Ein Blitz ist ein elektrischer Funke in der Atmosphäre zwischen Wolken, Luft oder Erde. Seine hohe Spannung, hohe Temperatur und andere körperliche Auswirkungen können sofort eine enorme zerstörerische Kraft verursachen, die die persönliche Sicherheit beeinträchtigen kann. Insbesondere Blitz kann leicht Schäden an gewerblichen Gebäuden, elektrischen Geräten, Wohnhäusern verursachen.
Aufgrund der raschen wirtschaftlichen Entwicklung und einem deutlichen Anstieg der Anzahl der Elektrogeräte, Sturm-Katastrophe gingen in die Top TEN der schwersten Naturkatastrophen, die Internationalen Dekade für Katastrophenvorbeugung. Darüber hinaus ist Blitz ein kleinräumiges Phänomen von starkem konvektivem Wetter, das es schwierig macht, es mit dem Blitzradar genau vorherzusagen und zu identifizieren.
Da Blitze immer in konvektiven Stürmen mit kleinen räumlichen Skalen und kurzen Lebenszyklen auftreten, ist das meteorologische Blitzradar eines der besten operativen Werkzeuge, die detaillierte dreidimensionale Strukturen solcher Stürme mit hoher räumlicher und zeitlicher Auflösung verfolgen können. Daher wird die automatische Extraktion der blitzbezogenen Merkmale aus den Daten des 3D-meteorologischen Radars zur Bestimmung des Blitzeinschlags zukünftige Blitzortung erheblich verbessern.
Wie bildet sich ein Blitz?
Wenn sich winzige Wassertropfen innerhalb einer Gewitterwolke bilden, schieben starke innere Winde (aufsteigende Bäche) sie an die Spitze der Wolke, wo sie sich in Eis verwandeln. Einige Eisstücke werden zu Hagel und andere bleiben sehr klein. Ein Teil des entstehenden Grats wird zu schwer, um durch aufsteigende Ströme verursacht zu werden, und beginnt daher durch eine Wolke zu fallen, die auf kleinere Eispartikel stößt. Während dieser Kollisionen werden Elektronen zu Grad transportiert, was einem Grad eine negative Ladung verleiht, während Eispartikel, die Elektronen verloren haben, eine positive Ladung erhalten.
Die aufsteigenden Ströme tragen weiterhin die Eispartikel nach oben und verleihen dem oberen Teil der Wolke eine positive Ladung. Der Hagel fällt weiter in den unteren Teil der Wolke und gibt ihm eine negative Ladung. Neben der Anziehung einer positiven Ladung an der Spitze der Wolke wird ein Überschuss an Elektronen an der Basis der Wolke zu einer positiven Ladung in anderen Wolken und auf der Erde angezogen. Wenn die Anziehung stark genug ist, bewegen sich die Elektronen schnell zu den positiven Atomen. Der Weg, den sie dabei machen, bildet den Kanal, den wir während des Blitzes sehen.
Da sich eine negative Ladung an der Basis der Wolke ansammelt, stoßen Elektronen an der Erdoberfläche ab. Dies lässt den Boden und die Gegenstände darauf mit einer positiven Ladung. Wenn die Anziehungskraft zwischen der Wolke und der Erde stärker wird, fliegen Elektronen mit einer Geschwindigkeit von etwa 270.000 Meilen pro Stunde aus der Wolke, die die Luft seziert.
Blitzortung
Die Möglichkeit, den Ort des Blitzortung live, ist von großer Bedeutung, da nicht nur Blitzeinschläge, sondern auch viele andere Faktoren im Zusammenhang mit Gewittern gefährlich sind.
Bei einem Blitzeinschlag werden Radiowellenimpulse emittiert, die vom Blitz Radar erfasst werden. Das System erkennt diese Impulse auf einer Frequenz, die als VLF (sehr niedrige Frequenz) bekannt ist — einer viel niedrigeren Frequenz als herkömmliche Radiowellen.
Diese Impulse sind als «sphärische » bekannt und können sich über große Entfernungen ausbreiten, da sie zwischen der Erdoberfläche und der Schicht der oberen Atmosphäre, der Ionosphäre, reflektiert werden, ähnlich wie Licht, das sich über ein Glasfaserkabel bewegt.
Ein separater Sensor kann eine Kugel erkennen, aber ein Netzwerk von Sensoren ist erforderlich, um die genaue Position eines Gewitters zu bestimmen.
Wenn ein Schlag auftritt, fängt ein Netzwerk von Sensoren die Kugel zu etwas unterschiedlichen Zeiten auf, und mit der bekannten Mehrfachverzögerungstechnologie können diese Messwerte verwendet werden, um die genaue Position des Blitzortung. Die Zeitdifferenz, die benötigt wird, um die Kugel eines Sensors relativ zu einem anderen zu erreichen, wird als ATD (Ankunftszeitdifferenz) bezeichnet.
Wie funktioniert Blitzradar?
Heute gibt es mehrere Werkzeuge, um Blitzortung kostenlos. Diese Projekte wurden auf freiwilliger Basis von Enthusiasten aus der ganzen Welt erstellt. Ursprünglich hat sich eine Gruppe von Schöpfern zum Ziel gesetzt, eine Online-Ressource und ein System zur Erkennung von Blitzen und Blitzkarte in Echtzeit zu erstellen.
Die Systeme arbeiten, indem sie die genaue Position der Blitze bestimmen. Erreicht wird dies durch kompakte Empfangsstationen, die zwischen 50 Kilometern und 250 Kilometern voneinander entfernt liegen. Die Stationen gehören ehrenamtlichen Helfern, die sie auf eigene Kosten sammeln und bedienen. Die Geräte senden Signale an zentrale Server. Sie, wie die Websites selbst, dienen Programmierer und Techniker-Freiwillige.
