Ein Gewitter (abgeleitet mit dem altfranzösischen Suffix -age ore , was " Wind " bedeutet) ist eine atmosphärische Störung konvektiven Ursprungs, die mit einem bestimmten Wolkentyp verbunden ist : dem Cumulonimbus . Letzteres ist eine hohe vertikale Ausdehnung , erzeugt es regnet schwer schwere elektrische Entladungen von Blitz begleitet von Donner . In extremen Fällen kann das Gewitter Hagelstürme , sehr starke Winde und selten Tornados erzeugen .
Gewitter können zu jeder Jahreszeit auftreten, solange Instabilitäts- und Feuchtigkeitsbedingungen vorliegen. Die größte Anzahl findet man in den Tropen und ihre Häufigkeit nimmt in Richtung der Pole ab, wo sie nur ausnahmsweise auftreten. In mittleren Breiten variiert die Anzahl mit der Jahreszeit.
Wie bei Schauern bilden sich Gewitter in einer instabilen Luftmasse, wenn in der Troposphäre und in trockener, kälterer Luft in höheren Lagen ein großer Vorrat an geringer Wärme und Feuchtigkeit vorhanden ist . Ein Luftpaket, das wärmer ist als die Umgebung, konvektiert. Solange es nicht gesättigt ist, ändert sich seine Temperatur entsprechend der trockenen adiabatischen Rate . Aus der Sättigung kondensiert der im Luftpaket enthaltene Wasserdampf gemäß den Gesetzen der Thermodynamik , der latente Wärme abgibt und dessen Temperaturänderung mit dem Druck dann als pseudo-adiabatische Rate bezeichnet wird . Die Aufwärtsbeschleunigung setzt sich fort, bis das Diagramm ein Niveau erreicht, bei dem seine Temperatur der der Umgebungsluft entspricht. Dann beginnt es sich zu verlangsamen und die Spitze der Wolke ist erreicht, wenn das Teilchen die Geschwindigkeit Null erreicht.
Die verfügbare Konvektionspotentialenergie (EPCD) für diesen Wolkentyp ist größer als für einen Regenguss und ermöglicht die Entwicklung von Wolkendecken, die eine größere Höhe erreichen . Dies ist wichtig, da die Tropfen, die im Aufwind aufsteigen, durch Kollision wie bei einem Van de Graff- Beschleuniger Elektronen verlieren . Ein höherer Peak ermöglicht es, eine Temperatur von weniger als –20 ° C zu erreichen, die erforderlich ist, um eine große Anzahl von Eiskristallen zu ergeben. Die letzteren sind besser Hersteller und Träger von Ladung, die zwischen der Basis und der Oberseite der Wolke zu überschreiten , um eine ausreichende Potentialdifferenz ermöglicht , die Luftdurchbruchsschwelle Blitz .
Abgesehen von äquatorialen Regionen ist die aktivste Zeit vom späten Frühling bis zum frühen Herbst, da hier die Atmosphäre am heißesten, feuchtesten und instabilsten ist. Befindet sich die Instabilität jedoch in der Höhe, hat dies nichts mit der Jahreszeit zu tun, sodass das Passieren einer Kaltfront im Winter in mittleren Breiten zu Gewittern führen kann.
Die mögliche Instabilität der Luft ist nicht das einzige Kriterium, sondern erfordert normalerweise einen Auslöser. Zum Beispiel der Durchgang einer Kaltfront , eine kurze meteorologische Welle oder die Erwärmung am Tag . Ein solcher Auslöser kann an der Oberfläche oder in der Höhe wirken, sodass sich Gewitter in Bodennähe entwickeln oder auf durchschnittlichen Atmosphärenniveaus beruhen können:
LuftmassengewitterLuftmassengewitter beziehen sich auf Konvektion durch Erhitzen in einer gleichmäßigen Luftmasse . Die Windscherung mit der Höhe ist Null oder niedrig, was zu einzelligen Gewittern führt , die im Allgemeinen isoliert sind. Da die Bewegung von Luftmassengewittern nur von oberen Winden abhängt, bleiben Gewitter fast stationär, wenn es nicht windig ist. Sie können sich durch Erwärmung am Tag entwickeln, oft begleitet von einem lokalen Effekt, der eine bestimmte Konvergenzzone erzeugt . Selbst wenn eine Luftmasse horizontal relativ gleichmäßige Temperatur- und Feuchtigkeitseigenschaften aufweist, kann die Topographie diese Eigenschaften lokal ändern.
Der lokale Effekt kann ein orographischer Auftrieb , ein schwacher Luftdrucktrog oder eine Brise sein . Zum Beispiel ist die Luft in der Nähe der Oberfläche eines Sees feuchter als im Landesinneren. Infolgedessen ist es während der Sommersaison nicht ungewöhnlich, dass sich Gewitter in der Nähe eines leicht abfallenden Ufers bilden und dem Fortschreiten der Brisenfront folgen. Es kann daher schwierig sein, vorherzusagen, in welchem Gebiet sich Gewitter bilden werden, ähnlich wie vorherzusagen, wo sich die erste Blase in einem mit Wasser gefüllten und in Brand gesetzten Kessel bilden wird.
