Onweer en de ionosfeer en het nut van onweer

Een magisch maar ook een angstaanjagend verschijnsel: bliksem en donder. Onvoorstelbaar om te zien hoe grillig en fel de bliksemschicht kan zijn. De bliksem die ontstaat vanuit de ionosfeer. Onvoorstelbaar hoe de donder alles laat trillen en schudden op zijn grondvesten. Ramen, deuren, kopjes in de kast en zelfs je lichaam trilt. Het is magisch om te zien maar ook levensgevaarlijk en ondanks dát heeft onweer ook een nut.

• Bliksem
• Donder
• De ionosfeer
• Het nut van onweer

Bliksem

Een ingrediënt voor bliksem en donder zijn onweerswolken.
Onweerswolken (cumulonimbus) of shelfclouds (cumulonimbus arcus) zijn enorme wolken waar de warme lucht snel opstijgt en afkoelt. Doordat dit energie geeft worden druppels, sneeuwvlokken of hagelstenen elektrisch geladen. Zowel plus (positief) als ook min (negatief). Bovenin de wolk de plus en onderin de min deeltjes. De aardbodem is negatief geladen maar bij gelijkwaardige ladingen stoten deze elkaar af en de aardbodem wordt positief geladen door de negatieve onderkant van de onweerswolk. Hoe krachtiger de lading hoe meer de plus en min naar elkaar toetrekken en dit geeft een spanningsverschil.

Voorontlading

Zodra het spanningsverschil van de onderkant van de wolk en aardoppervlakte hoog genoeg is, ontstaat een voorontlading (zoekontlading). Dit kunnen we op aarde niet tot nauwelijks zien. De voorontlading loopt van de wolk naar de aarde en geeft op aarde een vangontlading die weer omhoog loopt naar de wolk. Wanneer de voorontlading en de vangontlading elkaar raken ontstaat een soort kanaal waarin de hoofdontlading plaatsvind. De bliksemflits! Er bestaan verschillende manieren van bliksemontladingen:

• de ontlading van wolk naar aardoppervlakte, hierboven beschreven. Een grondontlading, ook wel stroke genoemd. Of
• een ontlading van wolk naar wolk;
• een ontlading van wolk naar lucht. De bliksemschicht wordt niet gezien alleen het oplichten van de wolk. Het weerlicht wordt dat genoemd;
• het kan ook zijn dat de onweerswolk niet voldoende ontwikkeld is om onweer te geven. De ontlading in de wolk of tussen wolken, is er dan wel maar alleen in de vorm van oplichtende wolken. En zonder donder of gerommel. Dit wordt wel tapijtbliksem genoemd. De wolken lijken een (eng) tapijt in de lucht bij het oplichten. Bij weerlicht hoor je de donder of gerommel wel bij tapijtbliksem dus niet.

Elektromagnetische straling

Elke bliksemontlading zendt elektromagnetische straling uit. Deze straling bestaat zowel op lage frequenties (1 Hz) als hoge frequenties (100 Megahertz). Maar zelfs op hogere frequenties dan 100 MHz kunnen we een bliksemontlading waarnemen (zien), omdat deze trilling (frequentie) valt onder het zichtbaar licht. Het grote verschil tussen grond- wolk en wolk-wolk ontladingen is dat wanneer het kanaal de grond raakt, er een bijkomende krachtige impuls uitgezonden wordt rond 10 kilohertz. Bij een ontlading loopt de temperatuur op tot ongeveer 30.000 °Celsius. Gemiddeld is een bliksemschicht 5 tot 6,5 kilometer lang en met 2,5 centimeter doorsnee. Met een snelheid van 60.000 kilometer per seconde. De voor het oog niet of nauwelijks zichtbare voorontlading heeft een lagere snelheid van ongeveer 300 km per seconde, In de ontladingen van wolk tot wolk kunnen bliksemschichten voorkomen van slechts enkele meters.

Donder

Donder is het geluid dat gehoord wordt na de bliksem. De bliksem is het hoofdverschijnsel met de donder als bijverschijnsel. Door de zeer hete bliksemschicht wordt de aangrenzende lucht enorm verwarmd en zet daardoor zeer sterk uit. Door het uitzetten van de lucht ontstaat een geluidsgolf en dit is de donder die we horen op aarde. De snelheid van licht en geluid zijn verschillend en daardoor is de bliksem het eerst waarneembaar en de donder volgt. Omdat het geluid in drie seconden een afstand van ongeveer één kilometer aflegt is het seconden tellen om te weten hoe ver de bliksem verwijderd is.

