Wie Blitzableiter funktionieren

Jenna Deutschman

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Wir erklären die Wissenschaft hinter diesem nützlichen Wetter-Gadget

Haben Sie sich jemals gefragt, wie Blitze entstehen? Haben Sie darüber nachgedacht, wie Meteorologen Blitze aufspüren können? Blitze sind ein rätselhaftes Phänomen in der Wettervorhersage. Sie lassen sich nicht genau vorhersagen, können aber mit einem Blitzdetektor aufgespürt werden. Blitzdetektor. Blitzeinschläge ereignen sich tausende Male am Tag, und diese Geräte warnen früher vor schweren Unwettern, was sie zu einem hilfreichen Instrument macht. Sind Sie neugierig, wie Blitzdetektoren funktionieren? Wir beantworten diese Frage in diesem Artikel.

Meteorologen können die Wahrscheinlichkeit eines Gewitters mit starken Blitzen vorhersagen. Leider ist es derzeit nicht möglich, einzelne Blitzeinschläge vorherzusagen, und die Einschläge sind scheinbar zufällig und treten zu schnell und häufig auf, um sie vorherzusagen. Der Blitz ist unsere einzige Warnung, abgesehen von der statischen Elektrizität, die sich manchmal vor einem Blitzschlag aufbaut.

Was sind Blitze?

Ein Blitz ist ein starker elektrischer Blitz. Blitze entstehen, wenn es in einer Gewitterwolke einen Unterschied in der elektrischen Ladung gibt. Die negativ geladenen Teilchen bewegen sich zum Boden der Wolke und werden von den positiv geladenen Teilchen im Boden angezogen - bei einem Blitz von Wolke zu Boden werden Elektronen von der Wolke zum Boden geleitet, wodurch die Ladung ausgeglichen wird. Blitze von Wolke zu Wolke verlaufen ähnlich, nur dass sie zwischen zwei Wolken entstehen.

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Wie Blitzableiter funktionieren

Blitzeinschläge sind wie riesige elektrische Funken; jedes Mal, wenn ein Blitz einschlägt, werden elektromagnetische Impulse ausgestrahlt, die in der Nähe mit einem Radio zu hören sind. Sie haben sie schon einmal gehört: Wenn Sie AM-Radio hören, ist der Impuls das Rauschen, das Sie hören.

Es gibt jedoch ein Problem bei der Verwendung dieser Frequenzen für die Blitzortung. Es gibt andere potenzielle Quellen für elektromagnetische Störungen. So könnten andere Quellen, die elektromagnetische Signale aussenden, den Detektor zu einer falschen Anzeige veranlassen, wie z. B. Elektromotoren oder Mobiltelefone. Sogar die Lichtmaschine Ihres Autos kann stören: Das ist das tiefe Wimmern, das Sie manchmal im AM-Radio hören, wenn Ihr Auto beschleunigt.

Wie kann man also feststellen, wo ein Blitz einschlägt, und wie funktionieren Blitzdetektoren?

Wenn ein Blitz einschlägt, wird eine elektromagnetische Welle erzeugt. Dieses Wellenmuster wird mit einer extrem niedrigen Frequenz von 500 Hz erfasst. Die Abstimmung der Antenne auf 500Hz ist eine Möglichkeit, so viele Störsignale wie möglich herauszufiltern.

Es gibt drei Arten von Blitzdetektoren: mobile, bodengestützte und weltraumgestützte. Mobile und bodengestützte Systeme verwenden ähnliche Methoden zur Erkennung von Blitzen und tauschen Daten aus, um den Ort des Blitzeinschlags zu bestimmen.

Handgehaltene Blitzdetektoren verwenden eine 500Hz-Antenne, um Radiowellen zu erkennen, die auf Blitze hinweisen. Andere mobile Detektoren verwenden die gleiche Methode zur Ortung von Blitzeinschlägen. Handgehaltene Detektoren sind zwar weniger genau als bodengebundene, mobile oder weltraumgestützte Blitzdetektoren, aber sie sind immer noch eine bessere erschwingliche Option zur Erkennung eines Blitzeinschlags.

