommen, kommt es zu einem rückstoßähnlichen Prozess, bei dem ein Pfeilleiter über die gesamte oder einen Teil der Länge des ursprünglichen Leiters wandert. Die Pfeilschnüre, die mit dem Boden in Kontakt kommen, sind die Ursache für die meisten der nachfolgenden Rückschläge. ⓘ

Jedem nachfolgenden Schlag gehen Zwischenschläge voraus, die eine schnellere Anstiegszeit, aber eine geringere Amplitude als der erste Rückschlag haben. Jeder nachfolgende Schlag nutzt in der Regel wieder den Entladungskanal, den der vorhergehende Schlag genommen hat, aber der Kanal kann von seiner vorherigen Position abweichen, da der Wind den heißen Kanal verlagert. ⓘ

Da Rückstoß- und Pfeilvorlaufprozesse bei negativen Vorläufern nicht vorkommen, nutzen nachfolgende Rückläufe bei positiven Bodenblitzen nur sehr selten denselben Kanal, was weiter unten in diesem Artikel erläutert wird. ⓘ

Transiente Ströme während des Blitzes

Der elektrische Strom in einer typischen negativen CG-Blitzentladung steigt sehr schnell auf seinen Spitzenwert in 1-10 Mikrosekunden an und klingt dann langsamer über 50-200 Mikrosekunden ab. Der transiente Charakter des Stroms innerhalb eines Blitzes führt zu mehreren Phänomenen, die für einen wirksamen Schutz von Bodenstrukturen berücksichtigt werden müssen. Schnell wechselnde Ströme neigen dazu, sich an der Oberfläche eines Leiters zu bewegen, was als Skineffekt bezeichnet wird, im Gegensatz zu Gleichströmen, die den gesamten Leiter wie Wasser durch einen Schlauch "durchfließen". Daher sind die zum Schutz von Anlagen verwendeten Leiter in der Regel mehrdrähtig, wobei kleine Drähte miteinander verflochten werden. Dadurch vergrößert sich die Gesamtoberfläche des Bündels bei gleichem Gesamtquerschnitt umgekehrt proportional zum Radius der einzelnen Litzen. ⓘ

Die schnell wechselnden Ströme erzeugen auch elektromagnetische Impulse (EMPs), die vom Ionenkanal nach außen strahlen. Dies ist eine Eigenschaft aller elektrischen Entladungen. Die abgestrahlten Impulse werden mit zunehmender Entfernung vom Ursprung rasch schwächer. Wenn sie jedoch über leitende Elemente wie Stromleitungen, Kommunikationsleitungen oder Metallrohre laufen, können sie einen Strom induzieren, der sich bis zu seinem Ende ausbreitet. Der Stoßstrom steht in umgekehrtem Verhältnis zur Stoßimpedanz: je höher die Impedanz, desto geringer der Strom. Dies ist die Überspannung, die in den meisten Fällen zur Zerstörung empfindlicher Elektronik, Elektrogeräte oder Elektromotoren führt. Geräte, die als Überspannungsschutzgeräte (SPD) oder Transient Voltage Surge Suppressors (TVSS) bekannt sind und parallel zu diesen Leitungen angebracht werden, können den transienten, unregelmäßigen Strom des Blitzes erkennen und durch die Veränderung seiner physikalischen Eigenschaften die Spitze zu einer angeschlossenen Erdung leiten und so die Geräte vor Schäden schützen. ⓘ

Arten

Drei Haupttypen von Blitzen werden durch die Anfangs- und Endpunkte eines Blitzkanals definiert.

• Wolkeninterner Blitz (IC) oder wolkeninterner Blitz tritt innerhalb einer einzigen Gewitterwolkeneinheit auf.
• Wolken-zu-Wolken- (CC) oder Inter-Wolken-Blitze beginnen und enden zwischen zwei verschiedenen "funktionalen" Gewitterwolkeneinheiten.
• Wolke-Boden-Blitze (CG) entstehen in erster Linie in der Gewitterwolke und enden auf der Erdoberfläche, können aber auch in umgekehrter Richtung auftreten, d. h. vom Boden zur Wolke. ⓘ

Es gibt Variationen jedes Typs, z. B. "positive" und "negative" CG-Blitze, die jeweils unterschiedliche physikalische Merkmale aufweisen, die gemessen werden können. Verschiedene gebräuchliche Bezeichnungen zur Beschreibung eines bestimmten Blitzereignisses können demselben oder verschiedenen Ereignissen zugeschrieben werden. ⓘ

Wolke zu Boden (CG)

Wolke-zu-Boden-Blitz ⓘ

Ein Wolke-Boden-Blitz (CG-Blitz) ist eine Blitzentladung zwischen einer Gewitterwolke und dem Boden. Er wird durch einen von der Wolke absteigenden Stufenleiter ausgelöst, der von einem vom Boden aufsteigenden Streamer getroffen wird. ⓘ

CG ist die am wenigsten verbreitete, aber am besten verstandene Art von Blitzen. Er ist wissenschaftlich leichter zu untersuchen, weil er auf einem physischen Objekt, nämlich der Erde, endet und sich mit Instrumenten am Boden messen lässt. Von den drei Haupttypen des Blitzes stellt er die größte Gefahr für Leben und Eigentum dar, da er auf der Erde endet oder "einschlägt". ⓘ

Die gesamte Entladung, die als Blitz bezeichnet wird, setzt sich aus einer Reihe von Prozessen zusammen, wie z. B. vorläufiger Durchschlag, Stufenleiter, Verbindungsleiter, Rückschlag, Pfeilleiter und nachfolgende Rückschläge. Die Leitfähigkeit des Bodens, sei es Erde, Süß- oder Salzwasser, kann die Geschwindigkeit der Blitzentladung und damit die sichtbaren Merkmale beeinflussen. ⓘ

Positive und negative Blitze

Blitze zwischen Wolke und Boden (Cloud-to-Ground, CG) sind entweder positiv oder negativ, was durch die Richtung des konventionellen elektrischen Stroms zwischen Wolke und Boden definiert wird. Die meisten CG-Blitze sind negativ, d. h. es wird eine negative Ladung auf den Boden übertragen und die Elektronen wandern entlang des Blitzkanals nach unten (konventionell fließt der Strom vom Boden zur Wolke). Das Gegenteil geschieht bei einem positiven CG-Blitz, bei dem Elektronen entlang des Blitzkanals nach oben wandern und eine positive Ladung auf den Boden übertragen wird (konventionell fließt der Strom von der Wolke zum Boden). Positive Blitze sind seltener als negative Blitze und machen im Durchschnitt weniger als 5 % aller Blitzeinschläge aus. ⓘ

Ein blauer Blitz, der vom klaren, aber turbulenten Himmel über der Ambosswolke auszugehen scheint und einen Plasmablitz durch die Wolke direkt auf den Boden treibt. Sie werden gemeinhin als positive Blitze bezeichnet, obwohl sie normalerweise eine negative Polarität aufweisen. ⓘ

Es gibt sechs verschiedene Mechanismen, die theoretisch zur Entstehung von positiven Blitzen führen können.

• Vertikale Windscherung, die die obere positive Ladungsregion einer Gewitterwolke verdrängt und sie dem Boden darunter aussetzt.
• Der Verlust der unteren Ladungsbereiche in der Auflösungsphase eines Gewitters, wobei der primäre positive Ladungsbereich übrig bleibt.
• Eine komplexe Anordnung von Ladungsregionen in einer Gewitterwolke, die effektiv zu einem umgekehrten Dipol oder umgekehrten Tripol führt, bei dem sich die wichtigste negative Ladungsregion über der wichtigsten positiven Ladungsregion befindet anstatt unter ihr.
• Eine ungewöhnlich große untere positive Ladungsregion in der Gewitterwolke.
• Abschneiden einer ausgedehnten negativen Leiter von ihrem Ursprung, wodurch eine neue bidirektionale Leiter entsteht, bei der das positive Ende auf den Boden aufschlägt, was häufig bei Amboss-Kriechspinnenblitzen zu beobachten ist.
• Die Auslösung eines abwärts gerichteten positiven Zweigs aus einem IC-Blitz. ⓘ

Entgegen der landläufigen Meinung haben positive Blitze nicht unbedingt ihren Ursprung im Amboss oder in der oberen positiven Ladungsregion und schlagen in einem regenfreien Gebiet außerhalb des Gewitters ein. Dieser Glaube beruht auf der überholten Vorstellung, dass Blitzableiter unipolar sind und von ihrer jeweiligen Ladungsregion ausgehen. ⓘ

Positive Blitze sind in der Regel sehr viel intensiver als ihre negativen Gegenstücke. Ein durchschnittlicher negativer Blitz hat eine Stromstärke von 30.000 Ampere (30 kA) und überträgt eine elektrische Ladung von 15 C (Coulomb) und 1 Gigajoule an Energie. Große positive Blitze können bis zu 120 kA und 350 C übertragen. Ein durchschnittlicher positiver Erdblitz hat etwa den doppelten Spitzenstrom eines typischen negativen Blitzes und kann Spitzenströme von bis zu 400 kA und Ladungen von mehreren hundert Coulomb erzeugen. Außerdem folgen auf positive Erdblitze mit hohen Spitzenströmen in der Regel lange Dauerströme, was bei negativen Erdblitzen nicht der Fall ist. ⓘ

Positive Blitze sind aufgrund ihrer größeren Leistung wesentlich gefährlicher als negative Blitze. Positive Blitze erzeugen sowohl höhere Spitzenströme als auch länger anhaltende Ströme, wodurch sie in der Lage sind, Oberflächen viel stärker zu erhitzen, was die Wahrscheinlichkeit der Entzündung eines Feuers erhöht. Die großen Entfernungen, über die sich positive Blitze durch klare Luft ausbreiten können, erklären, warum sie als "Blitze aus heiterem Himmel" bekannt sind und Beobachtern keine Warnung geben. ⓘ

Trotz des weit verbreiteten Irrglaubens, dass es sich um positive Blitze handelt, weil sie scheinbar aus dem Bereich positiver Ladung stammen, haben Beobachtungen gezeigt, dass es sich in Wirklichkeit um negative Blitze handelt. Sie beginnen als IC-Blitze innerhalb der Wolke, der negative Blitz verlässt dann die Wolke aus dem Bereich der positiven Ladung, bevor er sich durch die klare Luft ausbreitet und in einiger Entfernung in den Boden einschlägt. ⓘ

Es hat sich gezeigt, dass positive Blitze auch das Aufsteigen von Blitzen aus den Gipfeln hoher Gebäude auslösen und weitgehend für die Auslösung von Sprites in mehreren Dutzend Kilometern Höhe verantwortlich sind. Positive Blitze treten tendenziell häufiger bei Winterstürmen auf, z. B. bei Gewitterschnee, während intensiver Tornados und in der Auflösungsphase eines Gewitters. Es werden auch enorme Mengen an extrem niederfrequenten (ELF) und sehr niederfrequenten (VLF) Radiowellen erzeugt. ⓘ

Wolke zu Wolke (CC) und innerhalb der Wolke (IC)

Blitzentladungen können zwischen Wolkenbereichen auftreten, ohne den Boden zu berühren. Tritt er zwischen zwei getrennten Wolken auf, spricht man von Wolkenblitzen (Cloud-to-Cloud, CC), tritt er zwischen Bereichen mit unterschiedlichem elektrischem Potenzial innerhalb einer einzigen Wolke auf, spricht man von Wolkenblitzen (Intra-Cloud, IC). IC-Blitze sind die am häufigsten auftretende Art. ⓘ

IC-Blitze treten am häufigsten zwischen dem oberen Ambossbereich und den unteren Bereichen eines Gewitters auf. Diese Blitze können in der Nacht manchmal aus großer Entfernung als so genannte "sheet lightning" beobachtet werden. In solchen Fällen kann der Beobachter nur einen Lichtblitz sehen, ohne einen Donner zu hören. ⓘ

Ein anderer Begriff für Wolken-Wolken- oder Wolken-Wolken-Boden-Blitze ist Amboss-Crawler", da die Ladung in der Regel unterhalb oder innerhalb des Ambosses entsteht und durch die oberen Wolkenschichten eines Gewitters krabbelt, wobei oft dramatische Mehrfachblitze entstehen. Diese sind in der Regel zu beobachten, wenn ein Gewitter über den Beobachter hinwegzieht oder sich aufzulösen beginnt. Das lebhafteste Kriechverhalten tritt in gut entwickelten Gewittern auf, die eine ausgedehnte Scherung des hinteren Ambosses aufweisen. ⓘ

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  Verzweigung von Wolke-zu-Wolke-Blitz, Neu-Delhi, Indien.

