07.08.2020 • Didaktik

Potzblitz, wo hat’s geblitzt?

Mit einem Smartphone lässt sich ermitteln, wo es bei einem Gewitter geblitzt hat und ob das Gewitter näherkommt.

In einem kräftigen Blitz schießene elektrische Ladungen mit einem Drittel der Lichtgeschwindigkeit hindurch und erzeugen eine Stromstärke von ein paar zehntausend Ampere, was die Luft auf bis zu 30000 °C aufheizt. Dadurch expandiert die umgebende Luft schlagartig, und Schallwellen mit großer Amplitude werden ausgelöst. Diese bewegen sich bei 20°C Lufttemperatur mit 343 m/s weiter, während sich das Licht des Blitzes mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Dadurch ergibt sich die alte, grobe Faustregel: Man zähle vom Sehen des Blitzes bis zum Hören des Donners, teile dies durch drei und erhalte so die Entfernung des Blitzes in Kilometern.

Moderner geht es mit der App Blitzortung Gewitter-Monitor. Sie bezieht ihre Daten von dem Netzwerk www. In der App ist im Wesentlichen eine Karte zu sehen, deren Ausschnitt sich vergrößern, verkleinern und verschieben lässt. Über die Karte wird ein Raster gelegt, dessen Größe man einstellen kann (5, 10, 25, 50 oder 100 km). Die Zahl in einem Rasterquadrat gibt an, wie viele Blitze in diesem Gebiet in der gerade vergangenen Zeit registriert wurden (einstellbar 30, 60, 90, 120, 240 Minuten), wobei zwecks Übersichtlichkeit eine Mindestzahl als Schwellenwert eingestellt werden kann (1, 5, 10, 25 oder 50 Blitze). Die Farbe des Rasters gibt an, wann in diesem Quadrat der letzte Blitz registriert wurde.

Abb. 1 Beispiel  einer Gewitterfront in Norddeutschland mit kleinem Raster und...
Abb. 1 Beispiel einer Gewitterfront in Norddeutschland mit kleinem Raster und weißer Farbe für die jüngsten Blitze.

Neben dem Farbschema in Abbildung 1 ist noch ein Temperaturschema möglich, bei dem rot für jüngere und blau für ältere Registrierungen steht. Außerdem kann das Abfrageintervall (20 s, 30 s, 1 min, 2 min, 5 min, 10 min) eingestellt werden, mit dem festgelegt wird, wie oft sich die Darstellung aktualisiert. Links unten wird aus Sicht des aktuellen Standortes angezeigt, in welcher Entfernung und in welcher Richtung vor welcher Zeit es letztmals blitzte. In der obersten Zeile sind einige Daten und Einstellungen ablesbar. Die Angaben in Abbildung 1 bedeuten, dass in der vorgewählten Region (hier Europa) 37129 Blitze in den letzten 120 Minuten registriert wurden und in 20 Sekunden die nächste Aktualisierung geschieht, da ein Abfrageintervall von 60 Sekunden eingestellt ist.

Interessant ist, dass in der Zeit bis zu 24 Stunden zurück- und wieder vorgesprungen werden kann, wobei der Zeitschritt (15, 30 oder 60 Minuten) eingestellt werden kann. So kann man nachverfolgen, wie eine Gewitterfront über das Land gezogen ist und sich dabei das Gewitter auf- oder abgebaut hat.

Auch eine Ortsbestimmung über die Schallgeschwindigkeit lässt sich überprüfen. Die App zeigt nämlich an, wie weit der in der betrachteten Zeitspanne am nächsten gelegene Blitz vom Standort entfernt war und in welcher Himmelsrichtung er auftrat. Ergänzend wählt man ein kleines Raster von 5 km, lässt nur die letzten 30 Minuten mit einem kleinen Abfrageintervall von 20 s mit einem Schwellenwert von einem Blitz anzeigen. Dann kann man bei nicht zu vielen Blitzen bis auf 5 km sehen, wo der Blitz war, bei dem man die Zeit bis zum Eintreffen des Donners bestimmt hat. Da aber durch die wärmere Luft in Bodennähe die Schallwellen des Donners nach oben gebrochen werden, kann der Schall am Boden nicht weiter als 25 km entfernt gehört werden. Deshalb lohnt es sich auch nicht, weiter als bis 14 s zu zählen.

Thomas Wilhelm, Uni Frankfurt

Dies ist die gekürzte Version eines Artikels aus der aktuellen Ausgabe von Physik in unserer Zeit.

Originalveröffentlichung

Th. Wilhelm, Potzblitz, wo hat's geblitzt?, Phys. Unserer Zeit 51(4), 202 (2020); https://doi.org/10.1002/piuz.202070413  

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