Archiv der Kategorie: Natur

Wie entsteht Morgen- bzw. Abendrot?

Auch wenn die Tage schon immer kürzer werden, kann man im Moment häufig sehr schöne Sonnenuntergänge oder für Frühaufsteher auch Sonnenaufgänge bewundern. Der orangene bis tiefrote Himmel kurz nachdem die Sonne hinter dem Horizont verschwindet, bzw. kurz bevor sie aufgeht, ist eines der schönsten Himmelsphänomene. Aber wie kommt es eigentlich, dass der Himmel und vor allem die angestrahlten Wolken sich in solch kräftigen Farben zeigen?

Tagsüber ist ein wolkenloser Himmel strahlend blau. Hier taucht bereits die erste Frage auf: Warum ist das so?

Das Sonnenlicht, das uns in der Regel weiß erscheint, besteht tatsächlich aus allen Farben des Regenbogens (vgl. Wie entsteht ein Regenbogen). Das Licht all dieser Farben überlagert ergibt weißes Licht. Dieses weiße Licht dringt dann in die Erdatmosphäre ein. Dort trifft es auf Moleküle in der Luft – vorwiegend Stickstoff und Sauerstoff. An diesen Molekülen wird das Licht der Sonne gestreut, es verändert also seine Richtung. Licht verschiedener Wellenlängen und damit verschiedener Farben wird allerdings nicht gleichstark gestreut. Kurzwelliges blaues Licht wird deutlich stärker gestreut, als langwelliges rotes Licht. Da bei hohem Sonnenstand tagsüber der Weg des Lichts durch die Erdatmosphäre relativ kurz ist, wird hauptsächlich das blaue Licht gestreut. Das gestreute Licht ist das, was wir dann sehen. Der Himmel erscheint somit blau.

Morgens oder auch abends, wenn die Sonne tief über dem Horizont steht bzw. gerade auf oder untergeht, ist der Weg des Lichts bis zu uns deutlich länger. Der Weg ist so lang, dass das blaue Licht so weit gestreut wird, dass es zum großen Teil gar nicht mehr bei uns ankommt. Was wir dann sehen ist die Streuung des roten Lichts und der Himmel oder auch die angestrahlten Wolken erscheinen rot. Wolken strahlen deshalb, weil sie das Licht der Sonne ganz einfach reflektieren. Aus diesem Grund sind sie tagsüber auch weiß (vgl. Warum sind Wolken weiß).

Wenn du nun das nächste Mal einen Sonnenuntergang bestaunst, weißt du jetzt auch wie dieses spektakuläre Farbenspiel entsteht.

 

Quellen:

https://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/himmelsblau-und-abendrot/

https://wetterkanal.kachelmannwetter.com/wie-entsteht-morgenrot-und-abendrot/

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Was ist eigentlich Mikroplastik?

Immer mehr wird darüber gesprochen und immer öfter steht es im Mittelpunkt der Medien – Mikroplastik. Aber was genau ist eigentlich Mikroplastik, wo kommt es her und was hat es für Auswirkungen?

Allgemein wird Mikroplastik als Kunststoffteilchen definiert, die kleiner als 5 mm sind. Hierbei wird unterschieden zwischen gezielt hergestelltem und ungewolltem Mikroplastik. Viele Kosmetik Produkte enthalten absichtlich kleinste Kunststoffpartikel, die einen reinigenden Effekt haben sollen. Doch der Großteil des Mikroplastiks entsteht durch Abrieb von kunststoffhaltigen Produkten. Den wohl größten Anteil macht dabei der Reifenabrieb auf Straßen aus. Die sehr feinen Partikel werden dann über die Luft oder die Kanalisation in Flüsse und Meere transportiert. Auch synthetische Kleidung verursacht beim Waschen durch Abreibung Mikroplastik Partikel. Eine weitere große Quelle ist sogenanntes Makroplastik im Meer, also größere aus Kunststoff bestehende Teile, die in den Ozeanen schwimmen. Durch die UV-Strahlung der Sonne verspröden diese Teile und werden durch die Bewegungen im Meer mechanisch zerkleinert bis sie auch zu Mikroplastik zählen.