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  Mehrere Pfade von Wolke-zu-Wolke-Blitzen, Swifts Creek, Australien.

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  Intrawolkenblitze über der Ostsee. ⓘ

Variationen bei der Beobachtung

Amboss-Crawler über dem Wright-Patman-See südlich von Redwater, Texas, auf der Rückseite eines großen Regengebiets im Zusammenhang mit einer Kaltfront ⓘ

• Amboss-Kriechblitze, manchmal auch als Spinnenblitze bezeichnet, entstehen, wenn sich Leiter durch horizontal ausgedehnte Ladungsgebiete in reifen Gewittern ausbreiten, in der Regel die stratiformen Regionen mesoskaliger konvektiver Systeme. Diese Entladungen beginnen in der Regel als IC-Entladungen, die ihren Ursprung in der konvektiven Region haben; das negative Ende der Leiter breitet sich dann weit in die oben erwähnten Ladungsgebiete im stratiformen Bereich aus. Wenn der Leiter zu lang wird, kann er sich in mehrere bidirektionale Leiter aufspalten. In diesem Fall kann das positive Ende des getrennten Leiters als positiver CG-Blitz in den Boden einschlagen oder an der Unterseite der Wolke entlangkriechen und so ein spektakuläres Schauspiel von Blitzen erzeugen, die über den Himmel kriechen. Auf diese Weise erzeugte Bodenblitze neigen dazu, große Mengen an Ladung zu übertragen, und dies kann nach oben gerichtete Blitze und Blitze in der oberen Atmosphäre auslösen.
• Kugelblitze sind möglicherweise ein atmosphärisches elektrisches Phänomen, dessen physikalische Natur noch umstritten ist. Der Begriff bezieht sich auf Berichte über leuchtende, in der Regel kugelförmige Objekte, deren Durchmesser von Erbsengröße bis zu mehreren Metern variiert. Er wird manchmal mit Gewittern in Verbindung gebracht, aber im Gegensatz zu Blitzen, die nur den Bruchteil einer Sekunde dauern, dauern Kugelblitze angeblich viele Sekunden. Kugelblitze wurden von Augenzeugen beschrieben, aber selten von Meteorologen aufgezeichnet. Wissenschaftliche Daten über natürliche Kugelblitze sind aufgrund ihrer Seltenheit und Unvorhersehbarkeit rar. Die Vermutung, dass es sie gibt, beruht auf Berichten über öffentliche Sichtungen und hat daher zu etwas widersprüchlichen Ergebnissen geführt. Brett Porter, ein Wildhüter, berichtete von einem Foto in Queensland, Australien, im Jahr 1987. ⓘ

• Perlenblitze, auch bekannt unter den Begriffen Perlenblitz, Kettenblitz, Perlschnurblitz und éclair en chapelet, um nur einige zu nennen, sind die Abklingphase eines Blitzkanals, in der die Leuchtkraft des Kanals in Segmente zerfällt. Nahezu jede Blitzentladung weist eine Wulstbildung auf, wenn sich der Kanal unmittelbar nach einem Rückschlag abkühlt, was manchmal als "Ausperlphase" des Blitzes bezeichnet wird. Der "Perlenblitz" ist eher ein Stadium einer normalen Blitzentladung als eine Blitzart an sich. Das Ausbördeln eines Blitzkanals ist in der Regel ein kleinräumiges Merkmal und daher oft nur sichtbar, wenn sich der Beobachter/die Kamera nahe am Blitz befindet. ⓘ

Gigantischer Jet, gesehen vom Gipfel des Mauna Kea, Hawaii. ⓘ

• Als Clear-Air-Blitz bezeichnet man Blitze, die auftreten, ohne dass eine Wolke in der Nähe ist, die sie verursacht haben könnte. In den US-amerikanischen und kanadischen Rocky Mountains kann sich ein Gewitter in einem angrenzenden Tal befinden und vom Tal aus, in dem der Blitz einschlägt, weder visuell noch akustisch wahrnehmbar sein. In europäischen und asiatischen Bergregionen kommt es zu ähnlichen Ereignissen. Auch in Gegenden wie Sounds, großen Seen oder offenen Ebenen kann es, wenn sich die Gewitterzelle am nahen Horizont (innerhalb von 26 km) befindet, zu einer gewissen Aktivität in der Ferne kommen, und da das Gewitter so weit entfernt ist, wird der Blitz als "Blitz aus heiterem Himmel" bezeichnet. Diese Blitze beginnen in der Regel als normale IC-Blitze, bevor der negative Leiter aus der Wolke austritt und in beträchtlicher Entfernung in den Boden einschlägt. Positive Luftblitze können in stark gescherten Umgebungen auftreten, in denen die obere positive Ladungsregion horizontal aus dem Niederschlagsbereich verschoben wird.
• Ein Wolken-Luft-Blitz ist ein Blitz, bei dem ein Ende eines bidirektionalen Leitblitzes die Wolke verlässt, aber nicht in den Boden einschlägt. Solche Blitze können manchmal auch als fehlgeschlagene Bodenblitze bezeichnet werden. Blue Jets und Gigantic Jets sind eine Form von Wolke-zu-Luft- oder Wolke-zu-Ionosphäre-Blitzen, bei denen ein Vorläufer von der Spitze eines Gewitters aus gestartet wird.
• Der Kronenblitz ist ein Blitz, der von einer Aufhellung der Gewitterkrone begleitet wird, gefolgt von der Ausstrahlung von leuchtenden Luftschlangen in die klare Atmosphäre.
• Trockene Blitze sind Blitze, die ohne Niederschlag an der Oberfläche entstehen und die häufigste natürliche Ursache für Waldbrände sind. Pyrocumuluswolken erzeugen Blitze aus demselben Grund wie Cumulonimbuswolken. Dieser Begriff wird hauptsächlich in Australien, Kanada und den Vereinigten Staaten verwendet. ⓘ

• Gabelblitze sind Blitze, die von der Wolke auf den Boden treffen und eine Verzweigung ihrer Bahn aufweisen.
• Ein Wärmeblitz ist ein Blitz, der scheinbar keinen wahrnehmbaren Donner erzeugt, weil er zu weit entfernt ist, als dass der Donner zu hören wäre. Die Schallwellen lösen sich auf, bevor sie den Beobachter erreichen. ⓘ

• Bandblitze treten bei Gewittern mit starkem Seitenwind und mehreren Rückblitzen auf. Der Wind bläst jeden aufeinanderfolgenden Rücklauf leicht zu einer Seite des vorherigen Rücklaufs, was einen Bandeffekt verursacht. ⓘ

• Raketenblitze sind eine Form der Wolkenentladung, im Allgemeinen horizontal und an der Wolkenbasis, mit einem leuchtenden Kanal, der sich mit visuell auflösbarer Geschwindigkeit durch die Luft zu bewegen scheint, oft intermittierend. ⓘ

• Blattwolkenblitze sind Blitze von Wolke zu Wolke, die eine diffuse Aufhellung der Wolkenoberfläche aufweisen, weil der eigentliche Entladungsweg verdeckt oder zu weit entfernt ist. Der Blitz selbst ist für den Betrachter nicht sichtbar, so dass er nur als ein Blitz oder ein Lichtblatt erscheint. Die Blitze können zu weit entfernt sein, um einzelne Blitze zu erkennen. ⓘ

• Glatter Kanalblitz ist ein informeller Begriff, der sich auf eine Art von Wolken-Boden-Blitzschlag bezieht, der keine sichtbaren Verzweigungen aufweist und wie eine Linie mit glatten Kurven erscheint, im Gegensatz zum gezackten Aussehen der meisten Blitzkanäle. Sie sind eine Form positiver Blitze, die im Allgemeinen in oder in der Nähe der konvektiven Regionen schwerer Gewitter im nördlichen Zentrum der Vereinigten Staaten beobachtet werden. Man geht davon aus, dass schwere Gewitter in dieser Region eine "umgekehrte Dreipol"-Ladungsstruktur aufweisen, bei der sich die positive Hauptladungsregion unterhalb der negativen Hauptladungsregion befindet, anstatt oberhalb, so dass diese Gewitter überwiegend positive Blitze von der Wolke zum Boden erzeugen. Der Begriff "Smooth Channel Lightning" wird manchmal auch für aufwärts gerichtete Boden-Wolken-Blitze verwendet, die im Allgemeinen negative Blitze sind, die durch aufwärts gerichtete positive Leiter von hohen Strukturen ausgelöst werden. ⓘ

• Ein Stakkato-Blitz ist ein Wolken-Boden-Blitz (CG-Blitz), bei dem es sich um einen Blitz von kurzer Dauer handelt, der (oft, aber nicht immer) als einzelner, sehr heller Blitz erscheint und oft eine erhebliche Verzweigung aufweist. Diese Blitze treten häufig im Bereich der Sichtwölbung in der Nähe der Mesozyklone rotierender Gewitter auf und fallen mit der Intensivierung der Gewitteraufwinde zusammen. Ein ähnlicher Wolke-zu-Wolke-Schlag, der aus einem kurzen Blitz über einem kleinen Gebiet besteht und wie ein Blip aussieht, tritt ebenfalls in einem ähnlichen Bereich rotierender Aufwinde auf. ⓘ

Dieser CG war von sehr kurzer Dauer, wies stark verzweigte Kanäle auf und war sehr hell, was darauf hindeutet, dass es sich um einen Stakkato-Blitz in der Nähe von New Boston, Texas, handelte. ⓘ

• Superbolts werden grob definiert als Blitze mit einer Quellenenergie von mehr als 100 Gigajoule [100 GJ] (die meisten Blitze liegen bei etwa 1 Gigajoule [1 GJ]). Ereignisse dieser Größenordnung treten etwa bei einem von 240 Blitzen auf. Sie unterscheiden sich nicht kategorisch von gewöhnlichen Blitzen, sondern stellen lediglich den obersten Rand eines Kontinuums dar. Entgegen einem weit verbreiteten Irrglauben können Superblitze sowohl positiv als auch negativ geladen sein, und das Ladungsverhältnis ist mit dem eines "normalen" Blitzes vergleichbar. ⓘ

• Sympathische Blitze sind Blitze, die dazu neigen, über große Entfernungen hinweg locker koordiniert zu sein. Aus dem Weltraum betrachtet, können Entladungen in Gruppen auftreten.
• Ein Aufwärtsblitz oder Boden-Wolken-Blitz ist ein Blitz, der von der Spitze eines geerdeten Objekts ausgeht und sich von diesem Punkt aus nach oben ausbreitet. Diese Art von Blitz kann durch einen vorangegangenen Blitz ausgelöst werden oder sich von selbst entfalten. Der erste Fall tritt im Allgemeinen in Regionen auf, in denen Spinnenblitze auftreten, und kann mehrere geerdete Objekte gleichzeitig betreffen. Letztere treten in der Regel in der kalten Jahreszeit auf und können die vorherrschende Blitzart bei Gewitterblitzen sein. ⓘ

Auswirkungen

Blitzeinschlag

Auswirkungen auf Objekte

Explosionsartiger Dampfdruck zwischen Stamm und Rinde durch Blitzeinschlag sprengt Birkenrinde weg ⓘ

Einschlagstelle am Stamm einer Schwarznuss aus Oklahoma ⓘ

Objekte, die vom Blitz getroffen werden, erfahren Hitze und magnetische Kräfte von großem Ausmaß. Die Hitze, die durch die Blitzströme in einem Baum entsteht, kann den Baumsaft verdampfen und eine Dampfexplosion verursachen, die den Stamm zum Bersten bringt. Wenn ein Blitz durch sandigen Boden fließt, kann der Boden um den Plasmakanal schmelzen und röhrenförmige Strukturen bilden, die Fulgurite genannt werden. ⓘ