Diese Stürme haben daher folgende Eigenschaften:
Wenn es eine Front gibt, insbesondere eine Kaltfront , erzeugt diese einen Aufzug, der dazu dient, Konvektion auszulösen und zu organisieren. Die erzeugten Gewitter sind frontal oder präfrontal, abhängig von ihrer Position entlang oder vor der Front. Da es bei Annäherung an eine Front eine Windscherung gibt, kann es verschiedene Arten von Gewittern geben: mehrzellige Gewitter, Superzellen, Böenlinien usw. je nach Instabilität der Luft und Variation der Winde mit der Höhe. Da diese Gewitter besser organisiert sind und im Allgemeinen über mehr potenzielle Konvektionsenergie (EPCD) verfügen , verursachen sie häufig schwerwiegende Phänomene wie Hagel oder Windschäden (siehe Zugehörige Phänomene ).
HöhengewitterIn einem großen meteorologischen System ( synoptisch genannt ) kann es vorkommen, dass sich kalte Luft am Boden befindet und die Konvektion abschneidet. In der Höhe bleibt die Luft jedoch instabil. Dies tritt hauptsächlich beim Verschluss einer Depression in ihrem reifen Stadium oder vor einer Warmfront bei bedingter symmetrischer Instabilität auf . Dies kann auch durch Abkühlen der Wolkendecken über Nacht geschehen . Unter diesen Bedingungen kann die Konvektion sogar Gewitter bilden.
Gewitter werden nach der verfügbaren konvektiven potentiellen Energie (EPCD) und der Windscherung mit der Höhe in mehrere Kategorien eingeteilt :
Der Einzelzellen- oder Einzelzellensturm ist der häufigste Typ, weshalb er als "gewöhnlicher" Sturm bezeichnet wird. Es kann mit starken Regengüssen und Windböen verbunden sein. Die Regenfälle sind fast nie sintflutartig und die Stürze großer Hagelkörner sind äußerst selten. Wenn dies geschieht, wird es als „pulsierender“ Sturm bezeichnet, da er wie ein plötzlicher Impuls entsteht und sich auflöst. In ariden Regionen der Welt kann die Verdunstung so sein, dass der Regen nicht den Boden erreicht und unter dem Cumulonimbus eine Virga bildet .
Der amerikanische Meteorologe Horace R. Byers war der erste, der 1948 die Lebenszyklusdynamik dieser Gewitter nach einem Programm von In-situ- Untersuchungen des Phänomens beschrieb: der Formation, die vom Aufwind in der Wolke dominiert wird, dem reifen Zustand, in dem sich in der Nähe ein Abwind bildet die erste als Folge von fallendem Niederschlag und Dissipation, die von einem schwächeren Abwind dominiert wird.
Der einzellige Sturm zeichnet sich durch eine niedrige Energie (EPCD von 500 bis 1000 J / kg ) mit geringer oder keiner Änderung der Winde mit der Höhe aus. Der Lebenszyklus dieser Gewitter von etwa 30 bis 60 Minuten ist also durch einen mehr oder weniger starken und vertikalen Aufwind gekennzeichnet. Zu Beginn befinden wir uns in Gegenwart von Mediocris Cumulus, die sich zu einem knospenden Cumulus (oder Congestus Cumulus) mit dem Beginn des Niederschlags darin verbinden. Wenn sich oben auf der Wolke Eiskristalle bilden, wird dieser Stau per Definition zu einem Cumulonimbus Calvus . Dann treten die ersten elektrischen Phänomene auf, die Gewitter charakterisieren.
Im reifen Stadium bildet sich oben auf der Wolke ein Amboss, der dann den Namen Cumulonimbus Capillatus Incus trägt. Dieser Amboss wird durch die Ausbreitung der Wolke infolge der Temperaturinversion in der Tropopause und das Vorhandensein starker Winde in dieser Höhe verursacht. Der Kern des Niederschlags in der Wolke, der sich in großer Höhe befindet, beginnt jedoch zu schwer zu sein, als dass der Aufwind ihn unterstützen könnte. Der mit kleinen Hagelkörnern vermischte Regen beginnt dann zu Boden zu sinken, was bald zu einer Zerstreuung führen wird.
Tatsächlich fällt dieser Niederschlag im Aufwind ab und verdunstet teilweise durch Abkühlen der ihn umgebenden Luft. Letzterer wird dann kälter als die Umgebung und beschleunigt durch negativen Archimedes-Schub in Richtung Boden. Allmählich verstärkt sich der Abwind und ersetzt ihn. Nach dem Regen löst sich das einzellige Gewitter schnell auf und schafft einen kühleren Bereich um ihn herum. Die durch das Gewitter erzeugte Böenfront kann als Auslöser für andere nachgeschaltete Gewitter wirken.