Die Auswirkungen werden momentan ausgiebig untersucht. Es wurde beispielsweise bereits festgestellt, dass Meerestiere, die sich von Plankton ernähren, viele Mengen Mikroplastik aufnehmen, welches dann zu Entzündungen des Verdauungstraktes führen kann. Außerdem können sich in den Plastikteilchen Giftstoffe anreichern, welche dann auch für Meeresbewohner zum Verhängnis werden können. Die Auswirkungen auf den Menschen sind noch nicht weit genug erforscht aber Fakt ist, dass über die Nahrungskette das von uns erzeugte Mikroplastik in unsere Körper gelangt und dort mit Sicherheit keinen positiven Effekt auf uns hat.

Ein riesen Problem stellt dabei die Langlebigkeit der Kunststoffe dar. Die meisten Partikel benötigen mehrere hundert Jahre um sich in die Einzelteile abzubauen. Reifenabrieb beim Autofahren lässt sich leider nur durch weniger fahren reduzieren. Allerdings gibt es im Internet Listen mit Kosmetik Produkten, die auf Mikroplastik verzichten. So kann man zumindest einen, wenn auch kleinen, Beitrag zu dessen Reduzierung beitragen. Die allgemeine Vermeidung von Kunststoffmüll trägt natürlich auch dazu bei den Anteil an Plastik und Mikroplastik in den Meeren zu reduzieren.

 

Interessanter Poetry-Slam Beitrag zu diesem Thema:

 

Quellen:

https://www.spektrum.de/news/die-giftige-fracht-im-mikroplastik/1585272

http://oceanblog.de/2017/04/mikroplastik-im-meer/

Warum dauert es in den Bergen länger ein Ei zu kochen?

Warst du schon einmal in den Bergen und hast Frühstückseier gekocht? Dann ist dir sicher aufgefallen, dass es in höheren Lagen länger dauert bis ein Ei hart ist. Aber woran liegt das und gibt es eine Höhe ab der man Eier gar nicht mehr hart kochen kann?

Der Grund für die längere Kochdauer ist der sinkende Luftdruck mit zunehmender Höhe. Der Luftdruck auf Meereshöhe beträgt im Schnitt 1013 hPa (Hektopascal) oder 1 bar. Mit zunehmender Höhe nimmt der Luftdruck ab. Auf 1000 m Höhe liegt der Luftdruck zum Beispiel nur noch bei etwa 890 hPa. Auf dem höchsten deutschen Berg, der Zugspitze (2962 m) liegt der Wert bei ca. 690 hPa. Man sieht der Luftdruck nimmt rapide ab, je höher man kommt. Aber was hat das Ganze mit der Zeit zum Eierkochen zu tun?

Die Antwort liegt in der Temperatur, bei der Wasser kocht. Jetzt kann man sagen, dass man doch schon in der Schule lernt, dass Wasser bei 100 °C kocht. Das stimmt aber nur für bestimmte Bedingungen, nämlich bei einem Umgebungsdruck (Luftdruck) von 1013 hPa (1bar). Mit steigendem Druck steigt auch die Temperatur, bei der Wasser zu kochen beginnt. Andersherum nimmt diese Temperatur bei sinkendem Druck auch ab. Man kann sich das so vorstellen, dass die Wassermoleküle beim Kochen ja vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand übergehen müssen. Auf die Wasseroberfläche wirkt immer der Luftdruck. Ist dieser höher, so ist es für die Wassermoleküle schwerer aus dem flüssigen Wasser in das Gas überzugehen und man benötigt eine höhere Temperatur. Sinkt der Luftdruck wird dieser Vorgang vereinfacht und die Siedetemperatur, also die Temperatur, bei der das Wasser kocht, sinkt.

Zurück zum Eierkochen. Da Eier in Wasser gekocht werden, ist die Temperatur des Wassers ausschlaggebend dafür, wie lange es dauert bis die Eier hart sind. Höhere Temperatur heißt mehr Wärme, die in das Ei übergehen und das darin enthaltene Eiweiß zum stocken bringen kann. Aus diesem Grund dauert das Eierkochen in höheren Lagen, und damit bei geringerem Luftdruck, länger als auf Meereshöhe. Aber bis zu welcher Höhe kann man denn überhaupt noch Eier kochen?

