Gewitter

Ein Gewitter ist eine mit luftelektrischen Entladungen (Blitz) und Donner verbundene komplexe meteorologische Erscheinung.

Gewitter werden in der Regel von kräftigen wolkenbruchartigen Regen- oder Hagelschauern begleitet. Vor einer Gewitterfront wehen böige Winde mit bis zu Sturmstärke. Starke Gewitter können sich auch zu Unwettern entwickeln. Auch die bei uns eher seltenen Tornados treten in Verbindung mit Gewittern auf. Sommergewitter sind häufiger als Wintergewitter, bei denen auch kräftige Schneeschauer auftreten können.

Durch aufsteigende feuchtwarme Luftmassen baut sich eine große Gewitterwolke (auch Cumulonimbus genannt) auf. Solche Luftströmungen bilden sich, wenn der Erdboden in einem begrenzten Gebiet eine höhere Temperatur als die weitere Umgebung erreicht (z. B. infolge der Sonneneinstrahlung oder unterschiedlicher Wärmeabgabe des Untergrundes, wie bei Wasserflächen, Feldern und Waldgebieten).

Die turbulente Luftströmung trennt kondensierende Wassertröpfchen in unterschiedliche elektrische Potenziale auf. Diese Potenziale zeichnen sich durch Spannungsgefälle aus, die sich durch Entladungen, optisch Blitze, plötzlich ausgleichen. Die Entladungen werden akustisch durch Donner begleitet, da sich die Luft beim Stromdurchfluss schlagartig extrem erhitzt und wieder abkühlt und sich deshalb schnell ausdehnt und danach wieder "zusammenschlägt".

Entstehung von Gewittern

Entstehungsbedingungen

Gewitter können entstehen, wenn hochreichend ein hinreichend großer vertikaler Temperaturgradient (Temperaturdifferenz pro Höhenunterschied) vorhanden ist, d. h. wenn die Temperatur mit zunehmender Höhe so stark abnimmt, dass eine bedingt labile Atmosphärenschichtung vorliegt. Dafür muss die Temperatur pro 100 Höhenmeter um mindestens 0,6 K abnehmen. Ein aufsteigendes auskondensiertes Luftpaket kühlt sich beim Aufstieg um 0,6 K/100 m ab. Dadurch kann es wärmer und somit leichter als die Umgebungsluft werden, wodurch es nach oben beschleunigt wird. Deswegen braucht es für die Entstehung eines Gewitters eine feuchte Luftschicht in Bodennähe, die über die latente Wärme den Energielieferanten für die Feuchtekonvektion darstellt und somit die Gewitterbildung überhaupt erst ermöglicht. Die latente Wärme ist die Energie, die bei der Kondensation in Form von Wärme freigesetzt wird. Deswegen kühlt sich ein aufsteigendes auskondensiertes Luftpaket nur um 0,6 K/100 m (feuchtadiabatisch) statt um 1,0 K/100 m (trockenadiabatisch) ab. Da die Atmosphäre nie hochreichend trockenadiabatisch labil geschichtet ist, bedarf es der Freisetzung latenter Wärme, die einen feuchtadiabatischen Aufstieg der Luftpakete ermöglicht. Sind diese beiden Grundbedingungen erfüllt, muss nicht zwangsläufig ein Gewitter entstehen. Erst die Hebung der feucht-warmen Luftschicht am Boden löst ein Gewitter aus. Dafür sind weitere Faktoren wie Wind- und Luftdruckverhältnisse, die Topographie, sowie die Luftschichtung relevant. Da einige dieser Faktoren durch Vorhersagemodelle schwierig vorauszuberechnen sind und von Ort zu Ort stark variieren, ist die Vorhersage von Gewittern außerordentlich schwierig.

