LOFAR zeigt, wie Blitze wachsen

7. März 2018, 17:20 Uhr
 Das Herzstück des LOFAR-Teleskops ist der „Superterp“ bei Borger (NL)  (Foto: LOFAR).
 Das Herzstück des LOFAR-Teleskops ist der „Superterp“ bei Borger (NL)  (Foto: LOFAR).
Das niederländische Radioteleskop LOFAR, das sich vom Norden der Niederlande aus über einen Teil Europas erstreckt, kann das Entstehen und die Entwicklung von Blitzen verfolgen. Es sind Details bis zu einer Ausdehnung von einem guten Meter sichtbar, eine Genauigkeit, die noch nie zuvor erreicht wurde.

Die Ergebnisse des Forschungsprojekt, an dem die Physiker Brian Hare und Olaf Scholten der University of Groningen beteiligt waren, wurden im Journal of Geophysical Research: Atmospheres veröffentlicht.
Wissenschaftler zerbrechen sich immer noch die Köpfe über die Entstehung von Blitzen. Doch die Erforschung von Blitzen ist schwierig, weiß man doch nicht, wo genau ein Sturm aufzieht, und wenn man sich darin befindet, möchte man sich den Blitzen lieber nicht aussetzen.

Radioantennen

Eine genaue Registrierung von Blitzen ist mit Radioantennen kein Problem. Wer während eines Gewitters einem Transistorradio gelauscht hat, weiß, dass das Gewitter Funkstörungen erzeugt. An verschiedenen Orten auf der Welt wurden Antennenfelder speziell für die Erforschung von Blitzen ausgelegt. Das LOFAR-Radioteleskop besteht aus vergleichbaren Antennenfeldern, die sich auf etwa 3200 Quadratkilometern in den Niederlanden verteilen. Mit ihnen werden nun Blitze mit einer Genauigkeit untersucht, die vorher unerreichbar war.

Impulse

Die Forscher analysierten die LOFAR-Daten, die während eines Gewitters am 12. Juli 2016 am frühen Abend gesammelt wurden. Ein Mitarbeiter wartete auf den Regen und drückte in dem Moment einen Knopf, als er einen Blitz sah. Auf diese Weise wurden die letzten zwanzig Sekunden der Datenmessung an den Überwachungsstationen in „Transient Buffer Boards“ eingefroren, die mit Unterstützung (und Finanzierung) von der Radboud-Universität von Nimwegen den LOFAR-Antennen hinzugefügt wurden. Diese Puffer machten es möglich, den gewaltigen Datenstrom von LOFAR vorübergehend ruhigzustellen.
Bei dem Rückblick auf die gespeicherten Daten wurden zunächst die einer Antenne analysiert, um zu bestimmen, zu welchem Zeitpunkt der Blitz genau auftrat. Die Daten dieser und der umgebenden Sekunden wurden anschließend von 24 verschiedenen LOFAR-Stationen heruntergeladen.

Kurzschluss

Ein Blitz beginnt mit einer Reihe von Impulsen, die in Schritten von etwa 50 Metern die Luft in einer Art Kanal von etwa einem Meter Durchmesser ionisieren. Wenn ein solcher Ionisationskanal mit dem Boden oder mit einer anderen Wolke einen Kurzschluss bildet, durchläuft ihn der allseits bekannte Lichtblitz. Die LOFAR-Daten ermöglichen nun die genaue Abbildung aller Entwicklungsschritte dieser Entladung.
 
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