Wenn man den mit der Höhe abnehmenden Druck und die mit abnehmendem Druck sinkende Siedetemperatur des Wassers betrachtet, kann man näherungsweise sagen, dass die Temperatur, bei der Wasser kocht, etwa alle 300 Höhenmeter um 1 °C abnimmt. Das bedeutet, dass beispielsweise auf 3000 m Wasser nur noch bei 90 °C kocht. Nun ist natürlich die Frage bis zu welcher Temperatur man ein Ei noch hart kochen kann. Das Eigelb, das übrigens mehr Proteine (Eiweiße) enthält als das Eiweiß, gerinnt bei etwa 65 °C. Das Eiweiß hingegen wird erst bei 82,5 °C komplett hart. Um ein Ei also ganz hart zu kochen muss das Wasser mindestens eine Temperatur von 82,5 °C haben. Nimmt man die oben genannte Näherung an, entspricht das einer maximalen Höhe von 5250 m. Rein rechnerisch ist es also ab dieser Höhe nicht mehr möglich ein Ei komplett hart zu kochen. In den Alpen bekommt man hier also keine Probleme beim Eierkochen, es kann bloß mal etwas länger dauern.

Abhilfe könnte übrigens ein Schnellkochtopf schaffen. Hier wird genau der entgegengesetzte Effekt ausgenutzt. Im Schnellkochtopf wird nämlich ein Überdruck erzeugt, wodurch die Siedetemperatur des Wassers wieder steigt. Wer also auf einem 6-,7-oder 8-Tausender ein hart gekochtes Ei essen will, sollte es entweder unten schon kochen oder sich einen guten Schnellkochtopf mitnehmen.

 

Quellen:

http://www.seilnacht.com/versuche/destill.html

https://de.wikipedia.org/wiki/Gekochtes_Ei#cite_note-Gruber-2

http://www.gerd-pfeffer.de/atm_luftdruck.html

https://de.wikipedia.org/wiki/Luftdruck#Abnahme_mit_der_Höhe

Wie entstehen Hoch- und Tiefdruckgebiete?

Sie sind in jedem Wetterbericht enthalten: Hoch- und Tiefdruckgebiete. Sie bekommen sogar Namen. Jedes Jahr ändert sich, ob Tiefdruckgebiete männliche Namen und Hochdruckgebiete weibliche  bekommen oder anders herum. Aber wie entstehen eigentlich Gebiete unterschiedlichen Drucks?

Dazu muss als erstes gesagt werden, dass die Entstehungen durch viele teils sehr komplexe Wettermechanismen hervorgerufen werden. Ich will hier bloß ein einfaches grundlegendes Modell erklären.

Wenn sich die Luft in Bodennähe z.B. durch Sonneneinstrahlung aufwärmt, steigt sie auf Grund geringerer Dichte nach oben. Wenn das großflächig passiert, dann sinkt in diesem Areal der Druck, es entsteht also ein Tiefdruckgebiet. Der durchschnittliche Luftdruck in Bodennähe beträt 1013 hPa (hektopascal) also 1,013 bar. In Tiefdruckgebieten herrscht ein Luftdruck etwa zwischen 980 und 1000 hPa. Beim Aufsteigen kühlt sich die Luft ab und damit steigt auch die relative Luftfeuchtigkeit (vgl. Wie entsteht ein Gewitter? oder Die eingefrorene Windschutzscheibe). Es kommt also zu Wolkenbildung oder sogar Regen. Außerdem entstehen Winde, da Luft von Gebieten höheren Drucks in das Tiefdruckgebiet strömt um das Druckgefälle auszugleichen. Deshalb verbindet man Tiefdruckgebiete meist mit eher schlechtem Wetter. Die Luftmassen, die in einem Tiefdruckgebiet aufsteigen müssen aber ja irgendwo wieder runterkommen. An diesen Stellen entsteht dann ein Hochdruckgebiet durch den genau umgekehrten Effekt. Auch die Effekte der Wolkenbildung werden hier umgekehrt, sodass in Hochdruckgebieten meist eher schönes Wetter herrscht. Hochdruckgebiete haben etwa einen Luftdruck von 1040 bis 1065 hPa.

Wie gesagt ist das bloß eine sehr grobe Erklärung der Entstehung von Hoch- und Tiefdruckgebieten, aber das Prinzip lässt sich an Hand dieser Erklärung darstellen.