Auswirkungen auf Gebäude und Fahrzeuge

Der beste Schutz besteht darin, unterwegs die kurzfristige Wetterentwicklung zu beobachten und bei Gewitterneigung erreichbare Zufluchtsorte zu identifizieren. Wetterprognosen sind heute noch zu ungenau, um den exakten Ort und Zeitpunkt eines Gewitters vorauszusagen. Kurzfristige Unwetterwarnungen per Handy-App können durchaus hilfreich sein, ersetzen aber dennoch nicht die konkreten Entscheidungen, die je nach Situation getroffen werden müssen. ⓘ

Nach der 30/30-Regel geht man davon aus, dass die Gefahr, von einem Blitz getroffen zu werden, hoch ist, sobald bei Heraufziehen eines Gewitters zwischen Blitz und Donner weniger als 30 Sekunden liegen (das Gewitter ist dann etwa 10 Kilometer entfernt), bis zu dem Zeitpunkt, zu dem 30 Minuten nach dem letzten Blitz oder Donner vergangen sind. Innerhalb dieser Zeit soll ein sicherer Ort aufgesucht und nicht wieder verlassen werden. ⓘ

• Schutz in Gebäuden oder Fahrzeugen suchen: Fahrzeuge mit geschlossener Metallkarosserie und Gebäude mit einem Blitzschutzsystem oder aus Stahlbeton wirken wie ein Faradayscher Käfig. Der metallische Käfig muss allerdings entsprechend dimensioniert sein, um die hohen Impulsströme ohne mechanische Verformungen aufnehmen zu können. Gelegentlich wird gemeldet, dass vom Blitz getroffene Autos Feuer gefangen haben. Einen guten Schutzraum stellen außerdem die Bereiche am Boden unter Hochspannungsleitungen oder Spannfeldern von Seilbahnen dar, welche über metallische Masten verfügen und deren Masten über Erdseile verbunden sind. Durch das Erdseil wird der Blitzstrom auf mehrere geerdete Masten verteilt und damit die Schrittspannung im Bereich des Erdungspunktes reduziert
• Gefahr droht weiter durch indirekte Auswirkungen wie die Schallwirkung (Knall), durch die Blendwirkung und eine Schreckreaktion. Dadurch können Folgeunfälle wie zum Beispiel Stürze und Autounfälle ausgelöst werden. Beim Bergsteigen sollte man sich mit einem Seil sichern, wobei man aber zu metallischen Gegenständen wie Karabinerhaken Abstand halten sollte. ⓘ

Wenn kein Schutz in Gebäuden oder Fahrzeugen gefunden werden kann, gelten folgende Regeln:

Bei Felswänden: Sichere Zone, in welcher direkte Blitzeinschläge sowie Überschläge unwahrscheinlich sind. Andere Gefahren (z. B. Steinschlag) sind hier nicht berücksichtigt. ⓘ

• Offenes Gelände, Hügel und Höhenzüge meiden, ebenso alleinstehende und vereinzelte Bäume sowie Waldränder (Gefahr des Überschlags). Wälder mit etwa gleich hohen Bäumen sind in ihrem Innern hingegen sicher. Sucht man im Wald Schutz, sollte wegen der möglichen Absprengung der Baumrinde ein Abstand von mindestens 10 Metern zum nächsten Baum eingehalten werden.
• Felswände und Gebäudemauern bieten einen gewissen Schutz (siehe Diagramm rechts).
• Aufenthalt auf oder in Gewässern und Pools vermeiden.
• Wegen der Schrittspannung Füße zusammenstellen, in die Hocke gehen, Arme am Körper halten, den Kopf einziehen, eine Vertiefung aufsuchen. Nicht auf den Boden legen, sondern den Kontaktbereich zum Boden minimieren (z. B. auf einen Rucksack setzen).
• Von allen größeren Objekten, auch anderen Personen, mindestens 3 m Abstand halten (Überschlaggefahr).
• Metallische Gegenstände (z. B. Wanderstöcke) weglegen. ⓘ

Weitere Gefahren von Gewittern müssen jedoch auch berücksichtigt werden: An Bächen und Flüssen kann eine Sturzflut entstehen, und insbesondere im Gebirge kann die Temperatur sehr rasch und stark absinken und starker Wind aufkommen. Ebenso können Wege nass und rutschig werden oder von Hagelkörnern bedeckt sein. ⓘ

Blitze, die während eines Gewitters in der Stadt Oradea von der Wolke in den Boden einschlagen. ⓘ

Flugzeuge sind aufgrund ihres metallischen Rumpfes sehr anfällig für Einschläge, aber Blitzeinschläge sind für sie im Allgemeinen nicht gefährlich. Aufgrund der leitenden Eigenschaften der Aluminiumlegierung wirkt der Rumpf wie ein Faradayscher Käfig. Heutige Flugzeuge sind so gebaut, dass sie vor einem Blitzeinschlag sicher sind, und die Passagiere merken in der Regel nicht einmal, dass er stattgefunden hat. ⓘ

Auswirkungen auf Tiere

Obwohl 90 Prozent der vom Blitz getroffenen Menschen überleben, können vom Blitz getroffene Tiere - einschließlich Menschen - aufgrund von Schäden an inneren Organen und am Nervensystem schwere Verletzungen erleiden. ⓘ

Andere Auswirkungen

Blitze spielen eine wichtige Rolle im Stickstoffkreislauf, indem sie zweiatomigen Stickstoff in der Luft zu Nitraten oxidieren, die durch Regen abgelagert werden und das Wachstum von Pflanzen und anderen Organismen düngen können. ⓘ

Gewitter

Da die elektrostatische Entladung des Erdblitzes die Luft entlang des Entladungskanals in kurzer Zeit auf Plasmatemperaturen überhitzt, führt die kinetische Theorie zu einem raschen Druckanstieg der Gasmoleküle, die sich dadurch vom Blitz weg ausdehnen und eine als Donner hörbare Stoßwelle erzeugen. Da sich die Schallwellen nicht von einer einzigen Punktquelle ausbreiten, sondern entlang des Weges des Blitzes, können die unterschiedlichen Entfernungen der Schallquelle vom Beobachter einen rollenden oder rumpelnden Effekt erzeugen. Die Wahrnehmung der Schallcharakteristiken wird durch Faktoren wie die unregelmäßige und möglicherweise verzweigte Geometrie des Blitzkanals, durch akustische Echos aus dem Gelände und durch die üblicherweise mehrfache Einschlagcharakteristik des Blitzes weiter erschwert. ⓘ

Licht bewegt sich mit etwa 300.000.000 m/s (980.000.000 ft/s), und Schall bewegt sich mit etwa 343 m/s (1.130 ft/s) durch die Luft. Ein Beobachter kann die Entfernung zum Einschlag annähernd bestimmen, indem er die Zeitspanne zwischen dem sichtbaren Blitz und dem hörbaren Donner, den er erzeugt, misst. Ein Blitz, der seinem Donner um eine Sekunde vorausgeht, wäre etwa 343 m entfernt; eine Verzögerung von drei Sekunden würde eine Entfernung von etwa 1 km oder 0,62 mi (3 × 343 m) anzeigen. Ein Blitz, der dem Donner um fünf Sekunden vorausgeht, würde eine Entfernung von etwa 1,7 km oder 1,1 mi (5 × 343 m) anzeigen. Folglich wird ein Blitzeinschlag, der aus sehr geringer Entfernung beobachtet wird, von einem plötzlichen Donnerschlag begleitet, der fast ohne wahrnehmbare Zeitverzögerung erfolgt und möglicherweise vom Geruch von Ozon (O₃) begleitet wird. ⓘ

Blitze in ausreichender Entfernung können zwar gesehen, aber nicht gehört werden; es gibt Daten, wonach ein Blitzgewitter in über 160 km Entfernung gesehen werden kann, während der Donner etwa 32 km weit zu hören ist. Anekdotisch gibt es viele Beispiele von Menschen, die sagen: "Das Gewitter war direkt über ihnen oder rundherum, aber es hat nicht gedonnert". Da Gewitterwolken bis zu 20 km hoch sein können, kann ein Blitz, der hoch oben in der Wolke auftritt, zwar nahe erscheinen, ist aber eigentlich zu weit entfernt, um einen spürbaren Donner zu erzeugen. ⓘ

Radio

Blitzentladungen erzeugen Hochfrequenzimpulse, die noch Tausende von Kilometern von der Quelle entfernt als atmosphärische Funksignale und Pfeifsignale empfangen werden können. ⓘ

Hochenergetische Strahlung

Benjamin Franklin ist die Anregung zu Experimenten zu verdanken, die bewiesen, dass bei Gewittern eine elektrische Spannung zwischen Wolken und der Erde besteht, die sich in einem Blitz entlädt. Besonders berühmt wurde später sein Drachenexperiment von 1752, bei dem über eine feuchte Hanfschnur während eines Gewitters Funkenüberschlag beobachtet wurde. In einer Zeitungsveröffentlichung von 1752 berichtete Franklin darüber, ohne explizit zu erwähnen, ob er es selbst durchgeführt hatte, was aber Joseph Priestley in einem Buch von 1767 behauptete, der es wahrscheinlich von Franklin hatte. Franklin schlug aber auch Experimente mit einer isolierten Metallspitze bei Gewittern vor, die die Anregung für ein entsprechendes Experiment in Frankreich durch Thomas François Dalibard (1752) waren. Die Gefährlichkeit dieser Experimente zeigte sich schon 1753 mit dem Tod von Georg Wilhelm Richmann. Franklins Forschung war der Beginn der neuzeitlichen Blitzforschung. Bis heute sind allerdings nicht alle Erscheinungsformen von Blitzen sowie die damit verbundenen Effekte umfassend und unumstritten wissenschaftlich erklärt, insbesondere wie die Ladungsunterschiede entstehen, die zum Blitz führen. ⓘ

Heute haben sich verschiedene Verfahren zur Untersuchung von Blitzen etabliert, die auch darauf achten, das Risiko für die Forscher möglichst gering zu halten (im Gegensatz zur Methode Franklins). Häufig werden Raketen abgeschossen, die einen metallischen Draht hinter sich herziehen. Der Blitz gelangt durch den Draht zur Messstation, wo er analysiert werden kann. Andere Verfahren stützen sich auf Wetterballons oder Messungen durch Flugzeuge. ⓘ

Lange Zeit war das Forschungsinteresse an natürlichen Blitzen gering, da man glaubte, sie wie Funkenentladungen behandeln zu können, wie sie ohne Weiteres im Labor erzeugbar sind. Erst seit Ende der 1990er Jahre hat sich das geändert, da Ungereimtheiten auftraten, die durch das einfache Modell nicht erklärt werden konnten. Es stellte sich als unmöglich heraus, mit den heutigen Mitteln Blitze zur Energiegewinnung auszunutzen. ⓘ

Einige der jüngsten Forschungsprojekte sind:

• Auf dem Hohen Peißenberg im bayrischen Voralpenland befindet sich die von der Universität der Bundeswehr München betriebene Blitzmessstation, welche im gleichnamigen Sender Hohenpeißenberg beheimatet ist. Die Station wird vom Institut für Hochspannungstechnik und Blitzforschung um Fridolin Heidler betrieben. Bei einem direkten Blitzeinschlag in den Fernmeldeturm werden unter anderem der Strom- und der magnetische sowie der elektrische Feldverlauf mit hochauflösender Messtechnik erfasst.
• In Österreich läuft auf dem Salzburger Sender Gaisberg ein Blitzforschungsprojekt von ALDIS (Austrian Lightning Detection & Information System). Dabei werden direkte Blitzeinschläge in den Senderturm ausgewertet und unter anderem der Blitzstromverlauf messtechnisch erfasst.
• In Brasilien untersucht das DLR-Forschungsflugzeug Falcon die Entstehung von Stickoxiden durch Blitze in tropischen Gewittern.
• Seit 1994 ist durch das (damals falsch ausgerichtete) BATSE-Satellitenexperiment bekannt, dass Gammastrahlungspulse in der Atmosphäre auftreten und, wie sich später herausstellte, sind dies bis zu 50-mal am Tag mit Energien bis 40 MeV (AGILE maß 2010 Energien von bis zu 100 MeV) und sie sind mit Gewittern verbunden (häufig einige Minuten vor der Blitzentladung). Im Jahr 2001 konnte auch in Gewittern nachgewiesen werden, dass Blitze auch Röntgen- und Gammastrahlung aussenden (Energien über 1 MeV). Diese Ergebnisse wurden in den folgenden Jahren vielfach bestätigt, besonders durch den Nachweis von Gammastrahlung aus Gewitterzonen durch den NASA-Forschungssatelliten RHESSI (2005) und das Fermi Gamma-ray Space Telescope (2010). Diese Gammablitze können nach theoretischen Berechnungen sekundäre Teilchen wie Elektronen, Positronen, Neutronen und Protonen mit Energien von bis zu 50 MeV erzeugen. Die Produktion von Neutronen in Labor-Entladungen wurde schon 1974 durch Fleischer und Kollegen nachgewiesen und bei Blitzen vorhergesagt und später auch bei Blitzen gemessen. Dafür kommen Fusionsreaktionen mit Deuterium oder photonukleare Reaktionen in Betracht (L. P. Babich 2007), wobei Babich aus theoretischen Überlegungen Fusionsreaktionen eine untergeordnete Rolle zuwies. Schließlich wurde der Ursprung in photonuklearen Reaktionen 2017 durch Wissenschaftler der Universität Tokio schlüssig in Gewittern nachgewiesen. Sie konnten Gammastrahlen mit einer Energie von 511 keV, der Annihilationsenergie eines Elektrons und Positrons, mit Blitzen korrelieren. In einem photonuklearen Prozess schlugen Photonen von mehr als 10 MeV ein Neutron aus einem Stickstoff-14-Kern, der danach in einen Kohlenstoff-13-Kern zerfiel unter Betazerfall, wobei auch ein Positron entstand. Da dabei somit auch Kohlenstoffkerne entstehen, hat das Auswirkungen auf die C14-Datierungsmethode. ⓘ

Die Erzeugung von Röntgenstrahlung durch einen Blitz wurde bereits 1925 theoretisch vorhergesagt, aber erst 2001/2002 konnten Forscher des New Mexico Institute of Mining and Technology die Röntgenstrahlung eines induzierten Blitzes entlang eines geerdeten Drahtes nachweisen, der hinter einer in eine Gewitterwolke geschossenen Rakete hergezogen war. Im selben Jahr setzten Forscher der University of Florida und des Florida Tech eine Reihe von Detektoren für elektrische Felder und Röntgenstrahlen in einer Blitzforschungsanlage in Nordflorida ein und bestätigten, dass natürliche Blitze während der Ausbreitung von gestuften Leitern Röntgenstrahlen in großen Mengen erzeugen. Die Ursache für die Röntgenemissionen ist noch Gegenstand der Forschung, da die Temperatur des Blitzes zu niedrig ist, um die beobachtete Röntgenstrahlung zu erklären. ⓘ

Eine Reihe von Beobachtungen mit weltraumgestützten Teleskopen hat noch energiereichere Gammastrahlenemissionen, die so genannten terrestrischen Gammastrahlenblitze (TGFs), aufgedeckt. Diese Beobachtungen stellen eine Herausforderung für die derzeitigen Theorien über Blitze dar, insbesondere angesichts der jüngsten Entdeckung der eindeutigen Signaturen von Antimaterie, die in Blitzen erzeugt wird. Jüngste Forschungen haben gezeigt, dass die von diesen TGFs erzeugten sekundären Spezies, wie Elektronen, Positronen, Neutronen oder Protonen, Energien von bis zu mehreren zehn MeV erreichen können. ⓘ

Ozon und Stickoxide

Die sehr hohen Temperaturen, die durch Blitze erzeugt werden, führen zu einem erheblichen lokalen Anstieg von Ozon und Stickstoffoxiden. Jeder Blitz in gemäßigten und subtropischen Gebieten erzeugt im Durchschnitt 7 kg NO_x. In der Troposphäre kann die Wirkung von Blitzen NO_x um 90 % und Ozon um 30 % erhöhen. ⓘ

Vulkanisch

Hoch in die Atmosphäre geschleudertes vulkanisches Material kann Blitze auslösen. ⓘ

Vulkanische Aktivität schafft in mehrfacher Hinsicht blitzfreundliche Bedingungen. Die enormen Mengen an pulverisiertem Material und Gasen, die explosionsartig in die Atmosphäre geschleudert werden, erzeugen eine dichte Partikelfahne. Die Aschedichte und die ständige Bewegung innerhalb der Vulkanfahne erzeugen Ladung durch Reibungswechselwirkungen (Triboelektrifizierung), was zu sehr starken und sehr häufigen Blitzen führt, da die Wolke versucht, sich selbst zu neutralisieren. Aufgrund des hohen Anteils an festem Material (Asche) im Gegensatz zu den wasserreichen ladungserzeugenden Zonen einer normalen Gewitterwolke wird sie oft als schmutziges Gewitter bezeichnet. ⓘ

• Starke und häufige Blitze wurden in der Vulkanfahne bereits beim Ausbruch des Vesuvs 79 n. Chr. von Plinius dem Jüngeren beobachtet.
• Ebenso können Dämpfe und Asche aus den Schloten an den Flanken des Vulkans örtlich begrenztere und kleinere Blitze von bis zu 2,9 km Länge erzeugen.
• Kleine, kurzzeitige Funken, die kürzlich in der Nähe von neu extrudiertem Magma dokumentiert wurden, belegen, dass das Material bereits vor dem Eintritt in die Atmosphäre hoch aufgeladen ist.

Wenn die Aschewolke bis zum Gefrierpunkt ansteigt, bilden sich Eispartikel, die mit den Aschepartikeln zusammenstoßen und eine Elektrisierung verursachen. Blitze können bei jeder Explosion nachgewiesen werden, aber die zusätzliche Elektrifizierung durch Eispartikel in der Asche kann zu einem stärkeren elektrischen Feld und einer höheren Rate nachweisbarer Blitze führen. Blitze werden auch zur Überwachung von Vulkanen eingesetzt, um gefährliche Eruptionen zu erkennen. ⓘ

Feuerblitze

Intensive Waldbrände, wie sie in der australischen Buschbrandsaison 2019-20 zu beobachten waren, können ihre eigenen Wettersysteme erzeugen, die Blitze und andere Wetterphänomene hervorrufen können. Die intensive Hitze eines Feuers führt dazu, dass die Luft in der Rauchfahne schnell aufsteigt und Pyrocumulonimbuswolken bildet. Durch diese turbulente, aufsteigende Luft wird kühlere Luft angesaugt, was zur Abkühlung der Rauchfahne beiträgt. Die aufsteigende Rauchfahne wird durch den niedrigeren Luftdruck in großer Höhe weiter abgekühlt, so dass die darin enthaltene Feuchtigkeit zu einer Wolke kondensieren kann. Pyrocumulonimbuswolken bilden sich in einer instabilen Atmosphäre. Diese Wettersysteme können trockene Blitze, Feuertornados, starke Winde und schmutzigen Hagel erzeugen. ⓘ

Extraterrestrisch

Blitze wurden auch in den Atmosphären anderer Planeten wie Jupiter und Saturn beobachtet. Obwohl sie auf der Erde in der Minderheit sind, scheinen Superblitze auf dem Jupiter üblich zu sein. ⓘ

Blitze auf der Venus sind nach jahrzehntelangen Studien ein umstrittenes Thema. Während der sowjetischen Venera- und der US-amerikanischen Pioneer-Missionen in den 1970er und 1980er Jahren wurden Signale entdeckt, die auf Blitze in der oberen Atmosphäre schließen lassen. Beim Vorbeiflug der Cassini-Huygens-Mission an der Venus im Jahr 1999 wurden zwar keine Anzeichen von Blitzen entdeckt, doch dauerte das Beobachtungsfenster nur wenige Stunden. Die von der Raumsonde Venus Express (die seit April 2006 die Venus umkreist) aufgezeichneten Funkimpulse könnten von Blitzen auf der Venus stammen. ⓘ

Vom Menschen verursachte Phänomene

• Es wurde auch beobachtet, dass Kondensstreifen von Flugzeugen Blitze in geringem Maße beeinflussen. Die wasserdampfdichten Kondensstreifen von Flugzeugen stellen möglicherweise einen Weg mit geringerem Widerstand durch die Atmosphäre dar, der einen gewissen Einfluss auf die Entstehung eines Ionenweges hat, dem ein Blitz folgen kann.
• Die Abgasfahnen von Raketen boten einen Weg für Blitze, als diese kurz nach dem Start der Apollo 12-Rakete einschlugen.
• Thermonukleare Explosionen haben durch die Bereitstellung von zusätzlichem Material für die elektrische Leitung und eine sehr turbulente lokale Atmosphäre Blitze in der Pilzwolke ausgelöst. Darüber hinaus kann die intensive Gammastrahlung großer Kernexplosionen durch Compton-Streuung stark geladene Regionen in der umgebenden Luft erzeugen. Die intensiv geladenen Raumladungsregionen führen kurz nach der Detonation des Sprengkörpers zu mehreren Blitzentladungen in der freien Luft. ⓘ

Wissenschaftliche Untersuchung

Die Wissenschaft von Blitzen wird Fulminologie genannt. ⓘ

Eigenschaften

Der Donner ist als rollendes, sich allmählich auflösendes Grollen zu hören, da die Geräusche der verschiedenen Abschnitte eines langen Blitzes zu leicht unterschiedlichen Zeiten eintreffen. ⓘ

Wenn das lokale elektrische Feld die Durchschlagsfestigkeit der feuchten Luft (etwa 3 MV/m) übersteigt, kommt es zu einer elektrischen Entladung, die oft von weiteren Entladungen gefolgt wird, die vom selben Pfad abzweigen. Die Mechanismen, die dazu führen, dass sich die Ladungen zu Blitzen aufbauen, sind noch Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen. Eine Studie aus dem Jahr 2016 bestätigte, dass dielektrische Durchschläge eine Rolle spielen. Blitze können durch die Zirkulation von warmer, feuchter Luft durch elektrische Felder verursacht werden. Eis- oder Wasserteilchen akkumulieren dann Ladung wie in einem Van-de-Graaff-Generator. ⓘ

Forscher der University of Florida fanden heraus, dass die eindimensionalen Endgeschwindigkeiten von 10 beobachteten Blitzen zwischen 1,0×10⁵ und 1,4×10⁶ m/s lagen, mit einem Durchschnitt von 4,4×10⁵ m/s. ⓘ

Erkennung und Überwachung

Blitzschlagzähler in einem Museum ⓘ

Der früheste Detektor, der erfunden wurde, um vor einem herannahenden Gewitter zu warnen, war die Blitzglocke. Benjamin Franklin installierte ein solches Gerät in seinem Haus. Der Detektor basierte auf einem elektrostatischen Gerät, dem von Andrew Gordon 1742 erfundenen "elektrischen Glockenspiel". ⓘ

Blitzentladungen erzeugen ein breites Spektrum an elektromagnetischer Strahlung, darunter auch Hochfrequenzimpulse. Anhand der Zeitpunkte, zu denen ein Impuls einer bestimmten Blitzentladung bei mehreren Empfängern eintrifft, kann die Quelle der Entladung mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von Metern lokalisiert werden. Die US-Bundesregierung hat ein landesweites Netz solcher Blitzdetektoren errichtet, mit dem Blitzentladungen auf dem gesamten amerikanischen Festland in Echtzeit verfolgt werden können. Darüber hinaus bietet ein privates globales Detektionssystem, das aus über 500 Detektionsstationen besteht, die sich im Besitz von Hobbyisten/Freiwilligen befinden und von diesen betrieben werden, Blitzkarten in nahezu Echtzeit unter blitzortung.org ⓘ