Entstehungsprozess einer Gewitterzelle

Durch Hebung kühlt ein feuchtes Luftpaket zunächst trockenadiabatisch (1,0 K/100 m) ab, bis seine Temperatur die Taupunkttemperatur erreicht. Ab dieser Temperatur beginnt der im Luftpaket enthaltene Wasserdampf zu kondensieren (Kondensation)und es bildet sich eine Quellwolke, die schließlich bei geeigneten Bedingungen zu einer Gewitterwolke, einem so genannten Cumulonimbus (kurz: Cb) anwachsen kann. Bei diesem Vorgang wird latente Wärme freigesetzt. Dadurch erhält das Luftpaket zusätzlichen Auftrieb, da der Temperaturunterschied zur Umgebungsluft zunimmt. Liegt eine bedingt labile Schichtung der Atmosphäre vor, so steigt das Luftpaket ungehindert bis in eine Höhe auf, wo der Temperaturgradient (Temperaturdifferenz pro Höhe) wieder abnimmt. Dadurch verringert sich der Temperaturunterschied im Vergleich zur Umgebungsluft. Ist die Temperatur des Luftpakets schließlich gleich der Temperatur der Umgebungsluft, verschwindet die Auftriebskraft und die aufsteigende Luft wird gebremst. Dieses Niveau wird Gleichgewichtsniveau (Equilibrium Level) genannt. Meistens befindet es sich in der Nähe der Tropopause. Diese liegt in Mitteleuropa zwischen 8 km Höhe im Winter und 12 km Höhe im Sommer. In den Tropen liegt die Tropopause auf ca. 16 km Höhe. Deswegen werden die Gewitter in den Tropen wesentlich höher als in unseren Breiten.

Die Bewegungsenergie, die ein Luftpaket bei seinem Aufstieg erhält wird auch als Labilitätsenergie bezeichnet. Je größer die Labilitätsenergie, desto höher ist die maximale Aufwindgeschwindigkeit in der Gewitterwolke. Die Intensität von Gewittern hängt eng mit der vorhandenen Labilitätsenergie zusammen. Auf Grund ihrer Trägheit können die Luftpakete ähnlich einem Springbrunnen über das Gleichgewichtsniveau hinausschießen (konvektives Überschießen), und zwar um so höher, je größer die Labilitätsenergie und damit die Geschwindigkeit des Aufwindes ist. Auf diese Weise können solche overshooting tops Höhen von über 20 km erreichen.

Niederschlagsbildung

In der Gewitterwolke herrschen starke Aufwinde, die u. U. verhindern, dass kleinere Regentropfen aus der Wolke nach unten fallen. Die Regentropfen und Eiskörnchen werden dann immer wieder nach oben getragen, wo sie gefrieren und sich neues Eis anlagert. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft bis die Eiskörner so schwer geworden sind, dass sie von den Aufwinden nicht mehr gehalten werden können. Dann fallen entweder sehr dicke, kalte Regentropfen, Graupel oder sogar Hagelkörner aus der Gewitterwolke auf die Erde. Je stärker die Aufwinde in der Gewitterwolke sind, desto größer können die Hagelkörner werden. Bei sehr großtropfigem konvektivem Niederschlag (Platzregen) handelt es sich in der warmen Jahreszeit oder in den Tropen meistens um aufgeschmolzene Hagelkörner.

Arten von Gewitterzellen

Eine Gewitterzelle ist die kleinste abgeschlossene Einheit, aus der ein Gewitter aufgebaut sein kann. Sie durchläuft immer drei Stadien, ein Wachstumsstadium, ein Reifestadium und ein Zerfallsstadium. Eine Gewitterzelle ist aus einer Cumulonimbuswolke aufgebaut, in der Auf- und Abwinde auftreten. Häufig schließen sich mehrere Gewitterzellen zusammen und bilden größere zusammenhängende Einheiten von Gewittern.

Einzelzellengewitter

Bei der Einzelzelle handelt es sich um eine einzelne Gewitterzelle. Es ist die kleinstmögliche abgeschlossene Form, in der ein Gewitter auftreten kann. Ihre Lebensdauer beträgt zwischen 30 Minuten und einer Stunde. Sie entsteht bei schwacher Windscherung, das heißt, wenn der Wind mit der Höhe nur unwesentlich zunimmt. Meistens verursachen Einzelzellen relativ schwache Gewitter.

