Schwerpunkte

Gewitter-Sensor

Potz Blitz!

20. November 2013, 11:53 Uhr   |  Von Ruggero Leoncavallo

Potz Blitz!
© soniccc - Fotolia

Blitzdetektor

„Donner ist gut und eindrucksvoll, aber die Arbeit leistet der Blitz“, sagte schon Mark Twain. Der Blitz ist aber auch die größte Gefahr bei einem Gewitter - sei es nun für Menschen oder empfindliche Maschinen. Ein Blitzdetektor von ams erkennt die Gefahr schon in 40 km Entfernung. Und so funktierts.

Durch Blitzschlag sterben jährlich viele Menschen. Aus einer von den USA seit Jahrzehnten geführten Wetter- und Unfallstatistik geht hervor, dass seit 1940 etwa 30 % mehr Menschen durch Blitzschlag getötet wurden als durch Wirbelstürme [1]. Genaue Wettervorhersagen ermöglichen es heute, bei Gefahr eines starken Sturmes Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen. Obwohl beispielsweise in den USA im Jahresdurchschnitt weniger als 50 Menschen Stürmen zum Opfer fallen, ist doch jeder Tote einer zu viel. Gerade für Menschen in stark sturmgefährdeten Regionen sind zusätzliche Personen- und Sachschäden durch Blitzeinwirkung besonders schwer zu ertragen [2]. Zudem warnen chinesische Wissenschaftler davor, dass die globale Erwärmung eine Häufung extremer Wetterlagen zur Folge haben kann - die zahlreichen heftigen Stürme der letzten Jahre könnten ein Vorspiel dazu sein [3].

Könnten die Menschen rechtzeitig vor herannahenden Gewittern gewarnt werden, wäre es möglich, die Todesfälle und Sachschäden zum Großteil zu vermeiden. Nach der sogenannten „30-30“-Regel, also wenn der Donner innerhalb von weniger als 30 Sekunden auf den Blitz folgt, sollte man für die Dauer von mindestens 30 Minuten Schutz aufsuchen. Doch wenn Sie es donnern hören, sind Sie wahrscheinlich bereits in Gefahr. Die menschlichen Sinne sind nicht sehr gut darin, das Herannahen eines Gewitters wahrzunehmen. Mit einer Schallgeschwindigkeit von ca. 300 m/s ist man bei einer Verzögerung von 30 Sekunden zwischen Blitz und Donner etwa 10 km vom Blitz entfernt. Das ist in etwa die maximale Entfernung, bis zu der das menschliche Gehör in einer ruhigen Umgebung Donner wahrnehmen kann - vorausgesetzt, die Schallwellen werden nicht durch physische Hindernisse gedämpft. Im Falle von physischen Hindernissen oder Umgebungslärm, z.B. Straßenverkehr oder Menschenmassen, kann sich diese Distanz bis auf wenige Kilometer verringern.

Die größte Schwachstelle der 30-30-Regel jedoch ist, dass Blitze in der Regel nicht senkrecht von oben einschlagen, sondern diagonal über eine horizontale Distanz von bis zu 10 km. Wegen der erwähnten Wahrnehmungsgrenze von 10 km geht man ein erhebliches Blitzschlag-Risiko für sich selbst und sein Eigentum ein, wenn man sich ausschließlich auf sein Gehör verlässt.

Blitze verursachen elektromagnetische Pulse Schon im späten 18. Jahrhundert entdeckte der russische Physiker und Funktechnik-Pionier Alexander Stepanovic Popov, dass man mit einem einfachen Funkempfänger Blitze erkennen kann. Dies war das erste elektrische System, das ein nahendes Gewitter vorhersagen konnte. In der Tat senden Blitze elektromagnetische Energie aus, deren Spektrum von sehr niedrigen Frequenzen bis zu Röntgenstrahlen reicht. Die Intensität der EMP-Strahlung (EMP: elektromagnetischer Puls) folgt einem 1/f-Gesetz: Die Emissionen sind im unteren kHz-Bereich am stärksten und werden mit zunehmender Frequenz immer schwächer. Popov gelang es, mit Hilfe eines Verstärkers, eines Abwärtsmischers und eines Tiefpassfilters Blitze hörbar zu machen.

Heutige Blitzdetektoren für den Konsumentenbereich - auch „Blitzzähler“ genannt - arbeiten mit einer ähnlichen Technik. Obwohl die American Meteorological Society die Zuverlässigkeit oder den Nutzwert solcher tragbaren Geräte nicht anerkennt, können sie doch unter geeigneten Bedingungen Blitze in einem beschränkten Umkreis erkennen. Der Nutzwert solcher Geräte ist allerdings nur gering, denn sie können weder die Entfernung der Gewitterfront abschätzen noch Blitze zuverlässig von anderen Quellen elektromagnetischer Strahlung, z.B. Mikrowellenherde, Leuchtstofflampen-Vorschaltgeräte, Elektromotoren oder Kamerablitze, unterscheiden. Zudem sind solche Geräte aus diskreten Bauelementen aufgebaut und nicht für eine geringe Stromaufnahme optimiert, wodurch die Batterie schon nach wenigen Wochen entladen ist.

Um zuverlässig und rechtzeitig vor herannahenden Gewittern gewarnt zu werden, bräuchten Verbraucher einen Blitzdetektor mit einer Reichweite von mindestens 30 km, der zuverlässig zwischen Blitzen und Signalen aus anderen EMP-Quellen unterscheiden kann.

Seite 1 von 2

1. Potz Blitz!
2. Schmalbandige Empfänger für Blitzerkennung

Auf Facebook teilen Auf Twitter teilen Auf Linkedin teilen Via Mail teilen

Verwandte Artikel

ams AG