Der Wellenleiter zwischen Erde und Ionosphäre fängt elektromagnetische VLF- und ELF-Wellen ein. Elektromagnetische Impulse, die durch Blitzeinschläge übertragen werden, breiten sich in diesem Wellenleiter aus. Der Wellenleiter ist dispersiv, was bedeutet, dass ihre Gruppengeschwindigkeit von der Frequenz abhängt. Die Differenz der Gruppenlaufzeit eines Blitzimpulses bei benachbarten Frequenzen ist proportional zur Entfernung zwischen Sender und Empfänger. Zusammen mit Methoden zur Richtungsbestimmung ermöglicht dies die Ortung von Blitzeinschlägen bis zu einer Entfernung von 10.000 km von ihrem Ursprung. Außerdem sind die Eigenfrequenzen des Erd-Ionosphären-Wellenleiters, die Schumann-Resonanzen bei etwa 7,5 Hz, zur Bestimmung der globalen Gewitteraktivität genutzt. ⓘ

Zusätzlich zur bodengestützten Blitzdetektion wurden mehrere Instrumente an Bord von Satelliten gebaut, um die Blitzverteilung zu beobachten. Dazu gehören der Optical Transient Detector (OTD) an Bord des Satelliten OrbView-1, der am 3. April 1995 gestartet wurde, und der spätere Lightning Imaging Sensor (LIS) an Bord von TRMM, der am 28. November 1997 gestartet wurde. ⓘ

Ab 2016 startete die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOCA) Wettersatelliten der Geostationary Operational Environmental Satellite-R-Serie (GOES-R), die mit Geostationary Lightning Mapper (GLM)-Instrumenten ausgestattet sind, bei denen es sich um optische Nahinfrarot-Detektoren handelt, die kurzzeitige Veränderungen in einer optischen Szene erkennen können, die auf das Vorhandensein von Blitzen hinweisen. Die Blitzerkennungsdaten können in eine Echtzeitkarte der Blitzaktivität in der westlichen Hemisphäre umgewandelt werden; diese Kartierungstechnik wurde vom Nationalen Wetterdienst der Vereinigten Staaten eingeführt. ⓘ

Blitze rufen starke elektromagnetische Störungen im Funkverkehr hervor (Atmosphärische Störungen). Auf unbenutzten Radiofrequenzen der Lang- und Mittelwelle machen sich Blitze durch deutliches Knacken oder Kratzen bemerkbar. Dieses Phänomen wird zur automatischen Ortung von Blitzeinschlägen genutzt. Dazu werden nach der heute üblichen Technik der Blitzortungssysteme mittels mindestens dreier Sensoren die Laufzeitunterschiede gemessen, und daraus die Position bestimmt (Time of arrival-Systeme, TOA, ähnlich der Funktion der GPS-Peilung). Die Ergebnisse sind auf diversen Websites als Blitzkarten erhältlich, wie sie zum Beispiel BLIDS von der Siemens AG oder das österreichische System ALDIS und andere Mitglieder von EUCLID (European Cooperation for Lightning Detection), oder NALDN (North American Lightning Detection Network) sowie das von Freiwilligen betriebene Netzwerk Blitzortung.org anbieten. ⓘ

Die Technik der magnetischen Richtungspeilung wird von ca. 50000 Flugzeugen in Form des 1975 erfundenen Stormscopes genutzt. Die Geräte der 70er und 80er Jahre hatten einen eigenen Bildschirm im Cockpit. Seit auch Kleinflugzeuge Bildschirmcockpits verwenden, werden in der überwiegenden Zahl der Fälle die vorhandenen Bildschirme zur Darstellung genutzt. Das Stormscope WX-500, ein direkter Abkömmling der 70er-Jahre-Geräte, hat keinen eigenen Bildschirm mehr. Zusätzlich zum ursprünglichen Stormscope vermarktet Avidyne sein TWX670 unter einem anderen Namen. ⓘ

Daneben ist auch Ortung über die Schumann-Resonanz möglich. ⓘ

Künstlich ausgelöst

• Raketengesteuerte Blitze können "ausgelöst" werden, indem speziell konstruierte Raketen mit Drahtspulen in Gewitter geschleppt werden. Der Draht wickelt sich ab, wenn die Rakete aufsteigt, und schafft so einen erhöhten Boden, der absteigende Vorläufer anziehen kann. Wenn sich ein Vorläufer festsetzt, bietet der Draht einen Weg mit geringem Widerstand, auf dem ein Blitz entstehen kann. Der Draht wird durch den Rückstrom verdampft, wodurch an seiner Stelle ein gerader Blitzplasmakanal entsteht. Diese Methode ermöglicht die wissenschaftliche Erforschung von Blitzen unter kontrollierteren und besser vorhersehbaren Bedingungen.

  Das International Center for Lightning Research and Testing (ICLRT) in Camp Blanding, Florida, verwendet für seine Forschungsstudien in der Regel raketenausgelöste Blitze.

• Laser-ausgelöst

  Seit den 1970er Jahren haben Forscher versucht, Blitze mit Hilfe von Infrarot- oder Ultraviolettlasern auszulösen, die einen Kanal aus ionisiertem Gas erzeugen, durch den der Blitz zur Erde geleitet wird. Mit dieser Art der Blitzauslösung sollen Raketenabschussrampen, Stromversorgungsanlagen und andere empfindliche Ziele geschützt werden.

  In New Mexico, USA, testeten Wissenschaftler einen neuen Terawatt-Laser, der Blitze auslöst. Die Wissenschaftler feuerten ultraschnelle Pulse eines extrem leistungsstarken Lasers ab und sandten so mehrere Terawatt in die Wolken, um elektrische Entladungen in den Gewitterwolken über der Region auszulösen. Die vom Laser ausgesandten Laserstrahlen bilden Kanäle aus ionisierten Molekülen, die als Filamente bezeichnet werden. Bevor der Blitz in die Erde einschlägt, leiten die Filamente den Strom durch die Wolken und spielen die Rolle von Blitzableitern. Die Forscher erzeugten Filamente, deren Lebensdauer zu kurz war, um einen echten Blitzschlag auszulösen. Dennoch wurde ein Anstieg der elektrischen Aktivität innerhalb der Wolken registriert. Nach Ansicht der französischen und deutschen Wissenschaftler, die das Experiment durchgeführt haben, können die vom Laser ausgesandten schnellen Pulse bei Bedarf Blitze auslösen. Die statistische Analyse zeigte, dass die Laserpulse die elektrische Aktivität in der Gewitterwolke, auf die sie gerichtet waren, tatsächlich erhöhten - sie erzeugten kleine lokale Entladungen an der Stelle der Plasmakanäle. ⓘ

Blitzentladungen können auch durch einen Vulkanausbruch ausgelöst werden. ⓘ

Physikalische Erscheinungen

Blitzinduzierte remanente Magnetisierung (LIRM), kartiert während einer Magnetfeldgradientenuntersuchung einer archäologischen Stätte in Wyoming, Vereinigte Staaten. ⓘ

Magnetismus

Die Bewegung von elektrischen Ladungen erzeugt ein Magnetfeld (siehe Elektromagnetismus). Die intensiven Ströme einer Blitzentladung erzeugen ein flüchtiges, aber sehr starkes Magnetfeld. Wo der Blitzstrom durch Gestein, Erde oder Metall fließt, können diese Materialien dauerhaft magnetisiert werden. Dieser Effekt wird als blitzinduzierter remanenter Magnetismus (LIRM) bezeichnet. Diese Ströme folgen dem Weg des geringsten Widerstands, oft horizontal nahe der Oberfläche, manchmal aber auch vertikal, wo Verwerfungen, Erzkörper oder Grundwasser einen Weg mit geringerem Widerstand bieten. Eine Theorie besagt, dass Lodestones, natürliche Magnete, die in der Antike gefunden wurden, auf diese Weise entstanden sind. ⓘ

Durch Blitze verursachte magnetische Anomalien können im Boden kartiert werden, und die Analyse magnetisierter Materialien kann bestätigen, dass der Blitz die Quelle der Magnetisierung war, und eine Schätzung des Spitzenstroms der Blitzentladung liefern. ⓘ

Forschungen an der Universität Innsbruck haben ergeben, dass durch Plasma erzeugte Magnetfelder Halluzinationen bei Personen hervorrufen können, die sich in einem Umkreis von 200 m um ein schweres Gewitter befinden. ⓘ

Sonnenwind und kosmische Strahlung

Einige hochenergetische kosmische Strahlen, die von Supernovae erzeugt werden, sowie solare Teilchen aus dem Sonnenwind dringen in die Atmosphäre ein und elektrisieren die Luft, was zu einem Weg für Blitze führen kann. ⓘ

Blitze und Klimawandel

Aufgrund der geringen Auflösung globaler Klimamodelle ist eine genaue Darstellung von Blitzen in diesen Klimamodellen schwierig, vor allem weil sie nicht in der Lage sind, die Konvektion und das Wolkeneis zu simulieren, die für die Entstehung von Blitzen unerlässlich sind. Forschungsarbeiten im Rahmen des Programms "Future Climate for Africa" zeigen, dass ein Modell, das Konvektion über Afrika zulässt, konvektive Gewitter und die Verteilung von Eispartikeln genauer erfassen kann. Diese Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Klimawandel die Gesamtzahl der Blitze nur geringfügig erhöht: Die Gesamtzahl der Blitztage pro Jahr nimmt ab, während mehr Wolkeneis und stärkere Konvektion dazu führen, dass an Tagen, an denen Blitze auftreten, mehr Blitze einschlagen. ⓘ

Eine Studie der University of Washington untersuchte die Blitzaktivität in der Arktis von 2010 bis 2020. Der Anteil der arktischen Sommerblitze wurde mit der Gesamtzahl der Blitze weltweit verglichen und es wurde festgestellt, dass er mit der Zeit zunimmt, was darauf hindeutet, dass die Region immer stärker von Blitzen beeinflusst wird. Es wurde festgestellt, dass der Anteil der Blitzeinschläge oberhalb von 65 Grad nördlicher Breite linear mit der globalen NOAA-Temperaturanomalie anstieg und um den Faktor 3 zunahm, als die Anomalie von 0,65 auf 0,95 °C anstieg. ⓘ

In Kultur und Religion

Religion und Mythologie

Blitzschlag von Mikalojus Konstantinas Ciurlionis (1909) ⓘ

In vielen Kulturen wurde der Blitz als Teil einer Gottheit oder als eine Gottheit an sich angesehen. Dazu gehören der griechische Gott Zeus, der Aztekengott Tlaloc, der Maya-Gott K, der Perun der slawischen Mythologie, die baltischen Pērkons/Perkūnas, Thor in der nordischen Mythologie, Ukko in der finnischen Mythologie, der Hindu-Gott Indra, der Yoruba-Gott Sango, Illapa in der Inka-Mythologie und der Shinto-Gott Raijin. In der traditionellen Religion der afrikanischen Bantu-Stämme ist der Blitz ein Zeichen für den Zorn der Götter. Auch in den Schriften des Judentums, des Islam und des Christentums wird dem Blitz eine übernatürliche Bedeutung zugeschrieben. Im Christentum wird die Wiederkunft Jesu mit Blitzen verglichen. ⓘ

Redewendungen und Sprichwörter

Die Redewendung "Der Blitz schlägt nie zweimal ein (an derselben Stelle)" ist vergleichbar mit "Die Gelegenheit klopft nie zweimal an" und bezieht sich auf eine einmalige Gelegenheit, d. h. auf etwas, das allgemein als unwahrscheinlich gilt. Blitze treten häufig und in bestimmten Gebieten besonders häufig auf. Da verschiedene Faktoren die Wahrscheinlichkeit eines Blitzeinschlags an einem bestimmten Ort beeinflussen, ist die Wahrscheinlichkeit eines erneuten Blitzeinschlags sehr gering (aber nicht unmöglich). In ähnlicher Weise bezieht sich "Ein Blitz aus heiterem Himmel" auf etwas völlig Unerwartetes, und "Ein Mensch, der vom Blitz getroffen wird" ist eine fantasievolle oder komödiantische Metapher für jemanden, der eine einmalige, einschneidende, plötzliche, blitzschnelle Offenbarung erlebt, ähnlich einer Epiphanie oder einer Erleuchtung. ⓘ