Lebenszyklus einer Gewitterzelle

Die Einzelzelle durchläuft drei Stadien:

Wachstumsstadium: In dieser Phase existiert nur ein Aufwind. Dieser wird durch die Freisetzung von Labilitätsenergie erzeugt. Zuerst bildet sich ein Cumulus congestus. Wenn die Wolke in den oberen Teilen vereist entsteht ein Cumulonimbus, die eigentliche Gewitterwolke. Noch sind keine Abwinde vorhanden und es fällt kein Niederschlag aus der Wolke. Es können aber in seltenen Fällen schwache Tornados auftreten.

Reifestadium: In dieser Phase existieren sowohl Aufwinde als auch Abwinde. Der Abwind bildet sich durch fallenden Niederschlag, der kalte Luft aus höheren Schichten nach unten transportiert. Aufgrund schwacher Windscherung kann sich Auf- und Abwind nicht voneinander trennen. Der Niederschlag fällt auch in den Aufwind zurück und schwächt diesen damit ab. Am Boden setzt Niederschlag in Form von Regen, Graupel oder kleinem Hagel ein. Anfangs können auch noch schwache Tornados auftreten. Meistens ist die Niederschlagsintensität zu Beginn der Reifephase am höchsten. Am Boden treten vereinzelt Böen auf. Fast alle Blitze treten während dieser Phase auf.

Zerfalls- oder Auflösungsstadium: In dieser Phase existiert nur noch ein Abwind. Die Zelle regnet aus. Die Cumulonimbuswolke löst sich auf. Der vereiste Wolkenschirm (Cirrus oder Cirrostratus cumulonimbogenitus) kann aber noch über längere Zeit bestehen bleiben.

Impulsgewitter

Eine Sonderform der Einzelzelle ist das Impulsgewitter. Es tritt auf, wenn relativ viel Labilitätsenergie vorhanden ist, aber trotzdem sehr geringe Windscherung vorherrscht. Das Impulsgewitter ist kräftiger als eine gewöhnliche Einzelzelle und kann schwache Tornados, Downbursts (kräftige Fallböen, die am Boden Orkanwinde auslösen können) und Hagel verursachen.

Isolierte Einzelzellen sind selten. Meistens treten mehrere Gewitterzellen nebeneinander auf.

Multizellengewitter

Eine Multizelle besteht aus mehreren einzelnen Gewitterzellen, die relativ nahe beieinander liegen und miteinander interagieren. Die Zellen können sich in unterschiedlichen Entwicklungsstadien befinden. Bei der Multizelle lässt der Abwind einer Gewitterzelle eine neue Zelle entstehen. Obwohl die Lebensdauer einer Zelle nicht höher ist als die einer isolierten Einzelzelle, kann das ganze System insgesamt wesentlich länger als eine Stunde existieren. Die Gewitterzellen treten entweder in Gruppen (so genannten Clustern) auf oder ordnen sich entlang einer Linie an.

Multizellen-Linie

Die Gewitterzellen können sich linienförmig anordnen. Diese Gewitterlinien können mehrere 100 km lang werden. Man bezeichnet sie auch als Böenlinien (engl. "squall line"), da an der Vorderseite von diesen häufig kräftige Sturmwinde auftreten. Diese Böenfront sorgt dafür, dass ständig neue Gewitterzellen entstehen, welche die alten ersetzen. Dieses geschieht, indem sich die kühlere und schwerere Luft, die unter den Gewittern entsteht, vor die Gewitterlinie schiebt. Dort wird die feucht-warme und somit energiereiche Luftmasse angehoben, wodurch eine neue Zelle entsteht. Dieser Prozess hält solange an, wie die Luft an der Vorderseite instabil geschichtet und ausreichend feucht ist.

