Hoe ontstaat bliksem? En hoe ontstaat onweer?

In Nederland onweert het gemiddeld 25 dagen per jaar. Ieder jaar vallen er daarbij één of twee doden doordat zij door de bliksem worden getroffen. Hoe ontstaat dit prachtige maar ook levensgevaarlijke verschijnsel? Wat is bliksem? Hoe ontstaat bliksem? En hoe ontstaat onweer? En waarom komt de donder pas na bliksem?

Wat is bliksem en hoe ontstaat bliksem?

Bliksem is, simpel gezegd, niets anders dan een enorm grote vonk. Deze forse elektrische ontlading kan op verschillende manieren ontstaan. Om te beginnen natuurlijk bij onweer (zie onder), maar ook bij zand- en stofstormen en bij vulkaanuitbarstingen. Daarbij wordt de elektrische lading waarschijnlijk eenvoudigweg gevormd door de wrijving tussen alle deeltjes. Dat is dus een vorm van statische elektriciteit. Dit zogenaamde tribo-elektrisch effect is ook bijvoorbeeld een gevaar voor graansilo’s, waar één vonkje de gehele silo kan doen ontploffen.

Bij de enorm grote stofwolken die met name bij vulkaanuitbarstingen ontstaan kan deze “vonk” enorm groot worden. De grote, zeer turbulente aswolk kan op die manier zelfs indirect bosbranden veroorzaken door blikseminslagen.

Waarom komt donder pas na bliksem?

Deze uitleg van bliksem verklaart ook eenvoudig waarom donder altijd pas na bliksem komt. De “vonk” geeft licht af, en verhit tegelijkertijd de lucht eromheen zo enorm dat deze fors uitzet. Dat is hetzelfde als bij een ontploffing, alleen wordt de knal hier donder genoemd. Het zichtbare gedeelte van de bliksem is simpelweg licht, en reist dus ook met de snelheid van het licht. Een goede benadering is dat het zo snel gaat, dat het de ogen van de waarnemer direct bereikt. Het geluid reist echter slechts met de snelheid van het geluid – zo’n 340 meter per seconde, dus ongeveer één kilometer per drie seconden. Als bliksem vlakbij inslaat, volgt de donder dus bijna direct, maar er kan ook gemakkelijk een halve minuut tussen donder en bliksem zitten.

Hoe ontstaat onweer?

Onweer ontstaat als een stapelwolk uitgroeit tot een onweerswolk. Dat gaat gepaard met sterke luchtstromen, zoals vaak te zien is door de bloemkoolachtige structuren in de wolk. Eigenlijk is wat er onder die condities gebeurt het beste te vergelijken met het opladen van een batterij. Er is altijd al een klein ladingsverschil tussen verschillende luchtmassa’s, maar onvoldoende om een vonk te veroorzaken. De elektrostatische elektriciteit die wordt opgewekt door de wrijving tussen regen, lucht, hagel en sneeuwachtige deeltjes hoog in de onweerswolk verzamelt zich gestaag, tot er een elektrisch veld van voldoende sterkte is gevormd om een ontlading te kunnen initiëren. Dat is dan de bliksem. Op microniveau is het mechanisme echter nog altijd slecht begrepen. Het is daarnaast al helemaal onduidelijk hoe de ontlading uiteindelijk ontstaat.

De meest gebruikelijke vorm van bliksem is overigens van de wolk naar de grond. Tussen onweerswolken onderling komt het ook voor; dat noemt men gewoonlijk weerlicht. Er is dan geen donder te horen, maar die wordt wel gevormd. De verklaring heeft te maken met de horizontale in plaats van verticale verspreiding van de bliksemschicht en de afbuiging van geluidsgolven door verschillende horizontale luchtlagen, alhoewel het precieze mechanisme nog niet volledig is opgeklaard.