 

Quellen:

https://www.goruma.de/erde-und-natur/meteorologie/hoch-und-tiefdruckgebiete

https://content.meteoblue.com/de/meteoscool/grosswetterlagen/hoch-und-tiefdruckgebiete

Warum sind Wolken weiß oder auch grau?

Weiße Wolken in einem blauen Himmel. So stellt man sich einen traumhaften Sommertag vor. Aber warum sind Wolken eigentlich weiß oder im Fall von Regenwolken auch grau?

Dazu müssen wir erst einmal verstehen, was die Farbe weiß eigentlich ist. Sie ist nämlich eine Überlagerung aller Farben des Spektrums der Sonne. Sonnenlicht ist somit auch weißes Licht. Genau dieses Sonnenlicht ist es auch, dass den Wolken ihre Farbe gibt. Fällt das Sonnenlicht nämlich auf eine Wolke, die ja bekanntlich aus sehr vielen, sehr kleinen Wassertropfen besteht, so wird das weiße Licht an diesen Tropfen in alle Richtungen gestreut. Die Wolke sieht also erst einmal von allen Richtungen weiß aus. Was passiert aber in einer Regenwolke, so dass sie grau bis fast schwarz erscheint?

Das Licht, das an den Tropfen in der Wolke gestreut wird muss natürlich trotzdem noch irgendwie durch die Wolke zu unserem Auge gelangen, damit wir es sehen können. Je dichter eine Wolke wird und je größer die Wassertropfen darin werden, desto unwahrscheinlicher ist es, dass ein Lichtstrahl eine Wolke komplett durchdringt und von unserem Auge gesehen werden kann. Die Intensität des Lichts, das Regenwolken durchdringt ist also deutlich abgeschwächt. Das Resultat ist eine graue bis hin zu einer fast schwarzen Wolke.

Bildlich kann man sich das Ganze etwa wie folgt vorstellen: Die Tröpfchen in einer Wolke fungieren wie sehr kleine Spiegel, die das eintreffende Licht in eine zufällige Richtung reflektieren (streuen). Bis zu einer gewissen Wolkendichte ist es sehr wahrscheinlich, dass zumindest ein Teil des eintreffenden Lichts trotz mehrfacher Spiegelung am Ende durch die Wolke gelangt. Je mehr Wassertropfen in einer Wolke sind und je größer diese werden, desto unwahrscheinlicher ist der Fall, dass ein Strahl die Wolke durchdringt und die Wolke erscheint grau.

Warum macht Wind alles kälter?

Die Temperaturen pendeln gerade wieder um den Gefrierpunkt. Die Nächte sind teils bitter kalt, die Sonne gewinnt allerdings schon wieder an Stärke wenn sie mal raus kommt. Einen großen Einfluss auf das Wetter und die Temperaturen im Winter hat aber auch noch ein anderes Naturphänomen: Der Wind.

Wenn wir im Winter nach draußen gehen und uns entscheiden müssen welche Jacke, Mütze oder Handschuhe wir anziehen, schauen wir als erstes auf das Thermometer. Oft merkt man draußen dann aber, dass es doch kälter ist als gedacht. Ein leichter Wind kann unser Temperaturempfinden stark beeinflussen. Auf vielen Wetterportalen wird daher mittlerweile neben der Lufttemperatur auch noch eine gefühlte Temperatur angegeben. Hier wird unter anderem der Effekt, den der Wind auf uns hat mit einberechnet. Wenn wir nach draußen gehen bilden wir nämlich durch unsere deutlich höhere Körpertemperatur eine Art wärmere Schutzschicht um uns herum aus. Die Luft in direkter Körpernähe wird erwärmt und hält damit die kältere Luft drum herum davon ab uns noch weiter abzukühlen. Kleidung versucht möglichst viel dieser warmen Luft am Körper zu halten. Wind hingegen bewirkt genau das Gegenteil. Er bläst die körpernahe, wärmere Luft von uns weg, so dass neue kalte Luft an den Körper gelangen kann. Das Resultat ist, dass es uns kälter vorkommt, wenn es zu niedrigen Temperaturen auch noch windig ist. Diesen Effekt nennt man übrigens auch „Windchill-Effekt“

Gleiches gilt natürlich auch für den Sommer und warme Lufttemperaturen. Im Sommer wird die kühlende Wirkung des Windes bei sehr heißen Temperaturen allerdings oft als angenehm empfunden.