Derecho

Bei einem Derecho handelt es sich um eine lang gezogene, ungewöhnlich rasch ziehende Gewitterlinie, die verbreitet starke Sturmwinde (Downbursts) verursacht. Um der Definition eines Derechos gerecht zu werden, muss sie auf mindestens 450km Länge wirksam sein und dabei immer wieder schwere Sturmböen über 93 km/h hervorbringen.

Multizellen-Cluster

Die Gewitterzellen können sich zu so genannten Clustern gruppieren, die als ganzes gesehen eine längere Lebensdauer aufweisen.

Mesoskaliges konvektives System (MCS)

Ein MCS ist ein Komplex aus mehreren Gewitterzellen, der sich auf einer größeren Skala organisiert als eine einzelne Gewitterzelle. Ein MCS hat eine Lebensdauer von mehreren Stunden. Der MCS kann von oben gesehen eine runde oder ovale Form annehmen. Er kann auch innerhalb von tropischen Zyklonen, Gewitterlinien und MCCs auftreten.

Mesoskaliger konvektiver Cluster (MCC)

Ein MCC ist ein großer MCS, der normalerweise eine runde oder leicht ovale Form aufweist. Er erreicht seine größte Intensität gewöhnlich während der Nacht. Ein MCC wird definiert über die Größe. die Lebensdauer und die Exzentrizität (auch Rundheit), basierend auf dem Wolkenschirm, der auf dem Satellitenbild beobachtet werden kann.

Definition eines MCC

Größe: Die Temperatur der Wolkenoberseite muss auf einer Fläche von mindestens 100000 km² -32°C oder weniger betragen. Die Temperatur der Wolkenoberseite muss auf einer Fläche von mindestens 50000 km² -52°C oder weniger betragen.

Lebensdauer: Das Größenkriterium muss mindestens 6 Stunden erfüllt sein.

Exzentrizität: Das Verhältnis zwischen kürzester und längster Achse darf nicht unter 0,7 liegen.

Superzellengewitter

Bei Superzellen handelt es sich eigentlich um Einzelzellen, die aber durch ihren hohen Grad an organisierter Struktur ausgezeichnet sind. Sie können auch in einen Zell-Cluster oder eine Böenlinie eingebettet sein. Wesentliches Merkmal ist eine Rotation des Aufwindbereiches, die so genannte Mesozyklone. Dabei überwiegt die zyklonale Rotation, auf der Nordhalbkugel entgegen dem Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel umgekehrt. Ursächlich ist eine vertikale Windscherung, also eine Änderung der Windgeschwindigkeit und -richtung mit der Höhe. Meistens nimmt dabei der Wind unter Rechtsdrehung mit der Höhe zu. Die Corioliskraft hat keinen direkten Einfluss hierauf, da Mesozyklonen zu kleinräumig sind. Indirekt spielt sie aber insofern eine Rolle, als das großräumige Windfeld, in das die Mesozyklone eingebettet ist, durch die Corioliskraft - neben Druckgradient, Zentrifugalkraft und Bodenreibung - mit bestimmt wird. Die erwähnte Rechtsdrehung des Windes mit der Höhe ist ein solcher Effekt.

Von einer Superzelle spricht man definitionsgemäß, wenn eine hochreichende persistente Rotation vorliegt. Hochreichend heißt, dass mindestens ein Drittel der Aufwinde rotiert, und persistent, dass die Rotation mindestens so lange andauert wie die Konvektion. Das sind gewöhnlicherweise etwa 10 bis 20 Minuten. Per Definition muss allerdings über 30 Minuten Rotation vorhanden sein, damit man von einer Superzelle sprechen kann.

Weitere Kennzeichen einer Superzelle sind neben dem Vorhandensein einer Mesozyklone eine räumliche Trennung der Auf- und Abwindbereiche. Dabei ist der Aufwind durch die vertikale Geschwindigkeitszunahme geneigt, meistens in Richtung des Windes im mittelhohen Niveau (ca. 5 km). Der im Abwindbereich ausfallende Niederschlag stört somit nicht durch seine Verdunstungskühlung die Zufuhr feuchtwarmer Luft in den Aufwindbereich.