De ionosfeer

Onze aarde is omgeven door de dampkring of atmosfeer. De atmosfeer bestaat uit de lagen: troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en de exosfeer. De lagen mesosfeer en thermosfeer vormen samen de ionosfeer en heeft een hoogte van 50 kilometer tot 1000 kilometer. De ionosfeer is de laag met vrije elektronen. Het is het gebied van de dampkring waarin zich ionisatieprocessen afspelen. Waar deeltjes door straling van de zon worden geïoniseerd. Ionen zijn luchtdeeltjes die een elektrische lading hebben. De ionosfeer is positief elektrisch geladen en het oppervlak van de aarde heeft een negatieve lading wat een heersende elektrische lading geeft. Vooral de ionosfeer is voor de mens van groot belang. Zowel om te kunnen leven en om met elkaar te kunnen communiceren. De ionosfeer weerkaatst namelijk radiostralen met bepaalde golflengtes, zodat deze over grote afstanden kunnen worden verstuurd en ontvangen. Onze moderne maatschappij gebruikt steeds meer technologie die gebaseerd is op het uitzenden en/of ontvangen van radiogolven: draadloze telecommunicatie op aarde (mobielgebruik, smartphone) of tussen de aarde en de ruimte, radarsystemen, systemen voor satelliet navigatie. Onweer kan krachtige ruimtestormen veroorzaken in de ionosfeer. Die stormen storen nogal eens de overdracht van radiogolven en de ontvangst van GPS-signalen.

Metingen

Metingen van een NASA-satelliet laten zien dat zich enorm veel gas verzameld boven de gebieden waar het onweert. Een foto, door de satelliet genomen, toont gasophopingen met grote dichtheid boven de Amazone, Kongo, Indonesië en de Stille Oceaan, vier gebieden waar het vaak heftig onweert. Het vermoeden van natuurkundigen is dat de onweersbuien de ionosfeer niet rechtstreeks beïnvloeden. Er worden drukgolven in de lucht veroorzaakt die de onderste laag in de ionosfeer binnen dringt. Langzaam wordt het gedeeltelijk elektrisch geladen en worden er twee plasmabanden gevormd die de hele aarde omspannen. Boven deze plasmabanden vormen zich gassen met een grote dichtheid wanneer het beneden onweert.

Trilling of frequentie

Trilling is beweging en wordt uitgedrukt in Hertz (Hz). 1 Hz is één trilling in één seconde. Hertz is de eenheid van frequentie. Het aantal trillingen in één seconde wordt ook wel frequentie genoemd. Alles is in beweging dus alles heeft een frequentie. Onweer geeft een natuurlijk elektromagnetisch veld, naast de vele kunstmatig elektromagnetische velden die de aarde en aardatmosfeer 'bedekken'. De natuurlijk elektromagnetische velden zijn nodig voor het leven op aarde. Want toen miljarden jaren geleden het leven op aarde ontstond, was dat mede door de natuurlijke frequenties. De kunstmatige frequenties (trillingen) zijn door mensenhanden gemaakt.

Het nut van onweer

Professor Schumann uit München ontdekte in 1952 dat er elektromagnetische golven in de atmosfeer dat er, tussen de aarde en ionosfeer, te meten waren rond de 8 (Hz.) pulsen per seconde. Dat deze worden veroorzaakt door de ontlading van een redelijk positief geladen ionosfeer naar de negatieve aarde. Dat onweer en dan met name de bliksem werkt mee om deze pulsen constant te houden. Dat de mens niet zonder deze pulsen kan om te leven. Hersengolven liggen tussen de 4 en 12 Hz. en in een ontspannen toestand is dit 8 Hz. De natuurlijke hersengolven om lekker in het vel te zitten, om een gezond slaap- en waakritme te hebben. De frequentie van de aarde (het aardmagnetisch veld). Andere invloeden op het aardmagnetische zijn:

• de kern van de aarde;
• magnetische stormen.

Onweer laadt de ionosfeer op. Onweer heeft zijn nut maar blijft gevaarlijk. Heb respect voor onweer.