 

Quellen:

https://www.watson.ch/Wissen/Winter/839421571-Fuer-alle–die-heute-schon-draussen-waren–oder-es-noch-vor-haben—10-eiskalte-Kaeltefakten

Warum juckt ein Mückenstich?

Der Sommer ist da! Mit ihm kommen leider auch immer die ungeliebten Stechmücken zum Vorschein. Jeder kennt die Entscheidung für die abendliche Grillparty: Kurze, sommerliche Kleidung mit der wahrscheinlichen Folge von einigen Mückenstichen oder lange Klamotten, um den Mücken möglichst wenig Angriffsfläche zu geben. Doch warum jucken Stiche von Mücken eigentlich und was hilft am besten dagegen?

Zuerst einmal zur Ursache des Juckens. Mücken sondern beim Stechen ein speichelähnliches Sekret ab, das die Gerinnung des Blutes verlangsamt. So können sie in aller Ruhe das Blut saugen, das sie im Übrigen für die Produktion von Eiern brauchen und nicht als Nahrung, wie oft angenommen. Das ist auch der Grund, warum nur weibliche Mücken stechen. Der Mückenspeichel wird von unserem Körper als Fremdstoff erkannt und eine automatische Abwehrreaktion tritt in Kraft. An der Stelle des Stiches wird Histamin freigesetzt, dass eine Art allergische Reaktion auslöst. Folge ist eine Rötung der Stelle, verbunden mit einer leichten Schwellung und einem Juckreiz. Die Stärke der Reaktion ist grundsätzlich von der Menge an abgesondertem Speichel abhängig, jeder Mensch reagiert aber unterschiedlich stark auf Stiche.

An der Aussage: „Kratzen macht es nur schlimmer“ ist übrigens etwas dran. Durch kratzen wird das Histamin unter der Haut großflächig verteilt. Dadurch wird wiederum eine weitere Ausschüttung angeregt und die Reaktion des Körpers verstärkt sich. Um das Jucken minimal zu halten sollte die Einstichstelle gekühlt werden. Kälte wirkt lindernd auf Entzündungen und schwächt die Reaktion ab. Das allseits bekannte auftragen von Speichel auf einen Stich hat ebenfalls einen kühlenden Effekt und kann somit das Jucken abschwächen.

 

Quellen:

http://www.n-tv.de/wissen/frageantwort/Warum-juckt-ein-Mueckenstich-article3594551.html

http://www.rp-online.de/panorama/wissen/wie-lange-und-warum-jucken-mueckenstiche-ein-dermatologe-erklaert-aid-1.1624817

Wie entsteht der Föhn (Wind)?

An außergewöhnlich warmen Tagen hört man oft im Wetterbericht, dass der Föhn dieses warme Wetter beschert. Aber was ist Föhn eigentlich und wie entsteht er?

Der im Sprachgebrauch als Föhn bezeichnete Wind ist grundsätzlich erst einmal ein warmer Fallwind, der bei uns in Deutschland von den Alpen her über Bayern und Baden- Württemberg nach Norden weht. Aber wie entsteht dieser Wind und warum ist er so warm?

Voraussetzung, dass überhaupt ein Wind von Süden her über die Alpen zu uns weht ist, dass auf unserer Seite der Alpen, also über Deutschland, ein Tiefdruckgebiet liegt. Auf der Südseite der Berge in Italien muss hingegen ein Hochdruckgebiet liegen. Durch den höheren Druck auf der einen und den niedrigen Druck auf der anderen Seite der Berge entsteht eine Sogwirkung, die die Luft von Süden her über die Alpen drückt. Auf der Luvseite der Berge, also die dem Wind zugewandte Seite, steigt die Luft nach oben und kühlt sich dabei ab. Im Normalfall erst einmal mit ca. 1°C pro 100 Meter Höhenunterschied. Ab einer gewissen Höhe und Temperatur fängt allerdings die Luftfeuchtigkeit an zu kondensieren und es bilden sich Wolken. Bei dieser Kondensation wird Wärme frei, wodurch die weiterhin aufsteigende Luft sich nun nicht mehr ganz so stark abkühlt (ca. 0,5°C pro 100 Meter). Mit zunehmender Wolkenbildung fängt es auf der Luvseite irgendwann an zu regnen. Das ist dann der sogenannte Steigungsregen, den man oft in den Bergen beobachten kann. Irgendwann hat die Luftmasse den Kamm des Berges erreicht und wird ab dort dann von dem Tiefdruckgebiet Richtung Tal „gezogen“. Da sich bei dieser Abwärtsbewegung der Luftmasse die absolute Luftfeuchtigkeit, also der tatsächliche Anteil an Wasserdampf in der Luft nicht oder nur geringfügig ändert, kann sich die Luft auf dem Weg nach unten wieder mit 1°C pro 100 Meter erwärmen. Die Folge daraus ist, dass die Erwärmung durch das hinab fallen auf der Leeseite (windabgewandt) stärker ist als die Abkühlung auf der Luvseite. Die Luft kommt bei uns in Deutschland somit wärmer an als sie in Norditalien auf die Alpen trifft. Folglich beschert uns ein Föhn immer eine warme Wetterlage, die gerade im Süden Deutschlands zusätzlich noch von Norden her anrückende Wolken vertreibt.

