Christian Honey

Independent Science Journalist & Translator, Berlin

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Die faszinierende Schönheit nach oben schießender Blitze

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Ich weiss nicht, wie es dir geht, aber ich finde Gewitter beeindruckend. Erst Stille, drückende Luft, laue Böen und schließlich eine krachende Donnerwalze. Du gehst in Deckung, wenn sie über die Landschaft rollt, und schließlich die Blitze und Regenschauer über das Land hereinbrechen.


Als wäre das nicht schon überwältigend genug, bleibt den meisten von uns ein anderes faszinierendes Phänomen verborgen, dass während besonders heftiger Gewitter über den Wolken auftritt. Schon lange berichten Piloten von mysteriösen Sichtungen: riesige Blitze, die vor allem nachts, oft rot, manchmal engelsförmig, nicht in Richtung Boden schiessen sondern weit nach oben in den leeren Himmel.


Schon 1886 berichtete der Meteorologe Henry Toynbee im Journal Nature die Anekdote eines Freundes, der auf einem Segelschiff vor Jamaica ein „berichtenswertes Ereignis" mit eigenen Augen sah: „Manche dieser Lichtpfeile schossen in eine erstaunliche Höhe und ähnelten eher einer Rakete als einem Blitz."

Toynbees Freund hatte recht: Sprites erstrecken sich von 30 bis in 100 Kilometer Höhe-Verkehrsflugzeuge fliegen in maximal 13 Kilometern Höhe. Die Blitze haben einen erstaunlichen Durchmesser von 25 bis 50km und ihre hauptsächliche Färbung ist rot, was ihnen auch den vollen Namen Rote Kobolde einbrachte. Ein Sprite dauert aber nur zwischen 5 und 300 Millisekunden-höchstens so lang wie ein Wimpernschlag. 


Von Anfang an ging ein Großteil der Forschung an den Sprites von der Unversity of Alaska in Fairbanks aus. Der Doktorand Jason Ahrns vom Earth Observing Laboratory beispielsweise flog im vergangenen August ganz nah an die heftigsten Gewitter. In einem Forschungsjet ging Jason, zusammen mit Professor Hans Stenbaek-Nielsen und einer Highspeed-Kamera, in der gewitterschwangeren Nacht Alaskas auf die Jagd nach Bildern von den flüchtigen Kobolden.


„Ich bleibe Nachts häufig lange wach. Deshalb passt es mir auch gut meiner wissenschaftlichen Arbeit in der Nacht nachzugehen", berichtete mir Jason von seinem Forscherleben in einer E-Mail: „Ich bin schon lange vom Nachthimmel fasziniert und suche nach immer neuen Phänomenen. Ursprünglich kam ich zur Erforschung der Nordlichter nach Alaska, aber als mir angeboten wurde im Sommer bei den Sprites auszuhelfen, habe ich die Gelegenheit beim Schopfe gepackt." So fand sich Jason mit seiner Highspeed-Kamera bewaffnet in einem Forscherjet wieder.


Sprites treten nur gleichzeitig mit besonders heftigen normalen Blitzen auf. Und genau wie die üblichen Blitze leiten die Roten Kobolde elektrische Ladung von den Wolken ab und schliessen damit einen Stromkreis. Doch diesmal nicht zwischen Wolken und Erde sondern zwischen Wolken und der Ionosphäre, der Grenze zum All.


Die Ionosphäre wird so sehr von der kosmischen Strahlung bombardiert, dass die Gasmoleküle in dieser Aussenhaut der Erde ionisiert werden, daher der Name. Weil die Ionosphäre auf diese Weise eine elektrisch positive Ladung erfährt zieht sie die Ladung in den Gewitterwolken an sich.


Ich habe Professor Staenbek-Nielsen kontaktiert, um herauszufinden, was die Sprites aus wissenschaftlicher Sicht so interessant macht und warum er sie erforscht: „Sie sind der visuelle Beweis, dass es ein Verhältnis zwischen Ereignissen in niedrigerer Höhe wie den Blitzen und der Ionosphäre gibt. Wir wollen herausfinden wie Sprites überhaupt funktionieren."


Professor Staenbek-Nielsen hat noch weitere schöne Gründe parat, warum er und sein Team regelmäßig einen Gulfstream Jet besteigen: „Aus unserer Spektroskopie von Sprites wissen wir, dass sie die Atmosphäre ionisieren und eine Kaskade chemischer Reaktionen auslösen, die sogar das Klima beieinflussen könnten."


Und wo wir schon an der Grenze zum All sind-ja, die Sprites sind so gross und so nah an den unendlichen Weiten, dass sie sogar von der ISS gefilmt wurden. Hier ein vergrösserter

Du kannst deutlich erkennen, dass ein gewaltiger Blitz zusammen mit dem Sprite auftritt, und dass der Blitz deutlich läger anhält als der Sprite. Die Kurzlebigkeit der Sprites ist auch der Grund für den Einsatz der Highspeed-Videokameras, mit denen die Forscher das kurze Leben der Sprites filmen wollen


Die Sprites und die dazugehörigen Blitze sind von so ungestümem Charakter, dass sie weltweit die Atmosphäre anregen und in sehr langfrequentige elektromagnetische Schwingung versetzen: die sogenannte Schumannresonanz. Zu jeder Zeit gibt es weltweit etwa 2000 Gewitter die insgesamt etwa 50 Blitze pro Sekunde produzieren. Aus diesem konstanten elektrischen Hintergrundrauschen inder Atmosphäre stechen Signale der Sprites deutlich hervor. So können einzelne Sprites sogar noch auf der andere Seite des Planeten gemessen werden. Diese Mühe erspare ich euch und zeige euch hier noch zwei der besten Aufnahmen der roten Kobolde von der anderen Seite der Erde.


Auf die letzte Aufnahme ist Professor Stenbaek-Nielsen ganz besonders stolz, wie er mir berichtete. Es handelt sich um ein Bild, dass er „1999 in Wyoming geschossen" hat. „Das Bild wurde bei 1000 Frames pro Sekunde geschossen. Im Original ist es schwarz-weiss. Wir haben die Farben hinzugefügt, um die Kontraste besser zur Geltung zu bringen. Den Imager habe ich selbst gebaut. Offensichtlich nicht besonders fortschrittlich für heutige Verhätnisse. Aber nun ja, ich find dieser Sprite ist dennoch äußerst fotogens."

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