Bliksem

Het luchtelektrisch circuit

De bliksem is een onderdeel van het luchtelektrisch circuit op aarde. Hoog in de atmosfeer is een elektrisch lading aanwezig. Langzaam daalt deze naar de neutrale aarde. Dit gebeurt 24 uur per dag.

Maar de elektrische lading is onderdeel van een stroomkring en moet weer worden gecompenseerd. Dit gebeurt via een onweersbui. Deze wordt gevormd door een Cumulonimbuswolk en is herkenbaar aan het aambeeld.

Een Cumulonimbus doet niets anders dan het luchtelektrische veld flink in de war schoppen. Periodiek is dit veld dusdanig uit evenwicht, dat tussen wolk en aarde een ontlading plaatsvindt. Dit gaat samen met een geluid, de donder. De wolk heeft na de ontlading een ander evenwicht. Via de top van de wolk vindt elektrische uitwisseling plaats met de elektrische laag hoog in de atmosfeer. Dit is waarneembaar als sprites. Het veld is uiteindelijk gesloten.

De onweerswolk

 Een onweerswolk ontstaat door sterke opwaartse luchtstromingen. Vaak ontstaan deze wolken op een koufront of soms spontaan in warme lucht. Door stijging ontstaan verschillende gebieden met ladingen. Boven in de top van het aambeeld is een enorme spanning opgebouwd tussen verschillende dicht op elkaar liggende luchtlagen.



Ook halverwege en aan de wolkenbasis is zo een eigen elektrische lading aanwezig. Door een soort kortsluiting ontstaat in de wolk een elektrische pad van top naar de wolkenbasis. Dit nemen we waar als het oplichten van de wolk vlak voor een ontlading. Bovendien geeft deze interne ontlading al een kraak op de radio.
Vervolgens is binnen een fractie van een seconde een punt in de wolkenbasis flink verstoord en vindt een ontlading plaats naar de aarde. Dit punt op de wolkenbasis wordt "hot spot" genoemd en blijft gedurende twintig minuten fungeren als een soort elektrisch afvoerputje van de wolk.


Het bliksemkanaal

Nadat in de wolk de interne ontlading is geweest, gaat het heel snel. Vanuit de "hot spot" zoekt een voorontlading een weg omlaag. Dit gaat soms vertakt, soms vrij direct omlaag. In stappen van vijftig meter zakt de voorontlading naar beneden. Ondertussen is een aantal zwakke "vangontladingen" vanuit een hoog punt op aarde vertrokken. Deze vangontladingen ontstaan uit een sterk veld op aarde. Soms is dit sterke veld zichtbaar als Sint Elmusvuur.

Zodra een van de vangontladingen contact maakt met een van de neerwaarts gerichte voorontlading, ontstaat de hoofdontlading. Die gaat meestal van aarde naar wolk. De meeste bliksemstralen gaan van beneden naar boven. Afhankelijk van de elektrische verhouding licht dit kanaal meerdere keren op. Dit noemen we een meervoudige ontlading.

Temperatuur en snelheid
In een bliksemkanaal loopt de temperatuur op tot 30.000 graden. Dit is gemeten gedurende één miljoenste seconde. Een bliksem is heel snel. Hij heeft de snelheid van 10 tot 30 procent van de lichtsnelheid. De opwaartse vangontlading is "traag". Die legt 300 kilometer per seconde af.

Lengte en breedte
Een bliksemkanaal is slechts 2,5 centimeter dik, maar eerder minder. Een vertikale bliksemstraal heeft een lengte van hooguit één kilometer. Namelijk de afstand tussen de onderkant van de wolk en de aarde. Horizontale ontladingen kunnen honderd kilometer lang worden. Vooral 's winters komen deze voor. Er zijn gevallen bekend dat 's winters een ontlading van Leeuwarden tot Den Haag tegelijkertijd werd gehoord.

Spanning en stroomsterkte
De spanning in een bliksemflits kan oplopen tot 100 miljoen Volt. De stroomsterkte varieert doorgaans van 100 tot 600.000 Ampère.

Onderzoekers hebben sterktes van 200.000 Ampère gemeten. De energie van een bliksemstraal is niet te gebruiken. In een bliksemstraal zit niet meer energie dan 10 liter olie.


Verscheidenheid in vorm
Van deze basisontlading zijn vele varianten. We kennen de vuurpijlbliksem, de bandbliksem, parelsnoerbliksem, meervoudige bliksem, enz, enz.

Wetenswaardigheden van de bliksem

• Een onweersbui geeft maximaal 120 ontladingen per minuut. Soms wel meer, maar dit zijn dan vaak oplichtende wolkendelen.
• Er zijn positieve en negatieve bliksems.
• Bliksemontladingen in het najaar zijn krachtiger.
  Vooral de kuststreek loopt daardoor extra gevaar.
  Hier komt in het najaar meer onweer voor.
• Bliksemontladingen zijn afkomstig van de wolkenbasis. Soms slaan ze vanuit de top van het aambeeld in op de grond.
  Deze bliksem zijn zeer verwoestend.
• De bliksem vertoont kleuren.
  De kleur zegt iets over de samenstelling van de lucht.
• De bliksem ontstaat op de plek waar neerslag van vorm verandert. Vlakbij een hagelgordijn.
• Bij veel zomers frontonweer, zit de bliksemactiviteit aan de voorkant van de bui.
• Bliksem kan ook horizontaal over lange afstand verplaatsen.

Bliksem slaat bij voorkeur in op het hoogste punt, maar dit hoeft beslist niet. Onderzoek gaf aan dat gebouwen rond een hoge toren of mast vaker werden getroffen, dan gebouwen die geen hoge mast in de buurt hebben.

De bliksemfoto's zijn gemaakt door Sander van den Berg.