Das ist nicht die einzige Erklärung, wie ein Föhn entstehen kann aber eine, die zumindest das Grundprinzip erklärt, warum dieser Wind so warm ist und gutes Wetter bringt. Hoffen wir also auf viel Föhn in diesem Frühling.

 

Quellen:

http://www.br.de/themen/wissen/meteorologie-wetter-foehn-106.html

http://www.wetter.de/cms/was-ist-foehn-und-wie-entsteht-er-1752881.html

Wie entsteht ein Gewitter?

Im letzten Beitrag ging es um die Entstehung eines Tornados in einer Gewitterwolke. Diese Woche geht es darum, wie denn eine solche Gewitterwolke und die zu einem Gewitter gehörigen Phänomene wie Blitz und Donner entstehen.

Als Grundvoraussetzung wird warme, feuchte Luft in Bodennähe benötigt. Das ist der Hauptgrund, warum Gewitter meist im Sommer stattfinden. Diese warme Luft steigt auf Grund geringerer Dichte nach oben. Auf dem Weg nach oben kühlt sie sich ab. Ab einem gewissen Punkt fängt die Feuchtigkeit in der Luft an zu kondensieren und es bildet sich eine Wolke. Bei der Kondensation des Wassers wird allerdings weitere Wärme frei, die die Luftmasse weiter nach oben steigen lässt. Das Ganze passiert bis zu einem Höhenbereich in dem es so kalt ist, dass die Wassertropfen anfangen zu gefrieren. Die Eiskristalle fallen dann in der Wolke nach unten, können aber durch den in der Wolke herrschenden Aufwind wieder nach oben transportiert werden. Dabei wachsen sie immer weiter an bis sie letztendlich so groß sind, dass der Aufwind sie nicht mehr mitreißen kann und sie als Hagel, Graupel oder große Regentropfen auf die Erde fallen. Durch das ständige Hoch und Runter der Eiskristalle und Wassertropfen in der Wolke lässt sich nicht verhindern, dass diese auch aneinander stoßen und reiben. Dabei können von den aufsteigenden Tropfen Elektronen an die herabfallenden Eiskristalle abgegeben werden. Durch eine hohe Häufigkeit dieses Prozesses in der Wolke entsteht ein Ladungsfeld mit einem Elektronenüberschuss am unteren Ende (Minuspol) und einer Elektronenarmut am Kopf der Wolke (Pluspol). Diese Ladungen in der Wolke interagieren nun auch mit der Erdoberfläche. Hier gilt das allgemeine physikalische Gesetz: „Gegensätze ziehen sich an, Gleiches stößt sich ab“. Die negativ geladene Unterseite der Wolke erzeugt dadurch eine positive Ladung auf der darunter liegenden Erdoberfläche. Die Elektronen werden dort von den Elektronen der Wolke abgestoßen und es entsteht auch hier eine Elektronenarmut (Pluspol). Zwischen dem Minuspol der Wolke, der durch weitere Ladungstrennung in der Wolke immer stärker wird, und dem Pluspol auf der Erdoberfläche herrscht nun eine Spannung. Diese Spannung kann übrigens mehrere hundert Millionen Volt betragen. Wenn die Spannung groß genug ist kann sie sich in Form eines Blitzes entladen. Die kritische Spannung die überwunden werden muss liegt bei etwa 170.000 Volt pro Meter Abstand zwischen Wolke und Erdoberfläche. Blitze können allerdings auch zwischen Wolken oder innerhalb einer Wolke entladen werden. Hierfür sind etwas geringere Spannungen nötig. Deshalb ereignet sich ein Großteil der Blitze in den Wolken und nur ein geringer Teil geht bis auf die Erde.