Da die Stärke und Richtung der Winde linear mit der Höhe zunimmt, befindet sich der konvektive Aufwind nicht mehr in derselben Position wie der Abwind mit Niederschlag. Dies erzeugt eine Böenfront, die sich vom Niederschlagskern weg wölbt und die Aufstiegszone zurückschiebt. Ein Niederschlagsüberhang bildet sich daher normalerweise im südwestlichen Quadranten der Mutterzelle auf der Nordhalbkugel, da die vorherrschenden Oberflächenwinde aus dieser Richtung kommen. Da sich die Burst-Front im Laufe der Zeit von der Ausgangszelle löst und Tochterzellen bildet, bildet die Mehrfachzelle in verschiedenen Entwicklungsstadien eine Reihe von Gewittern.
Jede Zelle dauert 30 bis 60 Minuten, aber die Sturmlinie kann Stunden dauern. Die Radarstruktur dieser Art von Gewitter ist durch Überhänge im südwestlichen Teil einer starken Echolinie gekennzeichnet, und diese Überhänge scheinen sich in diese Richtung zu bewegen, wenn sich die Linie um 30 ° und 70% des Weges bewegt. Windgeschwindigkeit in der Schicht, in der Gewitter treten auf.
Im Allgemeinen ist die EPCD bei dieser Art von Sturm durchschnittlich, dh zwischen 800 und 1.500 J / kg . Abhängig von der verfügbaren Energie und Luftfeuchtigkeit kann diese Art von Gewitter starke Windböen, starke Regenfälle, Hagel und selten kurze Tornados verursachen . Die Schwere dieser Effekte hängt auch davon ab, wie schnell sich die Linie bewegt. Zum Beispiel kann eine sich langsam bewegende Linie in einem Bereich viel mehr Regen verursachen, während eine schnell vorbeifahrende Linie die Böen nach unten erhöht .
Wenn sich die Windscherung mit der Höhe dreht, kann eine Verstärkung der vertikalen Bewegung unter dem Aufwind und eine Synchronisation zwischen der Abwindfront und dem Aufwind wahrgenommen werden. Wenn die verfügbare konvektive potentielle Energie über 1.500 J / kg steigt, ermöglicht der Aufwind eine sehr große vertikale Ausdehnung (bis zu mehr als 15 km ).
Dies gibt unabhängigen Gewitterzellen ein stabiles Gleichgewicht zwischen dem Eintritt und dem Austritt von Strömen, wodurch sie sehr lange leben können. Sie können großen Hagel, zerstörerische Winde und strömende Regenfälle erzeugen. Wenn eine horizontale Oberflächenwindscherung durch den Aufwind in einen vertikalen Wirbel umgewandelt wird, können diese Superzellen Tornados erzeugen, wenn die Rotation durch den Abwind verstärkt wird.
Auf dem rechten Bild eine Darstellung eines solchen Cumulonimbus, der Folgendes enthält:
Aus Radarsicht ist es möglich, ein Gewölbe ohne Echos ( Gewölbe mit schwachen Echos genannt ) in einem vertikalen Schnitt (Bilder gegenüber rechts) zu bemerken , in dem der starke Aufwind die Luftfeuchtigkeit der Parzellen tropfen lässt. Konvektionsluft nur auf sehr hohem Niveau zu kondensieren. Dies führt dazu, dass ein horizontaler Schnitt ( PPI oder CAPPI ) ein niedriges Hakenecho (linker Teil des Bildes) zum Radarbild und einen starken Gradienten des Reflexionsvermögens in der Nähe des Hakens bildet. Unter dem Gesichtspunkt der Luftzirkulation zeigen die blauen Bereiche in der Abbildung links, wo die Luft in dieser Art von Wolke abfällt, was Böen auf dem Boden und die Abwinde der vorderen und hinteren Flanken verursacht . In der hinteren Flanke interagiert der Abwind mit dem Aufwind (gelb) und hier können Tornados auftreten.
Experimente haben auch gezeigt, dass die Dichte der Blitzeinschläge in einem Superzellensturm zu einem Blitzloch im Aufwind und dem Gewölbe schwacher Echos führt.
TypenEs gibt vier Arten von Superzellarstürmen, die nach der Niederschlagsintensität oder ihrer vertikalen Ausdehnung klassifiziert werden:
Ein mesoskaliges Konvektionssystem (SCM) ist eine Reihe von Gewittern, die sich über die Zeit in Linien oder Zonen ausbreiten und Einheiten bilden, die eine Länge oder einen Durchmesser von mehreren zehn bis einigen hundert Kilometern einnehmen können ( mesoskalig ). Diese Wettersysteme sind häufig mit Unwettern verbunden, da die intensiven Gewitter, aus denen sie bestehen, heftige Regenfälle verursachen können, die Überschwemmungen , Winde über 90 km / h und manchmal großen Hagel verursachen . Diese Phänomene betreffen , selbst wenn sie im Allgemeinen eine kürzere Lebensdauer haben als diejenigen, die durch synoptische Depressionen hervorgerufen werden , aufgrund der Verschiebung des Systems immer noch große Bereiche.