Es werden anhand der Niederschlagsintensität drei Typen von Superzellen unterschieden:

LP-Superzelle (low precipitation supercell) - hier ist das Niederschlagsfeld meistens klein und auf den Zellkern beschränkt. Dort kann aber sehr großer Hagel auftreten, während Tornados nur selten auftreten. Dieser Typ tritt häufig in den westlichen Great Plains der USA an der Grenze feucht-warmer Luft aus dem Golf von Mexiko zu trocken-heißer Wüstenluft aus dem Südwesten der USA auf. In Mitteleuropa ist er recht selten.
Klassische Superzelle (classic supercell) - die häufigste und typische Form von Superzellen. Das Niederschlagsfeld ist ausgedehnter als im vorigen Fall und der Zellkern mit den stärksten Niederschlägen (Starkregen und Hagel) wickelt in der Regel hakenförmig um die Mesozyklone (Hakenecho oder engl. hook echo). Tornados treten bei diesem Typ wesentlich häufiger auf als bei der LP-Superzelle.
HP-Superzelle (high precipitation supercell) - die niederschlagsintensivste Form von Superzellen. Das Niederschlagsfeld ist sehr ausgedehnt und es kommt über einem recht großen Gebiet zu Starkregen oder Hagel. Der Zellkern mit den intensivsten Niederschlägen weist häufig eine nierenförmige Struktur auf. Das Niederschlagsgebiet umschließt die Mesozyklone größtenteils und verdeckt damit manchmal die Sicht auf einen allfälligen Tornado (engl. bear's cage=Bärenkäfig). Diese mit Regen umwickelten (engl. rain-wrapped) Tornados sind besonders gefährlich und für die meisten Todesfälle in den USA verantwortlich.

Daneben gibt es noch die Sonderform flacher Superzellen (low-topped supercell, mini supercell) geringerer Höhenerstreckung, aber mit persistenter Mesoyklone. Diese treten in der Regel in Kaltluftmassen auf. Wichtig ist auch, dass eine Superzelle keine elektrische Aktivität zeigen muss, auch wenn die meisten Superzellen nicht nur als Schauer sondern auch als Gewitter auftreten.

Die Unterschiede einer Superzelle gegenüber einer normalen Zelle:

Eine Superzelle ist im Allgemeinen bedeutend langlebiger, sie lebt manchmal mehrere Stunden. Ihre räumliche Ausdehnung kann beträchtlich sein, ist aber nicht notwendig größer als die einer Einzel- oder Multizelle.
Die Zugrichtung von Superzellen zeigt meistens ein Ausscheren nach rechts (auf der Südhalbkugel nach links) gegenüber dem steuernden Wind im mittleren Niveau der Troposphäre, der die Zugrichtung normaler Gewitterzellen bestimmt.
Es treten deutlich intensivere Wettererscheinungen und Ausprägungen der Wolke und auch spezielle Wolkenformen auf. Hierzu zählt vor allem die so genannte Wallcloud die als Absenkung der regenfreien Wolkenbasis unter dem rotierenden Aufwind in Erscheinung tritt.
Die intensiven Wettererscheinungen machen Superzellen zur gefährlichsten Art von Gewitterzellen. Sie sind oft begleitet von Wolkenbrüchen, großem Hagel über 4 cm Durchmesser und schweren Fallböen (Downbursts). Bei ca. 10-20 % aller Superzellen kommt es zur Bildung mesozkylonaler Tornados.

Lange Zeit galten Superzellen mit wenigen Ausnahmen allein auf die USA beschränkt (nach letzten Erkenntnissen sind es hier mehrere tausend pro Jahr), mittlerweile hat sich aber gezeigt, dass sie bei geeigneten Bedingungen in vielen Gebieten der Erde (auch in den Tropen) auftreten können.

Vermutlich liegt der Anzahl rotierender Stürme an der Gesamtzahl der Gewitter um 5% (Untersuchungen aus den USA sowie Mitteleuropa), der Versuch einer Aufnahme aller jährlichen Superzellen in eine statistische Auswertung ist derzeit jedoch nur aus Österreich bekannt (von 2003 bis 2005 im Schnitt etwas mehr als 50 rotierende Gewitter jährlich registriert).