Ein Blitz ist in der Lage die Luft auf extrem hohe Temperaturen zu erwärmen. Die Luft unmittelbar um den Blitzkanal wird schlagartig auf bis zu 30.000°C erhitzt. Die erhitzte Luft breitet sich dabei explosionsartig aus und bildet eine Druckwelle. Diese Druckwelle vernehmen wir als Donner wenn sie unser Ohr erreicht. Durch verschieden Einflüsse auf dem Weg zu uns kann der Donnerton in eine längeres „Grollen“ verzerrt werden.

Das faszinierende Phänomen Gewitter beinhaltet natürlich noch viel mehr Details aber ich denke mit dem oben Beschriebenen kann man sich ungefähr ein Bild davon machen was sich in und um einer Gewitterwolke herum abspielt.

 

Quellen:

http://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/klima-und-wetter/gewitterblitze/

https://www.nela-forscht.de/2011/06/08/wie-entsteht-ein-gewitter/

Wie entsteht ein Tornado?

Viele von euch haben es wahrscheinlich mitbekommen: Am Donnerstagnachmittag gab es in der Nähe von Würzburg einen  Tornado, der erhebliche Sachschäden anrichtete. Normalerweise kennt man Tornados nur aus Filmen oder Dokumentationen aus Amerika. Aber auch in Deutschland können die gefährlichen Wirbelstürme entstehen. Doch wie genau entsteht so ein Tornado?

Grundsätzlich müssen dafür zwei Luftmassen aufeinander treffen, die sich stark unterscheiden. Die Eine ist sehr feucht, warm und in Bodennähe, wohingegen die Andere deutlich kälter und in höheren Lagen sein muss. Da kalte Luft schwerer ist als warme, entsteht eine Verwirbelung der Luft. Die warme Luft steigt auf, während die kalte Luft nach unten fällt. Dieser Wirbel, der zur Bildung einer Gewitterwolke führt ist aber erst einmal horizontal ausgerichtet. Damit der für einen Tornado ausschlaggebende vertikale Wirbel entstehen kann, benötigt es zusätzlich einen starken Seitenwind, der in der Lage ist den horizontalen Wirbel aufzurichten. Der Wirbel, der sich nun in die vertikale gedreht hat, bildet in seinem Inneren einen Unterdruck, der weitere warme Luft aus Bodennähe ansaugt. Durch diesen Effekt verstärkt sich der Wirbel. Er wird immer schneller und breitet sich in Richtung Boden aus. Erst wenn der Fuß des Wirbels den Erdboden erreicht hat spricht man von einem Tornado. Durch den beschriebenen Effekt der Verstärkung können in einem Tornado Windgeschwindigkeiten von bis zu 500 Km/h entstehen. Die extrem hohen Windgeschwindigkeiten und der starke Unterdruck im Inneren des Tornados sorgen für die zerstörerische Kraft des Wirbelsturms. Tornados werden auf einer Skala von 0-6 in ihrer Stärke eingeordnet. Da die tatsächlichen Windgeschwindigkeiten nur schwer zu messen sind, beruhen die Kategorien auf dem Ausmaß der Zerstörung des Sturms. Sie reichen von 0 mit abgebrochenen Ästen bis hin zur totalen Zerstörung selbst massiver Stahlbetonbauten in der Kategorie 6. Ein Tornado dieser Stärke wurde allerdings noch nie in der Natur beobachtet.

Der Tornado vom Donnerstag wird wohl in die Kategorie 1 -2 einzuordnen sein. Einige Dächer wurden teilweise abgedeckt und größere Hallen wurden zum Einsturz gebracht. Glücklicherweise wurde bei diesem Sturm aber niemand verletzt.

Quellen:

http://www.sturmwetter.de/texte/tornadoentstehung.htm

http://www.br.de/nachrichten/unterfranken/inhalt/windhose-kuernach-unwetter-100.html