Im Französischen und Italienischen ist der Ausdruck für "Liebe auf den ersten Blick" coup de foudre bzw. colpo di fulmine, was wörtlich übersetzt "Blitzschlag" bedeutet. In einigen europäischen Sprachen gibt es ein eigenes Wort für Blitze, die in den Boden einschlagen (im Gegensatz zu Blitzen im Allgemeinen); oft ist es ein Verwandter des englischen Wortes "rays". Der Name des berühmtesten australischen Vollblutpferdes, Phar Lap, leitet sich von dem gemeinsamen Zhuang- und Thai-Wort für Blitz ab. ⓘ

Politische und militärische Kultur

Zwei Blitze im ehemaligen Wappen der Gemeinde Yli-Ii ⓘ

Der Blitz wird in der Heraldik als Donnerkeil bezeichnet und in Form eines Zickzacks mit nicht spitzen Enden dargestellt. Dieses Symbol steht normalerweise für Kraft und Schnelligkeit. ⓘ

Einige politische Parteien verwenden Blitze als Machtsymbol, wie die People's Action Party in Singapur, die British Union of Fascists in den 1930er Jahren und die National States' Rights Party in den Vereinigten Staaten in den 1950er Jahren. Die Schutzstaffel, der paramilitärische Flügel der Nazipartei, verwendete die Sig-Rune in ihrem Logo, die den Blitz symbolisiert. Das deutsche Wort "Blitzkrieg" war eine der wichtigsten Offensivstrategien der deutschen Armee im Zweiten Weltkrieg. ⓘ

Der Blitz ist ein gängiges Abzeichen für militärische Kommunikationseinheiten auf der ganzen Welt. Ein Blitz ist auch das NATO-Symbol für eine Signalanlage. ⓘ

Theorien zur Entstehung

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Fotoserie eines Blitzes im Abstand von 0,32 Sekunden ⓘ

Animation einer Blitzentladung ⓘ

Am häufigsten beobachtet man Blitze zwischen speziellen Wolkentypen wie Cumulonimbus und Erde, in den Tropen fast täglich, in gemäßigten Breiten vorwiegend während der Sommermonate. Sehr zahlreiche Blitze werden auch bei Vulkanausbrüchen beobachtet, bei denen aufsteigende Feuchtigkeit wohl nicht als Ursache in Frage kommt. In beiden Fällen konnte bisher nicht lückenlos aufgeklärt werden, wodurch es zu der gewaltigen Ladungstrennung kommt, die vorher stattgefunden haben muss. Rätselhaft ist der offensichtliche Unterschied zu Laborexperimenten mit Gasen, wo es wegen der guten Beweglichkeit der Moleküle schwierig ist, Ladungstrennung ohne metallische Leiter und Isolatoren zu erzeugen und längere Zeit aufrechtzuerhalten. ⓘ

Spannungen innerhalb einer Gewitterwolke: Wolkenblitz und Erdblitz

Ein Blitz ist ein Potentialausgleich innerhalb der Wolke (Wolkenblitz) oder zwischen dem Erdboden und dem unteren Teil der Wolke (Erdblitz). Für Blitze zwischen der Wolke und der Erde muss der Potentialunterschied (die Spannung) einige zehn Millionen Volt betragen. In der Luft kommt es erst zu einer elektrischen Funkenentladung bei einer elektrischen Feldstärke von ca. drei Millionen Volt pro Meter (der sogenannten Durchbruchfeldstärke); dieser Wert sinkt jedoch stark mit zunehmender Luftfeuchtigkeit. Allerdings wurden solche Feldstärken in einer Gewitterwolke noch nie gemessen. Messungen ergeben nur extrem selten Feldstärken von über 200.000 V/m, was deutlich unter dem Wert für den Durchbruch liegt. Daher wird heute davon ausgegangen, dass die Luft zuerst durch Ionisation leitfähig gemacht werden muss, damit es zu einer Blitzentladung kommen kann. ⓘ

Entstehung eines Blitzkanals durch Ionisation: Leitblitz, Fangentladung und Hauptblitz

Einige Forscher, als erster Wilson im Jahre 1925, gehen davon aus, dass durch kosmische Strahlung angeregte Elektronen den Anfang einer Blitzentstehung bilden. Trifft ein solches Elektron auf ein Luftmolekül einer Gewitterwolke, werden weitere hochenergetische Elektronen freigesetzt. Es kommt zu einer Kettenreaktion, in deren Folge eine Elektronenlawine entsteht (Runaway-Elektronen genannt, der genaue Mechanismus findet sich im Artikel Runaway-Breakdown erklärt). ⓘ

Einer Blitzentladung geht eine Serie von Vorentladungen voraus, die gegen die Erdoberfläche gerichtet sind. Dabei wird ein Blitzkanal (Leitblitz) geschaffen, d. h., ein elektrisch leitender Kanal wird durch Stoßionisation der Luftmoleküle durch die Runaway-Elektronen gebildet. Der ionisierte Blitzkanal baut sich stufenweise auf (daher engl. stepped leader), bis er zwischen Erdoberfläche und Wolke hergestellt ist. Die Vorentladungen sind zwar zum Erdboden hin gerichtet, variieren aber innerhalb weniger Meter leicht ihre Richtung und können sich stellenweise aufspalten. Dadurch kommen die Zick-Zack-Form und die Verästelungen des Blitzes zustande. Der Leitblitz emittiert – wie neue Forschungen zeigen – auch Röntgenstrahlung mit einer Energie von 250.000 Elektronenvolt (siehe dazu die Literaturhinweise). Forscher der Universität Florida haben 2004 nachgewiesen, dass die gemessenen Ausbrüche von Röntgenstrahlen zusammen mit der Bildung der einzelnen Stufen des Leitblitzes auftreten. Dabei nimmt die Intensität der Strahlung mit der Anzahl der Stufen zu, je länger also der Blitzkanal wird. Während der Hauptentladungen wurden keine Röntgenstrahlen gemessen. Noch ist nicht bekannt, wodurch die Elektronen im Leitblitz so stark beschleunigt werden. Der Vorgang des Runaway-Breakdown allein reicht für die gemessene Strahlung nicht aus (siehe dazu auch in den Weblinks). ⓘ

Kurz bevor die Vorentladungen den Erdboden erreichen, gehen vom Boden eine oder mehrere Fangentladungen aus, welche bläulich und sehr lichtschwach sind. Eine Fangentladung tritt meistens bei spitzen Gegenständen (wie Bäumen, Masten oder Kirchtürmen) aus, welche sich in ihrer Höhe von der Umgebung abheben. Meist – aber nicht immer – trifft eine der Fangentladungen mit den Vorentladungen zusammen und bildet einen geschlossenen Blitzkanal zwischen Wolke und Erdboden. Der Blitzkanal weist maximal 12 mm im Durchmesser auf. Durch diesen Kanal erfolgt dann die Hauptentladung, welche sehr hell ist und als eigentlicher Blitz wahrgenommen wird. Das Leuchten des Blitzes wird durch die Bildung von Plasma verursacht. ⓘ

Entstehung des Donners

Im Blitzkanal wird die Luft schlagartig auf bis zu 30.000 °C erhitzt. Das den Blitzkanal schlauchförmig umhüllende Magnetfeld verhindert dabei die Ausdehnung der ionisierten und damit magnetisch beeinflussbaren Luftmoleküle. Die Folge ist ein extrem hoher Druck. Mit dem Ende des Leitblitzes und damit des Stroms bricht auch das Magnetfeld zusammen, und die heiße Luft dehnt sich explosionsartig aus, wodurch der Knall des Donners hervorgerufen wird. Das Grollen des Donners kommt durch Echo-Effekte, durch unterschiedliche Distanzen zum Blitzkanal und durch Dispersion (Abhängigkeit der Schallausbreitung von der Wellenlänge) zustande. Der Blitz selbst erreicht etwa ein Zehntel bis ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit, wobei die für das Auge nicht wahrnehmbare Vorentladung nur mit einem Tausendstel der Lichtgeschwindigkeit verläuft, also mit 300 Kilometer pro Sekunde. Blitzentladungen innerhalb der Wolke werden gewöhnlich von einem länger anhaltenden und weniger scharf polternden Geräusch begleitet. Das hängt zum einen mit der gewöhnlich größeren Distanz zusammen, ist aber vor allem auf die verschiedene Orientierung und Struktur von Erdblitz und Wolkenblitz zurückzuführen. ⓘ

Am Gaisberg wird seit Herbst 2020 die Entstehung des Donners untersucht. In den Sender Gaisberg schlagen jährlich 40 bis 50 Blitze ein, der Sendemast ist ein Objekt mit für Österreich besonders hoher Blitzeinschlaghäufigkeit. Im Jahr 2000 wurde hier das bisher einzige internationale Blitzforschungszentrum eröffnet. ⓘ

Es gibt heute noch widersprüchliche Theorien über die Entstehung von hörbarem Donnerschall aus besonders niederfrequentem Infraschall aus dem Blitzkanal. Dem soll nachgespürt werden. Untersucht werden soll auch, ob Donnerschall für bodenseismische Untersuchungen ausgenützt werden könnte. ⓘ

Spannungskegel

Fulgurit ⓘ

An der Stelle, wo der Blitz in den Boden geht (oder aus ihm heraus), bildet sich ein starkes Spannungsfeld (hohes Potential), das von der Stelle des Einschlags nach außen hin kreisförmig abnimmt und sich im Erdreich kegelförmig spitz fortsetzt, daher der Name. Fläche, Tiefe und Potential des Kegels sind z. B. abhängig von der Stärke des Blitzes, der Bodenbeschaffenheit und Feuchtigkeit. Im Zentrum des Kegels kann es zu Gesteinsaufschmelzung kommen. Dann entsteht ein Fulgurit. ⓘ

Mit „Blitzschlag“ ist nicht nur der direkte Treffer gemeint, sondern auch Schädigungen durch den Spannungskegel. Steht z. B. ein Blitzopfer mit beiden Beinen auf dem Boden, befindet sich jedes Bein auf einem etwas anderen Potential. Die Potentialdifferenz im Körper, die sogenannte Schrittspannung, führt zu Schäden an Organen. Diese sind nicht tödlich, falls die Differenz gering ist, z. B. wenn das Opfer im Moment des Einschlags beide Füße dicht nebeneinander hat und die Spannungsdifferenz minimiert ist. Bei jemandem, der mit Kopf oder Füßen in Richtung Einschlagstelle liegt, ist die Spannungsdifferenz u. U. aber sehr groß. Dann kann auch ein Einschlag, der weiter entfernt ist, zu schweren Schäden führen. Aus diesem Grund sind vierbeinige Tiere (z. B. Kühe auf der Weide) besonders gefährdet. Stärke und Form des Spannungskegels sind in der Regel nicht vorhersehbar. ⓘ

Erscheinungsformen

Grafik zur Entstehung von „Blue Jets“, „Elfen“ („Elves“) und „Red Sprites“ (englisch) ⓘ

Flächenblitz in Norman, Oklahoma (1978) ⓘ

Linienblitz in Ferenci, Istrien/Kroatien (2003) ⓘ

„Sprite“ (1994, NASA/University of Alaska) ⓘ

Wetterleuchten auf Formentera (2004) ⓘ

Blue Jets

„Blue Jets“ (englisch, „blauer Strahl“) sind bläulich leuchtende Lichtfontänen, die sich oberhalb von Gewitterzellen mit ca. 100 km/s bis 50 km hoch ausbreiten. ⓘ

Elmsfeuer

Ein Elmsfeuer ist eine Funkenentladung gegen die umgebende Luft. Physikalisch betrachtet ist sie eine Vorentladung aufgrund großer Feldstärke. Sie tritt meistens an hohen Gegenständen wie Antennenmasten, Schiffsmasten, Flugzeugen (beim Fliegen in Gewitternähe oder einer mit Aschepartikeln durchtränkten Luftschicht) oder Gipfelkreuzen auf. Elmsfeuer können eine Blitzentladung einleiten. Bergsteiger berichten oft, dass diese sog. Spitzenentladung auch am Pickel auftritt, den man daher bei Gewittern nicht in der Hand tragen soll. ⓘ