Nahezu alle sehr starken oder verheerenden Tornados (F3 und darüber auf der Fujita-Skala) gehen aus Superzellen bzw. Mesozyklonen hervor. Schwächere Tornados (F0 bis F2) können sowohl mesozyklonalen als auch nicht-mesozyklonalen Ursprungs sein [1]. Je nach Region überwiegt hier aber der letztgenannte Typ.

Superzellen sind in eindeutiger Weise nur anhand der Rotation (TVS, Tornado Vortex Signature) erkennbar, die auch beim Doppler-Velocity-Scan im Wetterradar sichtbar wird.

Klassifikation von Gewittern

Die Bildung von hochreichender konvektiver Bewölkung und Gewittern setzt neben einer bedingt labilen Schichtung zur Auslösung der Feuchtekonvektion einen Hebungsantrieb voraus. Hinsichtlich der Auslösemechanismen können verschiedene Gewittertypen unterschieden werden.

Luftmassengewitter

Luftmassengewitter treten in einer einheitlichen Luftmasse auf, d. h. die Temperatur verändert sich in horizontaler Richtung kaum. Die Temperatur muss aber mit der Höhe hinreichend stark abnehmen und es muss ein bodennaher Heizmechanismus vorliegen (thermische Auslösung). Man kann zwei Haupttypen von Luftmassengewitter unterscheiden: Wärmegewitter und Wintergewitter.

Wärmegewitter (auch Sommergewitter genannt) entstehen bei uns praktisch ausschließlich im Sommerhalbjahr. Die starke Sonneneinstrahlung erwärmt die Luft vor allem in Bodennähe und lässt zudem viel Wasser durch Evapotranspiration verdunsten. Dadurch erhöht sich der vertikale Temperaturgradient im Tagesverlauf. Die Temperatur steigt vor allem am Boden stark an, während sie in der Höhe nahezu konstant bleibt. Ab einer bestimmten Temperatur (Auslösetemperatur) beginnen Warmluftblasen in die Höhe zu steigen, da sie wärmer und somit leichter sind als die Luft in ihrer Umgebung. Dabei kühlen sie sich ab und erreichen schließlich das Kondensationsniveau. Ist die Atmosphäre darüber feuchtlabil geschichtet, so werden auf diese Weise thermisch Gewitter ausgelöst. Wärmegewitter treten meistens in den Nachmittags- und Abendstunden auf.

Wintergewitter entstehen im Winterhalbjahr. Ihre Entstehung ist prinzipiell dieselbe wie die der Wärmegewitter. Allerdings fehlt im Winter oft eine ausreichend starke Sonneneinstrahlung. Deswegen kann ein hoher Temperaturgradient nur durch starke Abkühlung in der Höhe zustande kommen. Das geschieht durch Zufuhr von Höhenkaltluft, die meistens polaren Ursprungs ist. Über See wird die Feuchtekonvektion spontan und tageszeitunabhängig thermisch durch den starken Temperaturgradienten zwischen der relativ warmen Meeresoberfläche und der darüber geführten relativ kalten Luft ausgelöst. Auf Satellitenbildern sind diese Luftmassen an der zellulären konvektiven Bewölkung deutlich zu erkennen. Über Land hingegen tritt dieser Mechanismus zurück und es ist unter Einfluss der - wenn auch schwachen - Einstrahlung ein Tagesgang der Konvektion zu beobachten. Wintergewitter treten am häufigsten in den Mittags- und frühen Nachmittagsstunden auf. Allerdings ist die in den unteren Schichten über dem Meer erwärmte Luft oft recht weit ins Binnenland hinein noch genügend labil, um Konvektion auszulösen. Am heftigsten sind die Wettererscheinungen dabei in den Küstenregionen (lake effect). Wintergewitter sind oft mit kräftigen Graupelschauer- und Schneeschauern verbunden. Da kältere Luft jedoch weniger Wasserdampf enthält und somit weniger energiereich ist, sind diese Gewitter meistens weniger intensiv als Wärmegewitter im Sommer.

