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Gewitterforschung – Lassen sich Blitz und Hagel kontrollieren?

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Lena Dillenburg
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Durch den Klimawandel könnten Gewitter gefährlicher werden. Forscher jagen deshalb Gewittern hinterher, um sie besser zu verstehen. Andere testen, ob Laser als Super-Blitzableiter taugen.

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Mit gewagten Methoden versucht die Forschung, Gewitter besser zu verstehen, um sie besser kontrollieren zu können. Das Ziel ist, dass sie weniger Schäden anrichten. So impfen die einen Wolken, andere bauen Laserblitzableiter und manche jagen Unwettern hinterher – alles um herauszufinden: Was passiert genau in einer Gewitterwolke? Wie lassen sich Gewitter besser vorhersagen? Lassen sie sich am Ende bändigen?

Warum regnet es bei Gewittern fast immer?

Kleine Tropfen in einer Wolke verbinden sich zu immer größeren Regentropfen. Das kann man sich ungefähr so vorstellen: Wenn wir im Auto sitzen und es regnet, dann tropfen von außen Tröpfchen auf die Scheibe und verbinden sich zu immer größeren. Werden die Tropfen zu schwer, um sich zu halten, rutschen sie nach unten. Am Himmel fallen sie dann aus der Wolke raus. So entsteht Regen.

Wie wird aus Regen Hagel?

Eine Wolke hat einen unteren und einen oberen Bereich – einen unter der Null-Grad-Grenze und einen darüber. Die starken Aufwinde in einer Gewitterwolke können Wassertropfen, die sich unten in den Wolken bilden, weit nach oben tragen, wo sie gefrieren, weil es dort kalt genug dafür ist. Dort werden aus den Regentropfen dann Hagelsteine.

Wie soll die Wettervorhersage verbessert werden?

Ulrich Blahak ist Meteorologe beim Deutschen Wetterdienst und leitet das Projekt SINFONY. Dabei geht es darum, Gewitter mithilfe von Mathematik besser vorherzusagen. Gewitterzellen werden am Computer simuliert. Mit dem Computerprogramm kann Ulrich Blahak genau untersuchen, was mit einem Gewitter passiert, wenn sich die Bedingungen verändern: Wie wirkt sich ein Berg in der Landschaft auf die Gewitterbildung aus? Oder was passiert, wenn der Wind auf einmal stärker wird? So sollen neue Informationen gesammelt werden. In Zukunft kann dann hoffentlich besser vorausgesagt werden, wie sich ein Gewitter entwickeln wird.

Die Schwierigkeit ist, nachzuweisen, ob der Effekt tatsächlich vorhanden ist. Im Labor kann man das alles nachweisen. Aber im Labor kann man keine Wolke entstehen lassen. Und ob das in der Realität tatsächlich funktioniert, kann man überhaupt nicht sagen. Man weiß nicht, wie sich die Wolke entwickelt hätte ohne das Impfen. Was wir uns anschauen können, sind die Messdaten. Und da sehen wir erst mal keinen großen Unterschied zwischen den Regionen, wo geimpft wird, und den Regionen, wo nicht geimpft wird.

Pilot Frank Kasparek neben einem Flugzeug zur Hagelabwehr. Bildet sich in Württemberg ein Unwetter, steigt er mit seiner Maschine auf, um Schlimmeres zu verhindern. Allerdings ist noch nicht geklärt, was das "Impfen" wirklich bringt.
Pilot Frank Kasparek neben einem Flugzeug zur Hagelabwehr. Bildet sich in Württemberg ein Unwetter, steigt er mit seiner Maschine auf, um Schlimmeres zu verhindern. Allerdings ist noch nicht geklärt, was das "Impfen" wirklich bringt.

Was ist ein Laserblitzableiter?

Ein Blitz schlägt zwar nicht immer, aber meistens in den höchsten Punkt eines Ortes ein. Deshalb gilt: Je höher ein Blitzableiter ist, desto größer ist der geschützte Bereich. Ein Blitzableiter auf dem Dach schützt das dazugehörige Haus. Ein hoher Kirchturm als Blitzableiter kann schon einen größeren Häuserblock schützen. In der Schweiz, auf dem gut 2.500 m hohen Säntis südlich des Bodensees, hat ein internationales Forscherteam deshalb eine neue Art der Blitzableitung ausprobiert. Dort wurden 2021 Laserstrahlen aus einem Turm in den Himmel geschossen, um bei Gewitter Blitze schon sehr weit oben einzufangen.

Mit dieser Technik soll es in Zukunft möglich sein, sehr große Gelände vor Blitzeinschlägen zu schützen. Die Firma TRUMPF Scientific Lasers in München hat den Blitzableiter-Laser hergestellt. Tom Metzger ist Managing Director der Firma und erklärt:

Wir haben einen großen Laser installiert. Der Turm selber war geerdet, war wie ein großer Blitzableiter, der war 70 Meter hoch. Und was wir machen wollten, ist einfach [...], diesen Turm künstlich zu verlängern, mit diesem sogenannten Filament, also mit dieser leitfähigen Luft. Der Turm [...] war vollgestopft mit Messequipment. Das war eine Blitzforschungsstation, also nicht ohne Grund haben wir den Laser dort oben installiert. Mit dem Laserblitzableiter sollen in Zukunft noch viel größere Areale, zum Beispiel Flughäfen, geschützt werden als es mit klassischen Blitzableitern möglich war.

Wie wirkt sich der Klimawandel auf Gewitter aus?

Michael Kunz, der für seine Forschung immer wieder auf Gewitterjagd ist, erklärt, dass die Zahl der Gewitter bisher noch nicht nachweisbar zunimmt, wohl aber die Stärke. Ob sich die Gewittersaison vielleicht durch den Klimawandel sogar verlängert, ist nicht ganz klar. Auf der einen Seite ist 2023 bereits im März eine schwere Superzelle mit großem Hagel aufgetreten und auch 2022 haben Superzellen mit Tornados in Frankreich noch im Oktober große Schäden verursacht. Unklar ist, ob es sich bei dabei um Zufall handelt oder ob die Superzellen Hinweise dafür sind, dass die Gewittersaison in Zukunft vielleicht länger dauern wird.

Was wir sehen, ist, dass die Feuchtigkeit, die ja für die Gewitterbildung entscheidend ist, [...] ganz stark zugenommen hat. Hier im süddeutschen Raum ungefähr um 15 Prozent in den letzten 30 Jahren. Das ist ein richtig massiver Anstieg. Aber ob die Gewitter tatsächlich häufiger geworden sind, ist nicht so ganz klar. Aber relativ klar ist schon, dass die schweren Gewitter zunehmen. Dass zum Beispiel der Starkregen zunimmt, weil mehr Feuchtigkeit da ist. Das ist, was man beobachten. Wir haben in den vergangenen Jahren schon eine massive Zunahme der Starkregenereignisse erlebt und damit verbunden Sturzfluten, lokale Überschwemmung.

Alexander Theis von der Johannes-Gutenberg-Universität sagt außerdem, dass sich der Klimawandel auch auf die Hagelbildung auswirkt.  Durch die Erderwärmung verschiebt sich die Null-Grad-Grenze nach oben. Das heißt, die Wolken sind höher im Himmel. So hat der Hagel beim Fallen mehr Zeit zum Schmelzen, bis er unten auf der Erde ankommt. Auf der anderen Seite werden die Gewitterzellen wegen höheren Aufwinden aber auch stärker. Wenn dann Hagel entsteht, wird er deshalb größer.

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