Elfen

Bei „Elfen“ (englisch elves) handelt es sich um Blitzentladungen, welche die Gase in der Ionosphäre in Schwingung versetzen, so dass sie kurz ringförmig leuchten. Sie treten über großen Gewitterwolken als farbiger Ring in etwa 90 km Höhe auf und werden vermutlich durch Wolkenblitze induziert. ⓘ

Flächenblitz

Ein Flächenblitz zeigt zahlreiche Verzweigungen vom Hauptblitzkanal. ⓘ

Kugelblitz

Kugelblitze sind seltene, kugelförmige Leuchterscheinungen, die bei Gewittern beobachtet wurden. Die meist auf Augenzeugenberichten basierenden Fälle können physikalisch nur unzureichend erklärt werden. ⓘ

Linienblitz

Ein Linienblitz hat keine Verzweigungen. Er sucht sich jedoch nicht immer den direkten Weg zum Erdboden, sondern kann auch Bögen beschreiben, die aus einer bestimmten Perspektive als Knoten und kreisförmige Verschlingungen gesehen werden können. Der Linienblitz ist häufiger zu sehen als andere Blitze. ⓘ

Perlschnurblitz

Der Perlschnurblitz ist eine Blitzart, bei der der Blitz nicht durch einen zusammenhängenden Blitzkanal gekennzeichnet ist, sondern in einzelne, meistens nur wenige Meter lange Segmente zerfällt. Diese einzelnen Segmente leuchten heller und meistens auch etwas länger als ein „normaler“ Linienblitz. Von weitem betrachtet sehen die kurzen leuchtenden Segmente des Blitzes wie auf einer Schnur aufgereihte Perlen aus. ⓘ

Perlschnurblitze sind wie Kugelblitze sehr seltene Blitzphänomene. In Laboren ist es bereits gelungen, Perlschnurblitze künstlich zu erzeugen, dennoch hat man ihre Entstehung noch nicht restlos verstanden. Als Ursache könnten Instabilitäten im Plasma des Blitzkanals in Frage kommen. ⓘ

Red Sprites

„Red Sprites“ (englisch, „Rote Kobolde“) sind kurze, (ca. 5 ms), bis zu 100 km hoch reichende, Polarlichtern ähnelnde Entladungserscheinungen in der Mesosphäre oberhalb großer Gewitter. Sie stehen im Zusammenhang mit Blitzen und sind hauptsächlich aus Flugzeugen beobachtbar, aus weiterer Entfernung (ca. 200 km) bei entsprechenden Sichtverhältnissen auch vom Boden. Sie erscheinen meist rötlich – die rote Farbe entsteht durch die Fluoreszenz von Stickstoff, der durch Blitze des darunterliegenden Gewitters angeregt wurde – und haben unterschiedliche Formen von pilzartig bis lattenzaunähnlich. ⓘ

Häufigkeit von Blitzen

Blitzereignis und Blitzdichte

Eine Entladung wird als Blitzschlag (englisch stroke) bezeichnet. Zu statistischen Zwecken fasst man mehrere Teilblitze (strokes), die innerhalb einer oder 1,5 Sekunden am gleichen Ort gemessen werden, zu einem Blitzereignis, ‚Blitz‘ (englisch flash) zusammen. Nach der Datenbank CATS (Computer Aided Thunderstorm Surveillance System) der EUCLID (European Cooperation for Lightning Detection) ist ein Verhältnis von 100 Mio. Teilblitzen zu 65 Mio. Blitzen festzustellen, also etwa 3:2. ⓘ

Um die Blitzhäufigkeit (Anzahl der Blitzereignisse) vergleichbar zu erfassen und die Blitzgefahr abzuschätzen, ermittelt man die Blitzdichte N_g in Ereignissen (Blitz) je Quadratkilometer. Seit Entwicklung der elektromagnetischen Blitzortung ist die Blitzdichte heute exakt messbar, früher wurde sie aus dem keraunischen Pegel der Gewitterhäufigkeit abgeschätzt. Als gemitteltes Datum ist dieser Wert von der zugrunde gelegten Flächeneinheit (im Allgemeinen 1 km × 1 km) abhängig, für die Abschätzung am Einzelobjekt legt man die lokale Blitzdichte (etwa EN 62305-2 Blitzschutz – Risikomanagement) zugrunde. ⓘ

Blitzstatistik

Deutschland

Jahr	Anzahl	Pro km²	Stärkster Monat	Anzahl	Anteil	Stärkste Woche	Anzahl	Stärkster Tag	Anzahl ⓘ
2004	1.752.455	4,9	Juli	747.330	43 %	KW 30	326.246	23. Juli 2004	125.696
2005	1.927.941	5,4	Juli	869.882	45 %	KW 30	475.230	29. Juli 2005	277.768
2006	2.484.791	7,0	Juli	1.029.761	41 %	KW 25	360.410	25. Juni 2006	159.254
2007	2.662.409	7,5	Juni	1.023.778	38 %	KW 21	452.160	21. Juni 2007	162.139
2008	2.153.171	6,0	Juli	722.830	34 %	KW 31	274.444	25. Juni 2008	106.923
2009	2.354.567	6,6	Juli	1.047.679	44 %	KW 27	595.767	3. Juli 2009	191.636
2010	1.349.049	3,8	Juli	686.337	51 %	KW 28	389.672	17. Juli 2010	143.748

Österreich

Blitze/km² über der Zeit (1992–2010) für Österreich mit Bundesländern ⓘ

Tabelle: Anzahl der Blitze (flashes) je Jahr (Blitzdichte in Ereignisse je km² und Jahr)

Jahr	Burgenland	Kärnten	Nieder österreich	Ober österreich	Salzburg	Steiermark	Tirol	Vorarlberg	Wien	Gesamt ⓘ
1992	04.071 (1,0)	13.265 (1,4)	19.094 (1,0)	09304 (0,8)	12.878 (1,8)	29.013 (1,8)	14.771 (1,2)	2.328 (0,9)	0194 (0,5)	104.918 (1,3)
1993	07.979 (2,0)	31.293 (3,3)	40.701 (2,1)	28.291 (2,4)	22.614 (3,2)	59.656 (3,6)	28.155 (2,2)	3.384 (1,3)	0296 (0,7)	222.369 (2,7)
1994	05.233 (1,3)	27.712 (2,9)	22.766 (1,2)	12.395 (1,0)	15.343 (2,1)	41.881 (2,6)	25.715 (2,0)	3.190 (1,2)	0244 (0,6)	154.479 (1,8)
1995	05.560 (1,4)	24.294 (2,5)	23.892 (1,2)	10.467 (0,9)	12.295 (1,7)	34.423 (2,1)	17.992 (1,4)	2.120 (0,8)	0426 (1,0)	131.469 (1,6)
1996	06.014 (1,5)	14.756 (1,5)	21.262 (1,1)	14.153 (1,2)	11.853 (1,7)	32.690 (2,0)	16.665 (1,3)	1.835 (0,7)	0373 (0,9)	119.601 (1,4)
1997	05.164 (1,3)	23.893 (2,5)	20.043 (1,0)	12.299 (1,0)	10.380 (1,5)	39.761 (2,4)	10.793 (0,9)	0962 (0,4)	0241 (0,6)	123.536 (1,5)
1998	10.521 (2,7)	30.567 (3,2)	28.340 (1,5)	16.032 (1,3)	15.110 (2,1)	55.805 (3,4)	21.770 (1,7)	1.349 (0,5)	0664 (1,6)	180.158 (2,1)
1999	03.770 (1,0)	17.771 (1,9)	20.592 (1,1)	10.261 (0,9)	07.786 (1,1)	28.270 (1,7)	10.252 (0,8)	1.224 (0,5)	0256 (0,6)	100.182 (1,2)
2000	07.849 (2,0)	29.079 (3,0)	34.074 (1,8)	21.522 (1,8)	18.993 (2,7)	54.673 (3,3)	23.286 (1,8)	3.745 (1,4)	0707 (1,7)	193.928 (2,3)
2001	05.973 (1,5)	17.263 (1,8)	24.456 (1,3)	16.986 (1,4)	10.055 (1,4)	29.022 (1,8)	14.538 (1,1)	1.897 (0,7)	0368 (0,9)	120.558 (1,4)
2002	08.642 (2,2)	21.588 (2,3)	39.506 (2,1)	27.328 (2,3)	14.148 (2,0)	41.864 (2,6)	24.241 (1,9)	3.874 (1,5)	0613 (1,5)	181.804 (2,2)
2003	07.620 (1,9)	41.241 (4,3)	32.510 (1,7)	23.636 (2,0)	20.555 (2,9)	53.095 (3,2)	28.483 (2,3)	3.419 (1,3)	1.196 (2,9)	211.755 (2,5)
2004	04.834 (1,2)	17.941 (1,9)	20.249 (1,1)	17.600 (1,5)	09.813 (1,4)	36.050 (2,2)	12.596 (1,0)	2.942 (1,1)	0476 (1,1)	122.501 (1,5)
2005	03.996 (1,0)	18.923 (2,0)	36.400 (1,9)	31.584 (2,6)	12.289 (1,7)	58.585 (3,6)	14.318 (1,1)	1.577 (0,6)	0317 (0,8)	177.989 (2,1)
2006	08.305 (2,1)	43.715 (4,6)	50.672 (2,6)	38.662 (3,2)	28.975 (4,1)	72.777 (4,4)	37.073 (2,9)	3.300 (1,3)	0501 (1,2)	283.980 (3,4)
2007	08.143 (2,1)	33.531 (3,5)	57.540 (3,0)	38.414 (3,2)	26.225 (3,7)	54.401 (3,3)	26.024 (2,1)	2.175 (0,8)	1.142 (2,8)	247.595 (3,0)
2008	14.828 (3,7)	37.521 (3,9)	49.778 (2,6)	26.821 (2,2)	20.109 (2,8)	66.386 (4,1)	33.938 (2,7)	3.475 (1,3)	1.235 (3,0)	254.091 (3,0)
2009	10.850 (2,7)	45.675 (4,8)	54.537 (2,8)	29.099 (2,4)	21.049 (2,9)	92.255 (5,6)	24.289 (1,9)	4.298 (1,7)	0792 (1,9)	282.844 (3,4)
2010	14.584 (3,7)	20.539 (2,1)	44.526 (2,3)	30.468 (2,5)	11.542 (1,6)	53.071 (3,2)	13.583 (1,1)	2.119 (0,8)	1.205 (2,9)	191.637 (2,3)
2011	05.855 (1,5)	18.220 (1,9)	22.182 (1,2)	16.821 (1,4)	07.276 (1,0)	34.245 (2,1)	12.784 (1,0)	1.890 (0,7)	0274 (0,7)	119.547 (1,4)
Ø (1992–2011)	07.490 (1,9)	26.439 (2,8)	33.156 (1,7)	21.607 (1,8)	15.464 (2,2)	48.396 (3,0)	20.563 (1,6)	2.555 (1,0)	0576 (1,4)	176.246 (2,1)

Farb-Legende:

<100 1–<200 2–<300 3–<400 4–<500 5–<6 Quelle: ALDIS (Jahresdurchschnitte und Flächenmittelwerte berechnet) Der Anbieter ergänzt seine Veröffentlichungen um den folgenden Hinweis:

Bei den dargestellten Blitzhäufigkeiten handelt es sich um sogenannte nicht homogenisierte Daten. Das bedeutet, dass ein Teil des offensichtlichen Anstieges der Blitzanzahlen in den letzten Jahren auf technische Verbesserungen bei der Blitzortung zurückzuführen ist und nicht unbedingt klimatische Ursachen hat. Die Homogenisierung der ALDIS-Blitzdatenreihe ist eine komplexe Fragestellung und soll im Rahmen eines Kooperationsprojektes mit den Experten der ZAMG erfolgen. ⓘ

Im Juni 2017 veröffentlichte der ORF eine Landkarte mit der bezirksweisen Blitzdichte (pro Jahr und km²) gemittelt über die Jahre 2010–2016. ⓘ