Frontgewitter

Frontgewitter entstehen durch dynamische Hebung, die durch die Fronten verursacht wird. Es müssen allerdings bereits vor dem Frontdurchzug die Grundbedingungen für Gewitter erfüllt sein. Die Front ist lediglich der Auslöser (auch Trigger genannt). Frontengewitter treten vor allem an der Vorderseite von Kaltfronten auf. Nur in seltenen Fällen können sie auch an Warmfronten auftreten. In diesem Fall wird die Atmosphäre durch den Einschub feucht-warmer Luftmassen in den unteren Bereichen der Troposphäre labilisiert und es kommt zu sogenannten Warmlufteinschubgewittern.

Wenn eine Kaltfront aufzieht, schiebt sich die kalte Luft wie ein Keil unter die feuchtwarme Luft, so dass diese in die Höhe gehoben wird. Auf einer bestimmten Höhe kondensiert der Wasserdampf und es bilden sich Quellwolken, die schließlich bei geeigneten Bedingungen zu Gewitterwolken anwachsen können. Solche Frontgewitter können das ganze Jahr über auftreten, sind allerdings im Sommer häufiger als im Winter und fallen in der Regel auch heftiger aus.

Konvergenz

Eine Besonderheit, die vor allem in der warmen Jahreszeit auftritt, sind linienhaft angeordnete Gewitter entlang von Konvergenzen, die vielfach einer Kaltfront vorgelagert sind und in diesem Fall als präfrontale Konvergenzen bezeichnet werden. Im Bereich der Konvergenz kommt es noch nicht zu einem Luftmassenwechsel, wohl aber zu einem Windsprung, der durch das konvergente Windfeld bedingt ist. Auslöser bzw. Hebungsmechanismus ist hier die zusammenströmende Luft, die entlang der Konvergenz zum Aufsteigen gezwungen wird. Im Winter sind solche Konvergenzen meistens wenig wetteraktiv, während im Sommer die Haupt-Gewittertätigkeit oft an der Konvergenz und nicht an der nachfolgenden Kaltfront zu finden ist. Innerhalb von Kaltluftmassen hinter einer Kaltfront kommt es entlang von Troglinien zur Hebungsvorgängen, die Feuchtekonvektion und auch Gewitter auslösen können. Dieser Mechanismus ist zu allen Jahreszeiten zu beobachten, schwerpunktmäßig dabei im Winter, da dann die Dynamik von Tiefdruckgebieten am ausgeprägtesten ist.

Orographische Gewitter

Orographische Gewitter entstehen durch Hebung an Gebirgen. Überströmt eine Luftmasse ein Gebirge, wird sie zwangsläufig gehoben. Dabei kühlt sie sich ab und kondensiert u. U. aus. Es kann sich bei geeigneten Bedingungen eine Gewitterwolke bilden. Orographische Gewitter können in Staulagen enorme Regenmengen verursachen, da sie sich u. U. immer wieder an derselben Stelle bilden.

Gefahren

In manchen Fällen bergen starke Gewitter Gefahren, wie z. B. Sturmschäden durch Fallböen (Downbursts) oder Tornados, Überschwemmungen durch starken Regen und Schäden durch Hagel. Selten kommt es zu Schäden durch Blitze, etwa zu Kurzschlüssen, Bränden oder gar Verletzungen. Seit der Erfindung des Blitzableiters sind die meisten Gebäude vor Blitzen geschützt. Der Aufenthalt in Wäldern während eines Gewitters ist mitunter lebensgefährlich. Schlägt der Blitz in einen Baum ein, kann dieser durch das in ihm enthaltene Wasser und die schlagartige Hitze des Blitzes explodieren, da das Wasser verdampft und den Baum sprengen kann.
Die Gefahr eines Blitzschlages besteht auch in einiger Entfernung zu der eigentlichen Gewitterzelle noch, mitunter wird von Blitzschlägen aus blauem Himmel berichtet, Wolken-Boden-Blitze legen zum Teil sehr große Entfernungen zurück.

