ontstaan van bliksem
Advies en kennis
Onweer ontstaat door 3 elementen:
- vochtige lucht
- warme lucht
- stijgende lucht
Door de stijging van warme lucht, wordt de lucht gecondenseerd, omdat in de hogere luchtlagen de lucht kouder is. Er ontstaan waterdruppels. Het kenmerkende van een onweerswolk is dat de stijging extreem is, waardoor de waterdruppels in de nog koudere hogere luchtlagen komen. Hier ontstaan ijskristallen en zelfs hagelstenen. Deze hagelstenen vallen neer, door hun gewicht. Er ontstaan botsingen tussen de hagelstenen en de ijskristallen. Door deze botsingen ontstaan er ladingsplitsingen. In de meeste gevallen zijn de lichtere ijskristallen positief geladen en de zwaardere vallende hagelstenen negatief. Hierdoor zal de wolk onderin negatief en bovenin positief opgeladen worden. Zo hoog zelfs dat er ontladingen plaats vinden (zie bliksem).
Voorbeeld: warme zomerdag, in de namiddag onweer
Meestal een warme broeierige dag. Met zwakke wind. In de namiddag komen hoge wolken. De wind draait naar de wolk toe.
De zon verwarmt de aarde. In ons waterrijke land ook het water. Warme lucht stijgt. Zie daar: de 3 belangrijkste elementen voor onweer: stijgende, warme, vochtige lucht. Meestal ontstaan deze onweersbuien in het midden van het land. Op de Veluwe, maar ook in de Achterhoek, waar de warme lucht vanuit Duitsland het land binnen drijft. Eén zo’n warmte onweersbui duurt gemiddeld 1/2 tot 1 uur. Maar blijven meestal op één plaats hangen. De grote rivieren en het IJsselmeer hebben invloed op deze buien.
Voorbeeld: koufront in aantocht
Weerplaatje bij de verwachting; kou front in aantocht. Kou fronten komen in Nederland meestal in het zuidwesten het land binnen. Kou fronten komen zowel in de zomer als in de winter voor
Omdat koude lucht zwaarder is dan warme lucht, drijft het front als een wig de warme lucht omhoog. Op de grens van een kou front regent het meestal. Zie daar: de 3 belangrijkste elementen voor onweer: stijgende, warme, vochtige lucht.
Een front kan heftig zijn. Veel wind, hagelbuien en veel onweer.
Een kou front onweer kan wel 24 uur aanhouden. Afhankelijk van de snelheid van het front, zal men het onweer op één plaats kort of lang mee kunnen maken. Rivieren en het IJsselmeer hebben geen invloed op deze onweersbuien
Een bliksem is geen ‘kortsluiting’ tussen aarde en wolk, daar is de afstand van 3-6 km te groot voor. Door de hoge lading in de wolk, wordt lucht door ionisatie geleidend. Er ontstaat een kanaal met een plasma-kern (geïoniseerde lucht). Dit geleidingskanaal vervolgt zijn weg schoksgewijs, met stappen van ca.50m. Pas de laatste 20-60m ontstaat een vangontlading, waardoor de echte ontlading plaatst vindt.
De laatste 20-60m wordt ook wel het doorslag-traject genoemd en kan gezien worden als een soort fictieve cirkel (bol) rond de kop van de ontlading. Dit doorslag-traject bepaalt het punt van inslag. Het punt dat als eerste binnen de fictieve cirkel (bol) komt, is het punt van inslag. De kop van de ontlading en het doorslag-traject bepaalt dus het inslagpunt. Zo komt het vaak voor dat een lager gelegen punt de fictieve cirkel (bol) eerder raakt en daarmee het inslagpunt is.
Als er een inslagpunt is volgt de echte ontlading, die meestal van beneden naar boven loopt. Gemiddeld met een stroom van 60-80kA.
Meestal is het ontladingskanaal (geïoniseerde lucht) niet direct weg, waardoor vervolgontladingen door hetzelfde kanaal kunnen plaats vinden. Dit zien wij als flikkering van de bliksem. Soms loopt er ook nog een rest lading door het kanaal weg, van enkele honderden Ampère’s. Dit wordt ook wel de stroomstaart genoemd van een bliksem.
Een bliksemontlading is onder te verdelen in 3 ontladingen.
1. Hoofdontlading
2. Vervolgontladingen
3. Stroomstaart
De hoofdontlading veroorzaakt, door zijn hoge stroom in een zeer korte tijd, de zogenaamde explosieve schade, zoals scheuren van gevels en dergelijke. De vervolgontladingen veroorzaken meestal schade aan de elektronica. Dit komt omdat de stroom sneller tot zijn topwaarde komt. De steilheid is zeer groot. Immers het kanaal is door de hoofdontlading zeer goed geleidend geworden. Een zeer grote steilheid betekend een zeer groot inductieveld. Elektronica kan zeer slecht tegen inductievelden. De stroomstaart veroorzaakt meestal brand. Ondanks dat de stroom laag is (enkele honderden Ampère’s). Maar door de lange tijd dat deze stroom aanwezig is, zit er veel energie in deze stroomstaart.
Ontstaan van de Donder
Een ontladingskanaal heeft een diameter van ca. 2,5 cm. Door de hoge bliksemstroom wordt de lucht in het kanaal verhit, tot wel 30.000 graden Celsius. Warme lucht zet uit. De in één keer 30.000 graden hete lucht zet ook in één keer uit, waardoor een drukgolf kan ontstaan van wel 100 Bar. Soms hoor je een felle knal, soms een heel lang gerommel. Dit komt doordat de snelheid van het geluid in verhouding langzaam is.
Bij een horizontale ontlading (bijvoorbeeld tussen wolken onderling) hoor je eerst het geluid (de drukgolf) dat het dichtst bij je is. Daarna hoor je het geluid dat een stukje verderop ontstaan is. En als laatste hoor je het geluid dat het verst weg is. Als je weet dat ontladingen gemiddeld 10 km lang kunnen zijn, hoor je dus van één ontlading een gedonder van wel 30 seconden.
Een knal hoor je als het ontladingskanaal, zowel boven als beneden ongeveer dezelfde afstand heeft tot je oor. Het geluid (de drukgolf) van het ontladingskanaal hoor je dan nagenoeg op hetzelfde moment. Meestal zijn dit verticale ontladingen, dus echte inslagen op aarde
Contact