Die American Meteorological Society legt fest, dass die horizontale Dimension dieser Systeme mindestens 100 km betragen muss und dass die atmosphärische Konvektion intensiv sein muss. Der Begriff SCM bezeichnet daher eher eine Klasse als eine bestimmte Art von Gewitter; Klasse bestehend aus: Böenlinie, Derecho, gewölbtem Korn, mesoskaligem Konvektionskomplex, tropischen Wirbelstürmen und einer Reihe von mehr oder weniger organisierten Gewittern.
Getreide- und Derecho-LinienWenn sich vereinzelte Gewitter in einer Linie sammeln und sich diese Linie mit dem durchschnittlichen Wind in der Atmosphäre bewegt, handelt es sich um eine Böenlinie, deren äußerster Punkt der Derecho ist . Eine solche Linie erzeugt eine Böenfront, die sich in einer Linie vor der Konvektion organisiert. Es wird durch das Absinken des mittleren Strahls verstärkt, der in Richtung Boden gezogen wird. In der Tat bringt der Eintritt des letzteren in die Wolke kalte und trockene Luft aus der Umgebung, die sich nach Archimedes 'Schub im negativen Gleichgewicht befindet.
Der Horizontalschnitt durch eine solche Linie, auf der Oberseite des Bildes, zeigt somit starke Reflektivität Gradienten (Niederschlagsrate) auf der Vorderseite der Zeile. Im unteren Teil befindet sich ein horizontaler Schnitt, bei dem Kerben hinter der Linie eine wellenförmige Form verleihen. Diese Kerben entstehen dort, wo der Strahl den Niederschlag beim Abstieg austrocknet. Es gibt im Allgemeinen Reformationen von Gewittern stromaufwärts der Hauptlinie mit der Abwärtsböe. Der vertikale Schnitt zeigt, dass auf die Gewitter eine kontinuierliche und weniger intensive Zone folgt, die mit stratiformen Niederschlägen und der Position des in Richtung Boden abfallenden Mittelstrahls verbunden ist.
Abhängig von der EPCD und der Windscherung mit der Höhe gibt eine Böenlinie mehr oder weniger starke Winde entlang der Linie. Diese Winde können verheerend sein. Die strömenden Regenfälle dauern beim Überqueren der Linie nur sehr kurze Zeit, aber im schichtförmigen Teil im hinteren Bereich können erhebliche Mengen bestehen bleiben. Andere gewalttätige Phänomene wie Hagel und Tornados sind seltener.
Mesoskaliger konvektiver KomplexGewitterkomplex, der sich normalerweise spät am Tag aus vereinzelten Gewittern bildet. Es erreicht über Nacht seinen Höhepunkt, da es sich als große kreisförmige Fläche organisiert. Sie sind definiert als:
Diese Systeme sind im Sommer in den amerikanischen Ebenen üblich. Sie treiben über Nacht im Höhenfluss und verursachen hauptsächlich intensive Niederschläge, die zu Überschwemmungen über große Gebiete führen. Von Ende April bis Oktober 1993 wurden die Überschwemmungen im gesamten Einzugsgebiet des Mississippi , den Großen Seen bis nach New Orleans , zu Beginn des Sommers ( US Midwestern Flood 1993 ) mehrere Wochen lang wiederholt durch TLC verursacht.
Gewitter in V oder SerieRetrograde oder serielle "V-förmige Stürme" sind Sturmkomplexe aus einzelnen Zellen, die sich an mehr oder weniger derselben Stelle reformieren und dann in den atmosphärischen Kreislauf driften. Der Name von V-förmigen Stürmen kommt von der Tatsache, dass auf den Bildern eines meteorologischen Satelliten die Wolkendecke aller Stürme ein V mit dem jüngsten Sturm als Scheitelpunkt zu bilden scheint. Dieser Typ wird auf Englisch auch als Echozug ( Trainingsgewitter ) bezeichnet, da er auf dem Radar wie eine Reihe von Waggons aussieht, die auf Schienen vorführen.
Die für ihre Bildung erforderlichen Bedingungen sind daher eine hohe thermische Instabilität und eine stationäre Zone, die zur Auslösung der Konvektion dient. Dieser Trigger kann eine sein stationäres barometrischen vorderen oder Trog oder eine physikalische Barriere verursacht Luftauftriebs lokal, wie beispielsweise ein Gebirge.
Da sie sich am selben Ort ständig reformieren, verursachen rückläufige Stürme meist starke Regenfälle, die Überschwemmungen und eine sehr hohe elektrische Aktivität verursachen. Starke Windböen und manchmal Hagel sind möglich, Tornados jedoch selten. V-förmige Stürme werden manchmal mit Cevennen-Episoden im Herbst rund um das Mittelmeer in Verbindung gebracht.