Verhaltensregeln beim Aufenthalt im Freien während eines Gewitters

Wird man im Freien von einem Gewitter überrascht, so sollte man möglichst nicht in die Nähe von Bäumen oder anderen Erhebungen in freier Landschaft gehen. Die Karosserie eines Autos bietet den besten Schutz vor Blitzeinschlägen für den Menschen, die Fahrgastzelle des Autos bildet bei Gewitter einen Faradayschen Käfig. Der Blitz wird über die Karosserie und die Reifen des Autos ins Erdreich geleitet. Wenn kein Auto in der Nähe ist, sollte man sich so flach wie möglich auf den Boden kauern, am besten in eine Erdkuhle. Hinlegen sollte man sich nicht, um die Kontaktfläche zum Boden zu verkleinern. Stattdessen in der Hocke die Beine umschlungen und geduckt verharren. Erhebungen und Hügel sollten auf dem Weg zu einem Unterschlupf gemieden werden und v. a. von Bäumen, Masten u.ä. gilt es Abstand zu halten. Siehe auch Verhalten bei Gewitter. Sollte man vom Blitz getroffen werden, so hat man mit nasser Kleidung die größten Überlebenschancen; durch die durchnässte Kleidung kann der Blitz ohne großen Widerstand zum Erdboden gelangen. Trockene Kleidung hingegen hat einen sehr hohen Widerstand, schwerste Verbrennungen an Ein- und Austrittsstelle sind die Folge. Weiterhin kann die Reizleitung zum Herzen derart gestört werden, dass es zu einem Kammerflimmern kommt, das ohne Behandlung (Defibrillation) zum Tode führt. Auch der Strom des Blitzes selbst kann nach einigen Stunden tödlich sein, durch die giftigen Abbauprodukte des im Blut enthaltenen und durch die Hitze zerstörten Eiweißes. Durch Elektrolyse bildet sich im Blut zusätzlich Gas, welches zu einer oft dramatisch verlaufenden Embolie führen kann.

Verhalten in Gebäuden während eines Gewitters

In Gebäuden sollte man sich möglichst von Wasserhähnen oder Duschen fernhalten, durch diese kann der Strom des Blitzes auch ins innere eines Gebäudes gelangen. Auch sollte man nicht mit dem Festnetztelefon telefonieren, sofern es ein schnurgebundenes ist. Schlägt der Blitz in die Leitung ein, stellt man mit dem Telefonhörer in der Hand eine gute Verbindung zur Erde dar. Schnurlostelefone stellen konstruktionsbedingt keine Gefahr dar. Allerdings sollte man in diesem Fall Telefongespräche nur mit Teilnehmern führen, von denen man weiß, dass sie ebenfalls schnurlose Telefone oder Handy benutzen oder sich außerhalb des Gewittergebiets befinden. Grundsätzlich bieten sich zum Schutz der elektrischen Gerätschaften im Haushalt Steckdosenleisten mit Überspannungsschutz an, hierdurch wird das jeweilige Gerät vor der durch einen Blitzeinschlag entstehenden Spannungsspitze geschützt. Allerdings muss beachtet werden, dass dieser Überspannungsschutz alleine nicht ausreichend ist. Für den sicheren Schutz vor Blitzschlag müssen folgende Bedienungen erfüllt sein:

Das Haus muss über einen Blitzableiter verfügen
An der Hauseinspeisung muss eine Blitzspannungsableitung vorhanden sein
im Verteilerkasten muss ebenfalls eine Überspannungsableitung installiert sein

Siehe auch

Blitz
Verhalten bei Gewitter zum Schutz vor Blitzschlag.
Donner
Keraunischer Pegel
Wetterkontrolle

Weblinks

Wiktionary: Gewitter – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Commons: Gewitter – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Commons: Superzelle – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

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