Ein Forscherteam unter der Leitung der Penn State University (USA) hat gerade eine detaillierte Antwort auf eine der ältesten Fragen der Meteorologie veröffentlicht: Was löst eigentlich die Entstehung von Blitzen in Gewitterwolken aus?
In einem am 28. Juli im Journal of Geophysical Research veröffentlichten Artikel präsentierte das Team von Professor Victor Pasko das erste quantitative Modell, das genau beschreibt, wie starke elektrische Felder in Gewitterwolken eine Kettenreaktion auslösen können, die Blitze erzeugt.
Der Mechanismus beginnt, wenn Elektronen – die durch kosmische Strahlung aus dem Weltraum „geimpft“ werden – durch elektrische Felder in den Wolken beschleunigt werden.
Wenn Elektronen mit Gasmolekülen wie Stickstoff und Sauerstoff kollidieren, erzeugen sie Röntgenstrahlen und hochenergetische Photonen, die wiederum „Elektronenlawinen“ auslösen – eine Kettenreaktion, die zu Blitzen führt.
„Unsere Entdeckung ist die erste physikalisch und quantitativ fundierte Erklärung für den natürlichen Prozess der Blitzentstehung“, sagte Pasko. „Sie verbindet Röntgenphänomene, elektrische Felder und Elektronenbeschleunigung.“
Um das Modell zu demonstrieren, kombinierte das Team mathematische Simulationen mit Felddaten, die von Höhenaufklärungsflugzeugen, Satelliten und bodengestützten Sensoren der NASA gesammelt wurden. Dadurch konnten sie Phänomene wie terrestrische Gammastrahlenblitze (TGFs) erklären. Dabei handelt es sich um kurze, unsichtbare Röntgenstrahlenausbrüche, die bei Gewittern ohne sichtbare Blitze oder Radiowellen auftreten.
„Wir haben die Bedingungen in der Wolke identifiziert, die für die Kettenreaktion notwendig sind, und geklärt, warum vor Blitzeinschlägen manchmal unterschiedliche Radiosignale beobachtet werden“, sagte Zaid Pervez, ein Doktorand im Team.
Die Besonderheit des Modells liegt in der Fähigkeit, sehr kleine Bereiche innerhalb der Wolke zu simulieren – dort, wo die erste Reaktion stattfindet. Laut Herrn Pasko ist es diese enge Energiekonzentration in Kombination mit der großen Variabilität der Reaktionsintensität, die das Auftreten von Gammastrahlen verursacht, die für das bloße Auge unsichtbar und für Radiowellengeräte nicht nachweisbar sind.
Neben der Penn State waren an dem Projekt Experten aus Frankreich, der Tschechischen Republik, Dänemark und der NASA beteiligt.
Das Modell mit der Bezeichnung „Photoelectric Feedback Discharge“ und die gesamte Gleichung wurden der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Nutzung und Überprüfung zugänglich gemacht./.
Quelle: https://www.vietnamplus.vn/dieu-gi-thuc-su-kich-hoat-tia-set-hinh-thanh-trong-cac-dam-may-dong-post1053405.vnp
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