Bessere Warnung, bevor vor der erste Blitz einschlägt - betrifft fast ein Drittel der Gewitter

Gewitter und die damit verbundenen Blitze können eine große Gefahr für das Leben darstellen, wenn sich Menschen im Freien aufhalten. Ein Beispiel ist die Luftfahrt: an den Flughäfen können sich Mitarbeiter und Passagiere an exponierten Orten mit wenig oder gar keinem Schutz vor Blitzeinschlag aufhalten. Weitere Beispiele sind Sportveranstaltungen unter freiem Himmel, Lagerstätten für gefährliche Stoffe, Windparks und Solaranlagen, Baukräne. Hier ist die frühzeitige Erkennung von Gewitteraktivitäten entscheidend.

Obwohl die Detektionstechnologie, deren Empfindlichkeit und die globale Abdeckung in den letzten Jahrzehnten beträchtliche Fortschritte gemacht haben, gibt es immer noch Herausforderungen bei der Gewitterwarnung. Eine davon ist die Fähigkeit, vor der potenziellen Blitzaktivität in einem Gebiet zu warnen, bevor der erste Blitz entdeckt wird. Natürlich muss ein Gewitter irgendwo beginnen, und obwohl in den meisten Fällen eine ausreichende Warnung durch die Erkennung entfernter Blitze eines herannahenden Gewitters gegeben ist, kann es vorkommen, dass der erste Blitz unangenehm nahe an Ihrem Standort einschlägt.

Hierzu wurde von Biral untersucht, mit welcher Wahrscheinlichkeit der erste Blitz eines Gewitters in der Nähe auftritt, wenn diese bereits in einiger Entfernung Blitze erzeugen und sich nähern. Dazu wurden die archivierten Daten eines Biral BTD-300 Gewitterdetektors in der Nähe von Bristol im Südwesten Englands im Jahr 2017 analysiert. 

Der BTD-300 detektiert tatsächliche Blitze, und warnt vor möglichen Blitzen, indem es die Ladung einzelner Regentropfen und die Variabilität des atmosphärischen elektrischen Feldes misst. Letzteres zeigt an, ob das atmosphärische elektrische Feld stark genug ist, um Ionen zu erzeugen, wenn die Luft um hohe, spitze Objekte unterhalb eines sich entwickelnden Gewitters zusammenbricht. Aufgeladener Regen und Ionen sind beide Anzeichen für ein erhöhtes Blitzrisiko und können mehrere Minuten vor dem ersten Blitz aus dem Gewitter auftreten. Dadurch warnt der BTD-300 den Nutzer schon, bevor eine Warnung von einer anderen, reinen Blitzortungstechnik ausgegeben würde.

Im untersuchten Zeitraum 2017 verursachten insgesamt 16 Gewitter 502 Blitze in der Nähe, was einer Blitzdichte von 0,5 Blitzen pro Quadratkilometer pro Jahr entspricht. Von diesen 16 Gewittern lösten 10 innerhalb von 30 Minuten sowohl einen ersten nahen Blitz als auch einen entfernten Blitz aus. Bei vier Gewittern gab es eine Warnung vor aufgeladenem Regen oder Korona und keine Fernblitze, was die einzige Warnung vor einem erhöhten Risiko für den Standort darstellte. Von den verbleibenden zwei Ereignissen gab es bei einem keine Warnung und bei dem anderen gab es aufgeladenen Regen, gefolgt von einem entfernten Blitz vor dem ersten nahen Blitz (Abbildung). Diese Ergebnisse zeigen deutlich den Vorteil einer kombinierten Blitz- und Nicht-Blitz-Methode zur Warnung vor dem ersten Blitz in der Nähe: 31 % der Gewitter erzeugen ihren ersten Blitz in der Nähe, ohne dass ein vorheriger Blitz in der Ferne als Warnung dient. Durch die Einbeziehung der nicht blitzbedingten Auslöser für eine Warnung ("geladener Regen" und "Detektion von Ionen") sank die Zahl der unerwarteten Gewitter vor Ort auf nur 6 %. Die Frühwarnzeiten, zu denen der erste Blitz eines Gewitters in der Nähe auftrat, sind in der Tabelle dargestellt. Es zeigt sich, dass diese wichtigen Indikatoren eine Vorwarnzeit von 10 bis 17 Minuten bieten.

Fazit: bei fast einem Drittel aller Gewitter schlägt der Blitz in der Nähe ein, ohne dass die herkömmlichen Blitzortungssysteme dies rechtzeitig erfasst hätten. Der BTD-300 wie auch der BTD-200 für kleinräumigere Gewitterwarnungen bieten hier einen wesentlichen Sicherheitsvorteil im Interesse von Menschen und Anlagen in Gewitterlagen, indem mit einem zeitlichen Vorlauf von mehr als zehn Minuten eine Vorwarnung ausgegeben werden kann. 

Quelle: Bennett, Alec (2018): Lightning Detection. First Strike: How can airports predict if the first lightning will occur overhead? The on-site monitoring of charged raindrops may hold the answer. Meteorological Technology International, September 2018, S. 126-128.