Gewitter sind potenziell gefährlich, da hier erhebliche vertikale Bewegungen, Blitze, starke Winde und Niederschläge verschiedener Art auftreten. Sie erscheinen sehr schnell und können Tiere und Menschen überraschen.
Selbst das harmloseste Gewitter ist per Definition ein Blitz. Dies ist eine elektrische Entladung durch die Luft zwischen einem Teil der Wolke und einem anderen oder dem Boden. Diese Entladung erfolgt unter einer hohen Spannung (mehr als 1 × 10 9 V ), erzeugt ein Plasma und verursacht Schäden, wenn es durch ein Objekt geht. Wenn ein Blitz von der Wolke auf den Boden fällt, nimmt er den kürzesten Weg und trifft daher normalerweise den höchsten Punkt des letzteren. Gebäude und andere Konstruktionen sowie vom Blitz getroffene Bäume sind dieser starken Strömung ausgesetzt, die erhebliche Schäden verursachen kann. niedergeschlagen finden Tiere und Menschen oft den Tod.
Blitze können auch vom Boden kommen. Dies wird als aufsteigender Blitz bezeichnet: Er tritt auf, wenn das elektrische Feld am Boden stark genug ist, um einen Aufprall vom Boden zur Wolke zu entwickeln. Dieses in Bergregionen häufig vorkommende Phänomen kann auch vom Boden hoher Strukturen herrühren.
Blitzbedingte Unfälle sind bei Flugzeugen und Segelflugzeugen selten . Obwohl sie getroffen werden können, bilden sie einen Faradayschen Käfig , der ihre Insassen isoliert. Der Strom folgt daher der Außenseite der Kabine und setzt sich in Richtung Boden oder einer anderen Wolke fort. Das Gleiche gilt für ein vom Blitz getroffenes Auto, jedoch nicht für ein Motorrad, da der Insasse in diesem Fall den Elementen ausgesetzt ist und der Lichtbogen durch seinen Körper hindurchtreten und dann durch feuchte Luft in Richtung Boden weiterfahren kann. Blitze verursachen auch Funkstörungen, die den Wellenempfang in vielen Luftfahrt-, Radar- und Telekommunikationsanwendungen stören können.
Hagel bildet sich unter einigen Gewittern und kann Ernten zerstören, Fahrzeuge und Häuser beschädigen und den Verkehr beeinträchtigen. Flugzeuge, Segelflugzeuge und Luftschiffe sind sehr anfällig für Beschädigungen, wenn sie in der Nähe dieser Wolken vorbeifahren. In der Tat werden sie nicht nur in der Wolke getroffen, sondern auch in einer gewissen Entfernung davon durch das Auswerfen von Hagelkörnern. Darüber hinaus sind letztere häufig größer als die am Boden befindlichen, da die Geräte bei einem Temperaturniveau fliegen, bei dem das Schmelzen noch keine Zeit hatte, die Hagelkörner zu reduzieren.
Es ist eine Frage des Schneesturms, wenn sich im Winter in sehr instabiler Luft eine konvektive Wolke bildet, die schneebedeckten Niederschlag liefert, begleitet von elektrischen Manifestationen wie Donner und Blitz. Dieses Phänomen ist relativ selten, kann jedoch in einer Masse sehr kalter und daher polarer Luft gefunden werden, die auf wärmere und feuchte Gebiete trifft. Diese Bewegungen von Luftmassen können instabile Ströme erzeugen, die Cumulonimbuswolken mit schwacher vertikaler Ausdehnung bilden. Schneestürme werden als Schneeschauer beschrieben, die von elektrischer Aktivität gefolgt von Donner begleitet werden. Diese Art von Gewittern tritt mitten im Winter oder beim Duschen auf.
Es ist äußerst gefährlich, in der Nähe oder unter Gewittern zu fliegen. Die bei einzelligen Stürmen isolierten Aufwinde unter Cumulonimbus Calvus werden von Segelflugzeugpiloten manchmal mit großem Risiko eingesetzt . Diese Wolken, die einen Durchmesser von wenigen Kilometern haben, können jedoch Aufwinde von 10 bis 15 m / s aufweisen, die den Schirm in die Wolke saugen. Wenn der Schirm nicht für den Instrumentenflug (IFR) ausgerüstet ist , verliert der Pilot jeglichen visuellen Bezug und der Schirm kann schnell in eine gefährliche Haltung geraten. Während sie sich auflösen, wird die Luft in der Nähe der Wolkenreste sehr stabil, dann gibt es keine Aufwinde und die Region wird für Segelflugzeugpiloten unbrauchbar.
