Feldlinien: Richtungsangabe des elektrischen Feldes, sie sind stets senkrecht zum Erdboden gerichtet
Potentialfläche: Flächen gleicher Spannung
Potentialdifferenz: Spannungsänderung von einem zum nächsten Meter (mol/m)

Definition: In der Atmosphäre existieren ständig freie elektrische Ladungen, die durch positive und negative Ionen gebildet werden. Sie bewegen sich mit der Luftströmung mit und werden beim Zusammenstoßen neutralisiert.

Die Ionisation entsteht durch: Radioaktiver Zerfall (Sondenbereich) UV-Strahlung in der Höhe. Der Potentialausgleich beträgt bei Schönwetter 130 Vm^-1 und bei Schlechtwetter bis 450.000 Vm^-1.

Durch die Gewitter erfolgt ständig ein Ladungstransport in die Hochatmosphäre, das elektrische Feld wird nicht neutralisiert. Es gibt täglich ca. 44.000 Gewitter auf der Erde. Dies alles geschieht durch:

• Influenz: Ladungstrennung durch Bewegung der Niederschlagsteilchen und/oder fester Beimengung im elektrischen Feld
• Veränderung der Oberfläche von Niederschlags-teilchen in den Auf- und Abwindströmen
• Durch Kontakt- und Reibungswirkungen der festen Niederschlagteilchen in der Wolke und bei Zersplitterung
• Bei der Phasenänderung des Wassers.

Aufbau der Gewitterzelle

Grundbedingungen:

• feucht-labile Schichtung (Luft steht kurz vor Kondensation
• sehr große Mengen von latenter Energie müssen vorhanden sein
• Taupunkt Td>15°C und Temperatur - Taupunkt T-Td<° Kelvin
• Starker vertikaler Temperatur- und Wärmeaustausch à Thermik (Konvektion) à Haufenwolken Cu à CB
• Geringe horizontale Verlagerungsgeschwindigkeit
• Begünstigung durch Orographie (Relief)

Aufbau: Es gibt 3 Entwicklungsstadien

1. Stadium à Cu-Stadium - einsetzen der Konvektion; kein Niederschlag; elektrische Polarisierung; Auf- und Abwinde haben 5 bis 10 m/s; die Wolke wird immer wärmer

2. Stadium à Reife- Stadium

• Zunahme der Konvektion; Auf- und Abwind sind stark bis 30 m/s
• Sehr starke Vereisung in der oberen Schicht à Ci-Schirm
• Temperatur über -22°C hinaus in der Höhe
• Durch starke Auf- und Abwinde kommt des zur Koagulation (Zusammenfließen von Wasser). Es kommt dabei zur Bildung von Hagel und Graupel
   

    
    
    
    
   

  3. Stadium à Zerfallsstadium

• Aufwinde werden von den Abwinden abgeschnürt
• Ausfall von Niederschlag und elektrischen Ladungen (Blitze und Donner)

nächste Ausgabe

2. Teil Gewitter

aus den Aufzeichnungen der Lehrzeit beim DWD und dem Meteorologischen Dienst der DDR

Marco Ringel, Februar 2002