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Radiofeuilleton - Wissenschaft und Technik / Archiv | Beitrag vom 24.08.2013

Blaue und rote Kobolde

Atmosphärenforscher beobachten Megablitze

Von Lutz Reidt

Ein sogenannter "roter Kobold" im Weltraum (picture alliance / dpa)
Ein sogenannter "roter Kobold" im Weltraum (picture alliance / dpa)

Anders als normale Blitze entladen sich Megablitze über den Gewitterwolken. 80 Kilometer und höher schießen die bläulichen oder rötlichen Streifen in den Himmel und verschwinden nach Bruchteilen von Sekunden. Forscher untersuchen, welchen Einfluss die Megablitze auf die Zusammensetzung der Atmosphäre haben.

Es ist ein warmer Sommerabend, im Westen verschwindet gerade die Sonne als orange-roter Feuerball hinter dem Horizont. Der klare Abendhimmel über den Dächern von Hamburg ist ein idealer Gegensatz zu dem, was sich gut hundert Kilometer weiter östlich abspielt: Irgendwo über Mecklenburg tobt gerade ein heftiges Gewitter. Beste Voraussetzungen für Hartwig Lüthen. Der Amateur-Astronom steht auf dem Balkon seiner Wohnung in Altona und filmt Megablitze hoch über den Gewitterwolken:

"Wenn man genau hinguckt, sieht man noch an einer Stelle einen Stern; ich glaube, es ist Wega. Und dann plötzlich sieht man da so ein paar Striche im Bild und dann ist es auch schon wieder vorbei. Die sind ja sehr schnell, im Grunde Millisekunden-Ereignisse. Auf einem oder zwei Einzelbildern von so einer Videosequenz sind die drauf, ziemlich hell; strichförmige, so streifenförmige Geschichten; sehen so aus wie eben ein Feld von so blitzartigen Strukturen, was kurz aufleuchtet und dann sofort wieder weg ist."

Megablitze sausen bei Gewittern nach oben in die Atmosphäre, hinauf in Höhen von 80 Kilometern und mehr. Weil diese Irrlichter vor allem in lauen Sommernächten ihre Tänze aufführen, haben amerikanische Wissenschaftler diese Phänomene kurzerhand "Sprites" getauft - nach den Kobolden aus dem Sommernachtstraum von Shakespeare.

Allesamt sind es sehr, sehr flüchtige Erscheinungen, sagt der Meteorologe Professor Ullrich Finke von der Hochschule Hannover:

"Das sind nur Bruchteile von Sekunden andauernd nur. Allerdings über einen sehr großen Bereich ausgedehnt. Also, nicht so ein kleines Gebiet wie der normale Blitz. Sie leuchten allerdings wesentlich schwächer; der normale Blitz ist ja doch sehr hell, sehr intensiv.

Und die verschiedenen Phänomene, die man hier eben sieht, das sind also die Sprites, diese Kobolde, wie man es auf deutsch sagt; und man muss sie über den Gewitterwolken suchen, in einer Höhe von 20, 30 Kilometer bis 60, 70, 80 Kilometer Höhe. Man weiß, wo man suchen muss und man kennt mittlerweile auch die Farben, die typischen Farben, die dabei entstehen; und in der Regel sind die tieferen Entladungen etwas bläulich, während die höheren rötlich werden."

Es muss also in aller Regel ein besonders kräftiger Blitz seinen Weg zur Erde bahnen, damit oberhalb der Gewitterwolke eine negative Ladung als Keimzelle für einen Sprite entstehen kann. Die Atmosphärenforscher wollen jetzt klären, welchen Einfluss diese Entladungen auf die oberen Stockwerke unser Lufthülle hat - so etwa auf die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre. Fest steht, dass die Megablitze zum Beispiel Stickoxide erzeugen:

"Dort oben ist es ja sehr kalt, sehr niedrige Temperaturen; die Stoffe bleiben sehr lange bestehen; so dass Stickoxide, die dort normalerweise gar nicht existieren, nun jetzt auf einmal dort vorhanden sind. Und die Stickoxide wiederum können am Ozonkreislauf teilnehmen. Sie können Ozon abbauen in diesen Höhen, sie können andere Stoffe erzeugen, so dass aus Sicht der Atmosphärenchemie das schon sehr wichtige Prozesse sein können - auch wenn sie so selten sind. Aber sie produzieren eben Stoffe, die sehr langlebig sein können - zumal in Höhen, wo sonst eben keine anderen Quellen vorhanden sind."

Die intensiven Sprite-Beobachtungen haben auch zur Entdeckung weiterer Phänomene geführt, die jedoch deutlich kleiner sind und in niedrigeren Höhen umherspuken: Die Blue Jets. Blitzforscher Martin Füllekrug von der University of Bath in England beschreibt diese Lichtgestalten:

"Blue Jets entstehen direkt an der Oberkante der Gewitterwolke und gehen ungefähr bis 30, 40 Kilometer Höhe; sind allerdings immer sehr schmal; also die haben einen Durchmesser von einigen Kilometern und gehen auf wie ein Kegelstumpf; und bei denen ist das so, die sind hauptsächlich blau; aber ganz in der Nähe der Gewitterwolke, wo eben der Energie-Eintrag am größten ist, erscheinen sie manchmal sogar weiß."

Die Blue Jets breiten sich mit Geschwindigkeiten von 100 Kilometern in der Sekunde aus. Inzwischen gehen die Forscher davon aus, dass es auch Hybrid-Phänomene gibt zwischen diesen Blue Jets und den Sprites. Doch ist das nicht die letzte Entdeckung der Megablitzforscher:

"Neben den Blue Jets wurden dann noch sogenannte Elves entdeckt, was man vielleicht übersetzt als Elfen übersetzen könnte. Und diese Elves sind grob gesprochen ein Ring, der sich oberhalb des auslösenden Blitzes manifestiert und dann mit Lichtgeschwindigkeit in alle Richtungen sich ausbreitet. Also, dieses Phänomen entsteht in ungefähr 80 bis 90 Kilometer Höhe und kann dann über tausend Kilometer beobachtet werden als ein kontinuierlich expandierender Ring."

Hartwig Lüthen würde auf seinem Balkon in Hamburg nach den Sprites gern auch einmal Blue Jets mit seiner Kamera einfangen.

"Der Sprite-Entdecker, der mir geschrieben hat, meinte, ich sollte doch gleich jetzt mal anfangen, Blue Jets zu filmen. Also, es würde wohl gehen. Es gibt auch einzelne Amateure, die tatsächlich Blue Jets fotografiert haben, gelegentlich. Also, das wäre ein Knaller, wenn man sowas mal hinkriegen würde."

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