Einige Segelflugzeugpiloten haben sich entlang der Cumulonimbus- Linie entwickelt, wo Aufwinde wie entlang eines Berges auftreten. Wenn sich eine Reihe mehrzelliger Gewitter bewegt, ist es unmöglich, zum Abflugplatz zurückzukehren, ohne die Linie der Gewitter zu überqueren, und die Landung auf einem Feld ist gefährlich, da das Gewitter zerstörerische absteigende Böen erzeugt . In einigen Fällen wurden die Segelflugzeuge möglicherweise umgeworfen und zerstört, nachdem sie durch die Gewitterreihe auf dem Feld gelandet waren. Schließlich sind Superzellenstürme aufgrund der extremen Phänomene, die auftreten können, nicht mit der Praxis des Gleitens vereinbar .
Das Flugzeug sollte die Stürme aus den gleichen Gründen vermeiden. Dies gilt insbesondere während des Starts und der Landung, wenn die Flugzeuggeschwindigkeit näher an der Stallgeschwindigkeit liegt und ein Rückschlag oder eine Böe nach unten dazu führen kann, dass das Flugzeug zum Stillstand kommt und aufgrund der Bodennähe abstürzt. Im Flug verursachen Gewitter Turbulenzen, die mit dem Personenverkehr nicht vereinbar sind, sowie das Risiko der Vereisung von Flugzeugzellen und Triebwerken. Flugzeuge vermeiden daher Gewitter.
Vertikale Bewegungen sind auch für Fallschirmjäger gefährlich , die in den Aufwind des Sturms gesaugt werden können. Sie werden nicht nur heftig herumgeworfen, sondern landen auch in Höhen, in denen die Temperatur in einer mit unterkühltem Wasser und Hagelkörnern gefüllten Atmosphäre deutlich unter dem Gefrierpunkt liegt . Erfrierungen und Unterkühlung sind die Folge und sogar der Tod.
Die Regenmenge in einem Gewitter variiert je nach Art, tritt jedoch immer schnell auf. Das Relief der Region, in die es fällt, kann jedoch die Wirkung beeinflussen. In Berggebieten kann das Abfließen an Hängen zu Überschwemmungen im Tal führen, indem die in einem kleinen Gebiet erhaltenen Mengen konzentriert werden. Die Entwaldung und Bodensättigung werden die Auswirkungen des Regens in einem Sturm verstärken. Regen kann dazu führen, dass sich der Boden unter bestimmten Bedingungen verflüssigt , was zu Schlammlawinen führt .
In der Luftfahrt gibt es Beispiele für Abstürze unter Gewittern, einschließlich des Air France-Fluges 358 in Toronto ( Kanada ) im August 2005 , bei dem der Regen anscheinend auch zu Aquaplaning geführt hat, was dazu führte, dass es nicht gebremst wurde und aus der Spur geriet.
Einige Arten von Gewittern (normalerweise die schwersten) sind mit starken Windböen verbunden, die durch plötzliches Einsetzen, Änderung der Windrichtung oder plötzliche Erwärmung Schäden verursachen können. Tornados sind besonders verheerend, treten aber nur bei einem geringen Anteil von Gewittern auf.
Ein Gewitter in der Jungfrau oder ein trockenes Gewitter ist ein Gewitter, dessen Basis sich auf einer ziemlich hohen Höhe befindet und das die trockene Luft überblickt. Es wird von einem Blitz begleitet, aber der Niederschlag, der unter die Wolke fällt, verdunstet vollständig oder fast vollständig in der darunter liegenden trockenen Luft. Diese Altocumulonimbus- Wolken bilden sich meist in einer instabilen Wolkenschicht in großer Höhe, wo Feuchtigkeit vorhanden ist, anstatt aus dem Boden zu wachsen. Aus diesem Grund treten sie am häufigsten am Ende des Tages oder in der Nacht auf, wenn sich die Wolkendecken durch Strahlung abkühlen, wodurch die wärmere und feuchte Luft an der Basis durch den Luftdruck von Archimedes angehoben werden kann . Sie können auch von Cumulonimbus stammen, der in einer heißen und feuchten Region an der Oberfläche gebildet wird, sich aber in einer anderen trockenen Zone bewegt.
Typischerweise handelt es sich hierbei um einzellige Gewitter geringer Intensität, die nur kurze Zeit andauern. Der Niederschlag, der unter der Wolke verdunstet, kühlt jedoch die Luft, da bei der Verdampfung den Wassermolekülen Wärme zugeführt werden muss. Die gekühlte Luft ist dichter als die Umgebung, beschleunigt in Richtung Boden und kann mehr oder weniger Böen nach unten verursachen. Auf dem Weg nach unten erwärmt sich die Luft durch adiabatische Kompression und kann einen lokalen Hitzschlag verursachen . Da diese Gewitter in Gebieten auftreten, die häufig in der Wüste (nördlich der Sahara, Zentralasien, USA) oder dünn bewachsen sind, können Windböen auch Sand- oder Staubstürme verursachen . Blitze können auch Buschbrände auslösen, die nicht gelöscht werden können, weil kein Regen von ihnen fällt. Trockene Gewitter gehen oft mit intensiver elektrischer Aktivität einher, und wir können umgangssprachlich von "Hitzewallungen" sprechen.
