Gewitter - da hört der Spaß auf

Back15 August 2017

Bei Gewitter ist Vorsicht geboten. Jeder weiß das. Das gilt umso mehr in der Luftfahrt; allerdings aus anderen Gründen, als man allgemein denkt.

Wenn ein Gewitter über einem Flughafen niedergeht, geht nichts mehr. Es finden keine Landungen und keine Starts mehr statt; selbst die Abfertigung der Flugzeuge am Boden wird gestoppt. Manchmal wird der Flugverkehr sogar dann behindert, wenn das Gewitter noch recht weit weg ist.

Um zu erklären, warum das so ist, ist ein kleiner Exkurs in die Welt der Meteorologie nötig:

Das Wetter, das uns am Boden am meisten präsent ist, ist geprägt von zwei Wolkentypen sowie einer Mischung von beiden.
Zum einen sind dies die sog. Stratus- oder Schicht-Wolken. Vereinfacht dargestellt entstehen sie, wenn wärmere Luft durch den Wind an einer kälteren Luftmasse langsam empor gedrückt wird. Die warme luft gleitet in einem flachen Winkel langsam nach oben und kondensiert schichtweise.
Stratus-Bewölkung erkennt man am Boden an der grauen, eintönigen Wolkendecke. Sie ist ein Garant für Mist-Wetter wie Landregen, "Grau in Grau", aber nur in seltenen Fällen gefährlich.

Der andere Typ ist uns am Boden zunächst symphatischer, wir reden von "Schönwetter-Wolken" oder auch von "Schäfchen-Wolken", aber diese Wolken haben es faustdick hinter den Ohren.
Es sind dies die sog. Cumulus- oder auch Quell-Wolken. Sie entstehen, wenn warme Luft, die einen hohen Feuchtigkeitsanteil halten kann, aufsteigt. Dabei kühlt sie sich ab; dummerweise kann kühlere Luft weniger Feuchtigkeit halten. Die Folge ist, dass die Feuchtigkeit in der Luft irgendwann kondensiert; winzige Tröpfchen entstehen. Diese Tröpchen bilden die Wolke. Der Name "Quellwolken" rührt daher, dass sie wie eine Wasserquelle von unten genährt werden.

Das Ganze sieht zunächst sehr friedlich aus:
Einzelne Wölkchen bilden sich am Himmel. Sie haben scharfe Umrisse und eine platte Unterseite. Wie Schäfchen halt...

Die Luft steigt aber weiter nach oben, weil von unten immer neue Warmluft aufsteigt und kondensiert. Die Wolke türmt sich also auf; sie gewinnt auch an Ausdehnung. Dieser Prozess wird dadurch begünstigt, dass es in einem Gebiet nach einer nassen Wetterperiode sehr warm wird. Die im Boden enthaltene Nässe wird zu Feuchtigkeit in der Luft, und der Motor beginnt zu laufen... Der Wetterdienst in Deutschland nennt dies "Wärme-Gewitter".

In unseren Breitengeraden wächst die Wolke bis in eine Höhe von etwa 11 km. Dort befindet sich die Tropopause, eine atmosphärische Schicht, die kein Wettergeschehen mehr zulässt. Sie wirkt wie ein Deckel, unterbindet jede weitere Hebung.

In der Wolke hat sich ein Thermik-Schlot gebildet, in dem warme Luft mit ca. 400 km/h senkrecht nach oben strömt. Bis sie dort ist, hat sie sich markant abgekühlt und wird an der Tropopause abgelenkt und nach aussen geleitet. Da dort nun ein Überdruck entstehen würde, wird die gekühlte Luft wieder nach unten gesogen; es entsteht ein äusserer Schlot, der wie ein Mantel um den Warmluft-Schlot nach unten fließt. Die Grenzen zwischen diesen beiden Schloten messen nicht mal einen Millimeter; es kommt zu einer massiven Reibung, die eine statische Aufladung der Wolke bewirkt. 

Die Wolke ist der Plus-Pol einer gigantischen Batterie...

Da die Erde der dazu passende Minus-Pol ist, passiert irgendwann, was unweigerlich passieren muss:
Die Spannung zwischen Wolke und Erde erreicht den kritischen Punkt, und es kommt zu einem elektrischen Funken wie bei einer Zündkerze, den wir "Blitz" nennen. Die Energie ist jedoch um ein Vielfaches höher, und in dem Blitz entstehen extrem hohe Temperaturen, die eine thermische Ausdehnung der Luft bewirken. Diese dehnt sich aus; vergleichbar mit einer Welle, die sich um einen ins Wasser geworfenen Stein ausbreitet. Das nehmen wir als Donner wahr.

Nah am Blitz ist er laut, kurz, aber knackig, mit zunehmender Entfernung wird er leiser und vermischt sich mit seinen eigenen Echos, was ihn länger klingen lässt.

Für ein Flugzeug in der Luft sind weder der Blitz noch der Donner das Problem. Es sind die Schlote, an deren Berührungspunkten ein Unterschied von ca. 600 km/h besteht. Nichts und niemand kann diese Kräfte überstehen. Ein A380 würde darin genau so zerissen, wie eine kleine Cessna.

Darum geht jeder Pilot diesem Phänomen weiträumig aus dem Weg.