Schweiz

Jahr	Anzahl	pro km²	stärkster Monat	Anzahl	Anteil ⓘ
2004	357.787	8,7	Juli	145.504	41 %
2005	354.828	8,6	Juni	125.093	35 %
2006	485.929	11,8	Juli	241.769	50 %
2007	453.090	11,0	Juni	181.078	40 %
2008	348.106	8,4	Juli	148.507	43 %
2009	460.164	11,1	Juli	212.191	46 %

Quelle: BLIDS (Flächenmittelwerte und Prozentsätze berechnet) ⓘ

Blitzschäden und Schutzmaßnahmen

Blitzeinschlag in einen Maibaum, wobei dessen Fundament teilweise weggesprengt wurde und weitere Sekundärschäden entstanden ⓘ

Blitzschaden an einer Türzarge ⓘ

Blitzschaden an einem Baum ⓘ

Blitze richten in Deutschland jährlich Schäden in Höhe von mehreren hundert Millionen Euro an. 2014 verursachten Blitze versicherte Schäden in Höhe von 340 Millionen Euro. Durch Blitzeinschlag können Haus- und Waldbrände entstehen, zunehmend werden jedoch elektrische Geräte beschädigt. Zum Schutz werden daher viele Gebäude mit einem Blitzschutzsystem versehen. Von Versicherungsgesellschaften wird der Blitzschutz privater Gebäude jedoch nicht ausdrücklich verlangt. ⓘ

Schäden entstehen jedoch nicht nur durch direkten Einschlag, sondern auch durch Potentialunterschiede elektrischer Anlagen oder des Bodens sowie durch elektromagnetische Induktion in längeren Kabelstrecken. Überspannungsschutzsteckdosen für elektronische Geräte wie Computer sind daher recht unzureichende Glieder einer Kette von Maßnahmen des Blitzschutzes. Werden sie allein eingesetzt, schützen sie insbesondere dann kaum, wenn an den Geräten weitere Leitungen angeschlossen sind (Telefonleitung, Antennenanlage, Kabelfernsehen). Wirksamer ist es, alle Leitungen (Strom, Gas, Wasser, Telefon, Antenne, Kabelfernsehen) bei Gebäudeeintritt auf eine gemeinsame Potentialausgleichsschiene zu führen. Zusätzlich sollten die Strom- und Signalleitungen mit Überspannungsableitern (Grob- und Feinschutz) versehen sein. Bei Antennenanlagen gilt weiterhin die alte Regel, den Antennenstecker vor einem Gewitter vom Gerät abzuziehen. Früher wurden Langdrahtantennen für den Rundfunkempfang auf Mittel- und Kurzwelle verwendet. Bei Aufziehen eines Gewitters wurde die Antenne per Klappschalter vom Gerät getrennt und mit der Erde verbunden. Immer lag eine mehrzähnige Funkenstrecke mit 1 mm Luftabstand zwischen „Antenne“ und „Erde“ des Schalters. Ähnliches gilt für Amateurfunk. ⓘ

Freileitungen werden häufig von ein oder mehreren Erdseilen überspannt, die Blitzableitefunktion haben und im Inneren häufig Glasfaser-Datenleitungen integriert haben. ⓘ

Vor und beim Start von Raketen können diese von Blitzen getroffen werden. Heute sind Startrampen oft von etwa vier mehr als raketenhohen Blitzableitemasten, verbunden mit Erdseilen, umgeben. Im Mai 2019 schlug ein Blitz in eine im Kosmodrom Plessezk gestartete Rakete ein, der ihren Flug und die Nutzlast, einen GLONASS-Stelliten nicht beeinträchtigte. Nachdem im November 1969 gleich 2 Blitze beim Abheben der bemannten Mondmission Apollo 12 die Rakete trafen, fielen vorübergehend Teile der Bordelektronik aus, doch die Mission wurde ohne größere Probleme fortgesetzt. Im März 1987 wurde eine unbemannte US-Rakete Atlas G gestartet, vom Blitzschlag getroffen und dadurch der Computer für die Flugbahnsteuerung gestört. Die Rakete kam vom Kurs ab und zerbrach. ⓘ

Ein besonders spektakulärer Blitzschaden ereignete sich 1970 am Langwellensender Orlunda in Schweden. Damals zerstörte ein Blitzschlag den Fußpunktisolator des 250 Meter hohen Zentralmasts des Langwellensenders und brachte diesen dabei zum Einsturz. ⓘ

Wirkung auf Menschen

Blitzschlag

Während eines Gewitters ist man im Freien – vor allem auf erhöhten Standpunkten – der Gefahr des Blitzschlags ausgesetzt. Die Effekte eines direkten Blitzschlages entsprechen in etwa denen eines Stromunfalls mit den für Hochspannungsunfälle typischen Verletzungen wie Verbrennungen und Auswirkungen auf das Nervensystem (wie Gehirn, Rückenmark), Muskulatur einschließlich des Herzens und anderer Organe. Es sind (bleibende) Schädigungen möglich, die u. a. zu Bewusstlosigkeit (Koma), Lähmungen und tödlichem Herz-, Kreislauf- und Atemstillstand führen können. Dabei ist innerhalb einer Stunde nach dem Unfall die Ausbildung von Hautverletzungen in Form einer Lichtenberg-Figur möglich. Direkte Blitzeinschläge in Menschen verlaufen oft tödlich, vor allem bei stärkeren Blitzen. ⓘ

Bei etwa 50 % der überlebenden Blitzopfer treten nach Monaten bis Jahren neurologische Folgeschäden auf. ⓘ

Tödlicher Blitzschlag ist selten; die durchschnittlich drei bis sieben Todesopfer pro Jahr in Deutschland ließen sich durch weitere Vorsichtsmaßnahmen noch weiter reduzieren. Im 19. Jahrhundert wurden in Deutschland noch an die 300 Personen jährlich vom Blitz getötet, da wesentlich mehr Menschen auf freiem Feld in der Landwirtschaft arbeiteten und sich nicht in schützende Objekte wie Autos, Traktoren oder Mähdrescher zurückziehen konnten. ⓘ

Indirekte Auswirkungen

Zusätzlich zu den direkten Auswirkungen des elektrischen Stroms stellt auch die durch den Blitz resultierende Druckwelle eine Gefahr dar. Diese kann je nach Stärke des Blitzes einer Sprengwirkung von ungefähr 30 kg TNT entsprechen und noch in einiger Entfernung Folgeverletzungen wie Gehörschäden, zum Beispiel Hörsturz, Tinnitus oder Risse im Trommelfell, aber auch unter Umständen lebensbedrohliche Risse der Lunge oder Verletzungen innerer Organe sowie Frakturen verursachen. ⓘ

Je nach Situation können weitere indirekte Wirkungen bestehen, beispielsweise durch das Erschrecken oder die Blendwirkung, welche zu Folgeunfällen führen können. Personen, die sich in der Nähe eines Blitzschlags befunden haben, haben in der Folgezeit zum Teil physiologische oder psychische Störungen oder Veränderungen, die sich sogar dauerhaft in einer Persönlichkeitsveränderung auswirken können. ⓘ

Baurecht und Blitzschutz

Gesetzliche Vorschriften

Deutschland

In Deutschland ist vom Gesetzgeber ein Blitzableiter an Wohngebäuden grundsätzlich nicht zwingend vorgeschrieben. In den baurechtlichen Vorschriften der anhängigen Musterbauordnung heißt es unter § 46 Blitzschutzanlagen lediglich knapp:

„Bauliche Anlagen, bei denen nach Lage, Bauart oder Nutzung Blitzschlag leicht eintreten oder zu schweren Folgen führen kann, sind mit dauernd wirksamen Blitzschutzanlagen zu versehen.“

– Musterbauordnung 2002. ⓘ

Jedes Bauvorhaben erfordert damit eine Einzelfallprüfung hinsichtlich der Blitzschlagwahrscheinlichkeit (zum Beispiel anhand der Lage und Ausdehnung des Gebäudes) und einer Folgenabschätzung (zum Beispiel Personenschaden). ⓘ

Österreich

Der entsprechende Wortlaut im österreichischen Baurecht lautet: „Bauwerke sind mit Blitzschutzanlagen auszustatten, wenn sie wegen ihrer Lage, Größe oder Bauweise durch Blitzschlag gefährdet sind oder wenn der Verwendungszweck oder die kulturhistorische Bedeutung des Bauwerks dies erfordern“. ⓘ

Risikoanalyse – Blitzschutznachweis

Der Gesetzgeber benennt keine technische Regel, nach der diese Prüfung durchgeführt werden soll. Im Prinzip ist daher der Bauherr/Architekt in der Nachweisführung frei, soweit alle im Gesetzestext genannten Einflussgrößen (Lage, Bauart, Nutzung, Folgen) detailliert betrachtet werden. ⓘ

In der Praxis erweist sich das als gar nicht so einfach, weil in der Regel die erforderlichen Abschätzungen eine entsprechende Erfahrung voraussetzen. Welcher Arbeitsaufwand hinter einer fachgerechten Risikobeurteilung stecken kann, lässt sich anhand der EN 62305-11 Teil 2 (Deutschland: VDE 0185-305) ablesen. Diese Norm erfüllt vom Umfang die gesetzlichen Mindestanforderungen, die Anwendung ist also baurechtlich zulässig. Andererseits ist der Aufwand für die Datenerfassung und Berechnung für viele Bauvorhaben unangemessen hoch. Besonders problematisch ist jedoch, dass in Einzelfällen die Berechnungsergebnisse nicht mit dem geltenden Baurecht in Einklang stehen. Der Gesetzgeber oder die Rechtsprechung haben für bestimmte Gebäudetypen/Nutzergruppen andere Festlegungen getroffen. Weichen die Berechnungsergebnisse der Risikoermittlung von den gesetzlichen Forderungen ab, so sind grundsätzlich die höheren Anforderungen umzusetzen. ⓘ

Die Risikoermittlung wird immer nur der erste Schritt bei der Planung einer Blitzschutzanlage sein, in einem weiteren Schritt sind die baurechtlichen Besonderheiten zu berücksichtigen, und anschließend sind die in der Risikoermittlung getroffenen Annahmen (ausgewählte Reduktionsfaktoren, Schadenfaktoren usw.) umzusetzen. Auch für die anschließende Planung des Blitzschutzes einer baulichen Anlage werden in der EN 62305-11 Teil 1 bis 4 weiterführende Aussagen getroffen. ⓘ

Mythologie

In der Bibel werden Blitze (und Donner) zum Beispiel für den Zorn Gottes verwendet (Ex 9,24 ; 2 Sam 22,15 ; Hi 37 ; Ps 18 ), für das Strafgericht Gottes (Sach 9,14 ), für Gottes Offenbarung an die Menschen (Ex 20,18 ; Offb 4,5 ), für das Kommen des Menschensohnes (Mt 24,27 ; Lk 17,24 ), für das Fallen des Satans (Lk 10,18 ) und für das Wesen der Engel und Auferstandenen (Hes 1,14 ; Dan 10,6 ; Mt 28,3 ). ⓘ

In der griechischen Antike waren die Blitze dem Zeus als Astrapaios (Blitzschleuderer) zugeordnet, bei den Römern dem Jupiter. Ein Blitzbündel in der Hand als Attribut des Blitzewerfers findet sich in literarischen Quellen (bspw. bei Homer) und auf Darstellungen seither. Die Etrusker sahen in Blitzen Orakel, durch die sie die Gegenwart und Zukunft deuten konnten. Nur die Priester (Haruspices) waren zur Deutung der Blitze gemäß der Blitzlehre befugt. Schon zu dieser Zeit (zwischen 800 und 600 v. Chr.) wurden Blitze kategorisiert und beobachtet. ⓘ

Blitz zwischen Schrift auf Syrakuser Bronzemünze, 317–289 v. Chr. ⓘ

Die Germanen deuteten den Blitz als sichtbares Zeichen dafür, dass Thor (Donar) seinen Hammer zur Erde geschleudert hatte. Bei den baltischen Völkern war es der Gewittergott Perkūnas. ⓘ