Gewitterwolken können hochintensive Gammastrahlen, beschleunigte Elektronenstrahlen und sogar Antimaterie erzeugen . Messungen in einer Ebene in einer Wolke ermöglichten die Beobachtung intensiver Gammastrahlenpulse mit einer Energie von 511 keV, die die einzigartige Signatur für die Vernichtung eines Elektrons und seines Gegenstücks zur Materie darstellen: das Positron . Keiner dieser Effekte hat bisher eine zufriedenstellende Erklärung erhalten.
Im beigefügten Bild hängt die Blitzrate , ein Indikator für Gewitter, im Allgemeinen mit dem Breitengrad und der Nähe zur Luftfeuchtigkeit zusammen. Äquatoriale Gebiete weisen die größte Blitzdichte auf, insbesondere Küstengebiete, da Gewitter, die Blitze erzeugen, durch atmosphärische Instabilität und niedrige Luftfeuchtigkeit erzeugt werden, die dort das ganze Jahr über vorhanden sind. Umgekehrt haben mittlere Breiten und Polargebiete nur einen Teil des Jahres günstige Bedingungen.
Natürlich organisieren synoptische Skalenbedingungen auch die Konvektion. Es ist nicht überall am Äquator, wo die Bedingungen für die Bildung von Gewittern günstig sind. Die intertropische Konvergenzzone , in der die Passatwinde konvergieren , bietet somit die notwendige Anhebung für die Bildung ziemlich kontinuierlicher Gewitter, aber nördlich und südlich davon gibt es eine Abwärtsbewegung der Luft, die den Himmel freisetzt. Ebenso hemmen die Gewässer kalter Meeresströmungen Gewitter (z. B. die Westküste Nord- und Südamerikas), während warmes Wasser sie begünstigt (z. B. den Golfstrom, in dem sich Hurrikane bewegen ).
In den mittleren Breiten ist die Luft im Sommer instabiler, wenn ein Maximum an Temperatur und Luftfeuchtigkeit erreicht werden kann. Aber auch im Winter bringen die Frontalsysteme Kontaktmassen von kalter und warmer Luft mit sich , was die für die Entwicklung von Gewittern günstigen Bedingungen schaffen kann. Schließlich schaffen lokale Effekte wie das Küstenbrisenregime , die orografische Anhebung und die unterschiedliche Erwärmung lokal günstige Bedingungen für die Konvektion.
Auf dem französischen Festland sind Gewitter im Allgemeinen ziemlich häufig meteorologische Phänomene, hauptsächlich im Sommer, auf dem gesamten Gebiet. Einige Orte sind immer noch exponierter als andere. Im Allgemeinen werden Gewitter häufig auf einer Südwest- / Nordostachse aufgezeichnet. Die Orte, die am stärksten von Gewittern bedroht sind, sind die Pyrenäen , Rhône-Alpes und die Grenzgebirge sowie Korsika . Im Jahr 2019 war es die Gemeinde Sermano in Haute-Corse, die mit 7,15 Blitzen von Wolke zu Boden / km 2 am stärksten vom Blitz in Frankreich getroffen wurde . Umgekehrt ist das Gewitterrisiko in einem großen nordwestlichen Viertel des Landes geringer, insbesondere in Richtung Bretagne und in der Nähe des Ärmelkanals .
Gewitter wie andere meteorologische Ereignisse ( Überschwemmung , Sturm , Dürre ) tragen zur Auswaschung und / oder Resuspension von Aerosolen oder zur Erosion verschmutzter Böden oder Sedimente und damit zur zeitlichen und räumlichen Übertragung von Schadstoffen oder Schadstoffen bei. Plötzliche Überschwemmungen oder Auswaschung städtischer Böden Straßen, die durch Industrie oder Landwirtschaft verschmutzt sind, können im Allgemeinen nicht von Sturmbecken oder Kläranlagen absorbiert werden.
Einige Gewitter haben Erinnerungen markiert, zum Beispiel:
Gewitter wurden lange untersucht. In den USA und anderswo auf der Welt wurden mehrere Messkampagnen durchgeführt, darunter die VORTEX-Experimente in der Tornado Alley und das Alberta Hail Project in Alberta (Kanada). Mehrere renommierte Forscher haben dieses Gebiet weiterentwickelt, darunter Horace R. Byers , der als erster stürmische Typen klassifiziert, Robert A. Houze , Charles A. Doswell III , Ted Fujita (dem wir die Fujita-Skala verdanken ) und Erik N. Rasmussen . Diese Studien verwenden eine Vielzahl von meteorologischen Sensoren: Die Wetterstationen und mobilen Wetterradare , mesonets , Wettersatellitenbilder , usw. Diese meteorologische Disziplin wurde besonders durch einige Kinofilme und Online-Videos im Internet über " Sturmjäger " bekannt gemacht, aber die eigentliche Arbeit wird von Forschern der Universität und der Regierung geleistet.