Eine der genaueren Methoden zur Erkennung von Blitzen ist die Triangulationsmethode. Die Triangulationsmethode verwendet zwei oder mehr bodengebundene Blitzdetektoren um die Entfernung und Stärke des Blitzeinschlags annähernd zu bestimmen. Außerdem werden durch die Verwendung mehrerer Geräte die durch Signalstörungen verursachten Fehler reduziert. Das National Lightning Detection Network verwendet diese Methode, die bis zum Start der neuen GOES-Satelliten die genaueste Form der Blitzortung war.

Die modernste Methode der Blitzortung ist der Einsatz von Satelliten. Satellitendetektoren liefern genauere Informationen über die Blitzintensität, da wir sie direkt beobachten können. GOES nutzt die Strahlung, um den Ort eines Blitzeinschlags mit Hilfe eines Instruments namens Geostationärer Lightning Mapper (GLM)das Blitze aus dem Weltraum aufspürt.

Blitzableiter Verwendungszwecke

Es gibt eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten für einen Blitzdetektor. Hier sind ein paar der häufigsten Anwendungen:

  • Sportliche Aktivitäten im Freien
  • Bootfahren
  • Unternehmen im Freien (Schwimmbäder, Vergnügungsparks, Parks usw.)
  • ...und mehr

Warum ist die Blitzortung wichtig?

Nach Angaben der International Lightning Detection Conference gibt es weltweit jährlich zwischen 6.000 und 24.000 Todesopfer durch Blitzschlag. Der Schutz vor Blitzen ist immer wichtiger geworden, und auch wenn man sich an das Sprichwort "Wenn der Donner grollt, geh ins Haus" halten sollte, sind die Blitze schon zu nah, wenn man den Donner hört. Deshalb empfehlen wir einen Blitzdetektor, wenn Sie im Frühjahr und Sommer viel Zeit im Freien verbringen.

Wir haben zwar keine genaue Methode zur Vorhersage von Blitzeinschlägen, aber wo und wann ein Blitzeinschlag auftritt, sind wertvolle Daten. Mit mehr Daten darüber, wo Blitzeinschläge am häufigsten auftreten, können die Vorhersager wirksamere Unwetterwarnungen erstellen.

Gewitter in der Tornadostraße

Eine in jüngerer Zeit entwickelte Methode zur Blitzvorhersage

In einem 2019 VeröffentlichungDie Forscher nutzen Daten über Luftdruck, Temperatur, Windgeschwindigkeit und relative Luftfeuchtigkeit, um Blitze vorherzusagen. Sie verwenden künstliche Intelligenz, um die atmosphärischen Bedingungen mit den Aufzeichnungen von Blitzdaten zu korrelieren und so den Ort eines Blitzeinschlags vorherzusagen. Mit dieser Methode können Blitze innerhalb eines Radius von 30 km innerhalb von 10-30 Minuten erkannt werden. Diese Methode ist zwar ungenau, aber sie kann das betroffene Gebiet und den Zeitbereich viel schneller vorhersagen als andere Vorhersagemethoden.

Im Laufe der Zeit und mit mehr Daten wird diese Methode immer genauer und präziser werden. Da Wetterstation Daten verfügbar sind, können Wetterstationsdaten mit Blitzerkennungsdaten gepaart werden, um die Genauigkeit der Algorithmen zu verbessern.

Einpacken

Wir hoffen, dass wir Ihre Fragen zur Funktionsweise von Blitzableitern beantwortet haben. Die Technologien zur Erkennung von Blitzen werden ständig weiterentwickelt. Je mehr Methoden uns zur Verfügung stehen, um den Ort eines Blitzeinschlags genau vorherzusagen, desto präziser können künftige Blitzwettervorhersagen sein.

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Jenna Deutschman

Im Juni 2021 schloss Jenna ihr Studium an der University of California, Davis, mit einem Bachelor in Atmosphärenwissenschaften und zwei Nebenfächern in Beruflichem Schreiben und Deutsch ab. Zuvor arbeitete sie als Forschungsstipendiatin der UC Carbon Neutrality Initiative und ist derzeit als Umweltjournalistin und Redakteurin beim Plant-Based Network tätig.

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