Wie Blitz funktioniert

Blitze gegen Wolken erzeugen einen jenseitigen Effekt. Was ist die Wissenschaft hinter diesem schönen - aber gefährlichen - Naturphänomen? Weitere Blitzbilder anzeigen. © Fotograf: Soldeandalucia | Agentur: Dreamstime.com

Der Blitz ist eine der schönsten Darstellungen in der Natur. Es ist auch eines der tödlichsten Naturphänomene, die dem Menschen bekannt sind. Mit Blitztemperaturen, die heißer als die Oberfläche der Sonne sind, und Stoßwellen, die in alle Richtungen strahlen, ist der Blitz eine Lektion in Physik und Demut.

-Neben seiner kraftvollen Schönheit stellt der Blitz die Wissenschaft vor eines ihrer größten lokalen Geheimnisse: Wie funktioniert es? Es ist allgemein bekannt, dass in elektrisch geladenen Sturmsystemen Blitze erzeugt werden, aber die Methode der Wolkenladung ist noch nicht bekannt. In diesem Artikel werden wir den Blitz von innen nach außen betrachten, damit Sie dieses Phänomen verstehen können.

Der Blitz beginnt mit einem weniger mysteriösen Prozess: dem Wasserkreislauf. Um vollständig zu verstehen, wie der Wasserkreislauf funktioniert, müssen wir zuerst die Prinzipien der Verdunstung und Kondensation verstehen.

Verdunstung ist der Prozess, bei dem eine Flüssigkeit Wärme absorbiert und sich in Dampf verwandelt. Ein gutes Beispiel ist eine Wasserpfütze nach einem Regenfall. Warum trocknet die Pfütze aus? Das Wasser in der Pfütze nimmt die Wärme von Sonne und Umwelt auf und entweicht als Dampf. "Escape" ist ein guter Begriff, wenn es um Verdunstung geht. Wenn die Flüssigkeit Wärme ausgesetzt wird, bewegen sich ihre Moleküle schneller. Einige der Moleküle können sich schnell genug bewegen, um sich von der Oberfläche der Flüssigkeit zu lösen und Wärme in Form eines Dampfes oder Gases abzuleiten. Sobald der Dampf frei von den Zwängen der Flüssigkeit ist, steigt er in die Atmosphäre auf.

Kondensation ist der Prozess, bei dem ein Dampf oder Gas Wärme verliert und sich in eine Flüssigkeit verwandelt. Immer wenn Wärme übertragen wird, wechselt sie von einer höheren zu einer niedrigeren Temperatur. Ein Kühlschrank verwendet dieses Konzept, um Ihre Speisen und Getränke zu kühlen. Es bietet eine Niedertemperaturumgebung, die die Wärme Ihrer Getränke und Lebensmittel absorbiert und diese Wärme im sogenannten Kühlkreislauf abführt. In dieser Hinsicht wirkt die Atmosphäre wie ein riesiger Kühlschrank für Gas und Dämpfe. Mit steigenden Dämpfen oder Gasen sinken die Temperaturen in der Umgebungsluft immer weiter. Bald beginnt der Dampf, der Wärme von seiner "Mutter" -Flüssigkeit weggetragen hat, Wärme an die Atmosphäre zu verlieren. Wenn es in höhere Lagen und niedrigere Temperaturen ansteigt, geht schließlich genug Wärme verloren, um zu bewirken, dass der Dampf kondensiert und in einen flüssigen Zustand zurückkehrt.-

Wenden wir diese beiden Konzepte nun auf den Wasserkreislauf an.

Wasser oder Feuchtigkeit auf der Erde absorbiert Wärme von der Sonne und der Umgebung. Wenn genügend Wärme absorbiert wurde, können einige der Moleküle der Flüssigkeit genug Energie haben, um aus der Flüssigkeit zu entweichen und als Dampf in die Atmosphäre aufzusteigen. Wenn der Dampf immer höher steigt, wird die Temperatur der Umgebungsluft immer niedriger. Schließlich verliert der Dampf genug Wärme an die Umgebungsluft, damit er sich wieder in eine Flüssigkeit verwandeln kann. Die Anziehungskraft der Erde bewirkt dann, dass die Flüssigkeit zurück auf die Erde "fällt", wodurch der Zyklus abgeschlossen wird. Es ist zu beachten, dass bei niedrigen Temperaturen in der Umgebungsluft der Dampf kondensieren und dann zu Schnee oder Schneeregen gefrieren kann. Wieder einmal wird die Schwerkraft die gefrorenen Formen beanspruchen und sie werden zur Erde zurückkehren.

Im nächsten Abschnitt werden wir sehen, was elektrische Stürme verursacht.