Im Jahr 2018 ein Projekt mit dem Namen Relampago , bei $ 30 Millionen und führte durch Steve Nesbitt (Wissenschaftler der Atmosphäre an der geförderte University of Illinois , ist - von dem 1 st November - um besser zu verstehen , die Gewitter in Argentinien und im Süden Brazil.Making zusammen Mit rund 160 Atmosphärenforschern, hauptsächlich aus den USA, Argentinien und Brasilien, wird dies die größte Studie sein, die jemals an Gewittern außerhalb der USA durchgeführt wurde. USA. Sie wird von Geräten von Gewitterjägern aus den USA (mobiles Radar) profitieren insbesondere auf Lastkraftwagen) und basiert auf Experimenten in den Atmosphärenwissenschaften (Fernerkundung von Elektrifizierungs- und Blitzprozessen bis hin zu Skalen). Außerdem werden argentinische meteorologische Radargeräte verwendet, darunter etwa zehn Radargeräte mit doppelter Polarisation, die vertikal und horizontal senden und empfangen polarisierte Radiowellen, die Hagel aus der Ferne unterscheiden können , der Regen und Schnee . Das Projekt umfasst eine bürgerwissenschaftliche Komponente mit Bewohnern, die in der Sammlung und Messung von Hagelkörnern sowie in der Messung von Wasserstandsschwankungen geschult wurden.
Ein verwandtes Projekt namens CACTI (Abkürzung für Cloud, Aerosol und Complex Terrain Interactions , dh „Wolken, Aerosole und komplexe Wechselwirkungen mit dem Gelände“) wird sich auf den Einfluss atmosphärischer Partikel wie Staub oder Dunst auf die Entwicklung von konzentrieren Gewitter.
Nach der aktuellen Klimamodellierung werden die globale Erwärmung und das Meer die Atmosphäre mit mehr Energie versorgen, was dazu führen könnte, dass die Welt von heftigeren Stürmen "ernährt" wird, die den stärksten der in Argentinien beobachteten Stürme ähneln. Das Verständnis der Stürme in Argentinien würde es uns ermöglichen, das Wetter der Zukunft und seine Risiken besser zu verstehen.
Wolken auf dem Planeten Venus können Blitze wie terrestrische Cumulonimbuswolken erzeugen. Die Blitzrate beträgt mindestens die Hälfte der Blitzrate an Land.
Unter der Ammoniakschicht in der Atmosphäre des Planeten Jupiter scheint eine dünne Schicht von Wasserwolken zu existieren . Nach dem Auftreten eines Blitzes wurden Gewitter festgestellt. Wasser ist ein polares Molekül, dessen Ladungen getrennt werden können, was die Ursache für Blitze ist. Diese Elektroschocks können tausendfach stärker sein als Landschocks. In Wasserwolken erzeugte Gewitter entstehen durch Hitze aus dem Inneren des Planeten.
In den Geschichten wird das Phänomen des Sturms aufgrund seines lauten, brutalen, aggressiven und beängstigenden Aspekts oft mit einer Situation der Angst oder des Leidens in Verbindung gebracht. Darüber hinaus wird durch das Phänomen, das häufig nachts auftritt, die Wirkung der Angst verstärkt.
Der beliebte Begriff Hitzesturm bezieht sich auf einen Fall, in dem ein Beobachter bei klarem Himmel die Möglichkeit hat, im Sommer ein Gewitter zu beobachten. Das Phänomen hat nichts mit der Hitze zu tun, sondern mit der Tatsache, dass es zu weit entfernt ist, als dass die Donnerschläge hörbar wären. Die Existenz des Sturms wird ihm dann nur durch die Vision eines wahrgenommenen Blitzes offenbart, wie kurze Beleuchtungen des Himmels oder einer Wolke. Er sieht einen Blitz von Wolke zu Wolke oder eine Wolke innerhalb der Wolke . Blitze werden auch als Hitzewallungen oder Fulgurationen bezeichnet.
Ein trockenes Gewitter ist ein Gewitter, das für einen Beobachter am Boden wenig oder gar keinen Niederschlag erzeugt . Es könnte ein Gewitter mit einer hohen Wolkenbasis sein, da die Luft trockener ist (z. B. in den Great Plains von Nordamerika). In diesem Fall kann der Regen, der von der Wolke fällt, vollständig verdunsten und Virga oder teilweise geben , bevor er den Boden erreicht. Der mit dem Gewitter verbundene Blitz kann jedoch den Boden treffen und ein Feuer erzeugen, das vom Regen nicht erstickt wird.
Andererseits kann ein Blitz direkt vom Cumulonimbus-Amboss fallen, während sich die Niederschlagsäule unter dem Hauptteil der Wolke befindet und der Sturm für den Beobachter trocken ist. Schließlich gibt ein Gewitter in großer Höhe oder ein durch einen Waldbrand gebildeter Pyrocumulonimbus auch wenig Regen.