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28. Sept.
2006: Hier etwas Lustiges, dass Sie in Ihrer Küche
ausprobieren können: Gehen Sie zum Gefrierschrank, öffnen
die Tür und lösen einen Eiswürfel. Als Nächstes schauen Sie
nach etwas Frost im Gefrierschrank -- der kristalline Flaum,
der sich am liebsten auf den gefrorenen Kirschen festsetzt.
Haben Sie es gefunden? Reiben Sie den Eiswürfel sanft über
den Frost.
Nichts passiert.
 Nun,
was haben Sie erwartet? Einen Blitz?
Tatsächlich entsteht ein Blitz genau so. Kilometer über der
Erde, in den Gewitterwolken, stoßen winzige Eispartikel
ständig gegen größere Eisperlen. Diese beiden Arten von Eis
verhalten sich wie ein Wollsocken, der an einem Teppich
gerieben wird. Zap! Bevor man sich versieht knistert die
Wolke vor elektrischem Potential -- und ein Blitz explodiert
in den Boden hinein.
Rechts:
Blitze, fotografiert von William Biscorner aus Memphis, Michigan.
[Größeres
Bild]
Auf den ersten Blick ist es schwer zu glauben, dass ein
starker Blitz, der die Luft auf seinem Weg auf eine 3-fach
höhere Temperatur aufheizt, als sie auf der Oberfläche der
Sonne herrscht, aus solch kleinen Eispartikeln entstehen
kann. Aber so ist es, ausgehend von der Theorie, und in der
Tat haben Laborexperimente bestätigt, dass man mittels
Eis-Eis Kollisionen Elektrizität erzeugen kann.
Es hört sich trotzdem fantastisch an. Also, "haben wir es
überprüft," sagt Walt Petersen, ein Blitzforscher am
National Space Science and Technology Center in Huntsville,
Alabama.
Über einen Zeitraum von 3 Jahren haben Petersen und seine
Kollegen den Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM)
Satelliten genutzt um in mehr als eine Million Wolken
hineinzuschauen. "TRMM hat ein Radar an Bord um die Menge an
Eis in einer Wolke zu messen. Und er besitzt einen optischen
Detektor, genannt LIS (lightning imaging sensor)
um die Blitze zu zählen." Indem sie die Eismenge einer Wolke
mit den Blitzen verglichen, konnten sie sagen ob Eis und
Blitzschlag wirklich zusammenhängen.
Sie hängen zusammen. "Wir fanden eine starke Korrelation
zwischen Eis und Blitzen in allen Umgebungen - über Land,
über dem Meer und in Küstengebieten." Global gesehen betrug
der Korrelationskoeffizient zwischen "Blitz-Dichte" (Blitze
pro Quadratkilometer pro Monat) und "Eis Wasser Pfad" (Kilogramm
Eis pro Quadratmeter Wolke) über 90%. In einzelnen
Sturmzellen wurden sogar noch größere Korrelationen gefunden
wo, zum Beispiel etwa 10 Millionen Kilogramm Eis, einen
Blitz pro Minute produzieren würden.
10
Millionen Kilogramm. Kein Wunder, dass Sie keinen Blitz in
Ihrem Gefrierschrank produzieren konnten. Es ist wesentlich
mehr Eis notwendig um einen Blitz hervorzurufen.
In einer echten Gewitterwolke stoßen Millionen von
Eisteilchen ständig gegeneinander, getrieben durch
Aufwärtswinde mit Geschwindigkeiten von 16 - 160 km/h.
Winzige Eiskristalle werden positiv geladen und wehen zum
oberen Ende der Wolke, während größere Eisperlen (genannt "Graupel")
negativ geladen werden und zum Boden der Wolke fallen. Diese
Trennung erzeugt Mega-Volt elektrischer Spannung -- und
folglich die Blitze.
Oben:
Blitz-Rate gegenüber Eismasse, gemessen in
Gewittersturmzellen über Kansas/Colorado (schwarz) und Alabama (rot). [Mehr]
Nun, da die Korrelation zwischen Eis und Blitzen so gut
bekannt ist, kann sie zum Guten genutzt werden. Petersen
erklärt:
"Computerprogramme,
die wir schreiben um Wetter und Klima vorherzusagen, müssen
wissen wieviel Eis in einer Wolke ist. Das Problem ist, dass
Eis schwer zu finden ist. Wir können nicht über jeder
Gewitterwolke ein Radar stationieren um den Inhalt an Eis zu
messen. Um unsere Computervorhersagen zu verbessern, müssen
wir wissen wo das Eis ist."
Blitze können dabei helfen. "Da es eine so starke
Korrelation zwischen Blitzen und Eis gibt, erhalten wir
einen guten Anhaltspunkt auf die Menge an Eis, indem wir die
Blitze zählen." Sensoren wie LIS, die günstig sind und auf
dem Boden und im Orbit stationiert werden können, machen
dies zu einer einfachen Aufgabe.
Zurück zu Ihrem Gefrierschrank: Sie sollten vielleicht etwas
mit den Kirschen tun.
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Author:
Dr. Tony
Phillips | Editor:
Dr. Tony Phillips | Credit:
Science@NASA
Übersetzung:
Frank Erhardt (Astrolabium.Net)
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Leserkommentare |
Kommentare
SujDypo
30 Mai 2008, 10:07
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