Hoe ontstaat bliksem en donder?
Bliksem is het vervolg van de opbouw van tegengestelde elektrische ladingen in een cumulonimbuswolk. Hoe bliksem precies ontstaat is nog niet bekend. Men denkt dat de ijskristallen die in de bovenste delen van de wolk ontstaan gewoonlijk positief zijn geladen en dat de druppeltjes, die naar de onderkant van de wolk zakken, gewoonlijk negatief zijn geladen. Misschien voeren opwaartse stromingen de positieve ladingen mee omhoog en de neerwaarde stromen de negatieve ladingen mee omlaag.
Tijdens deze opbouw van ladingen ontstaat er ook een positieve lading aan de aardbodem onder de wolk en die lading beweegt ook met de wolk mee.
Tegenstellingen trekken elkaar aan
De tegengestelde elektrische ladingen trekken elkaar krachtig aan. Uiteindelijk kan de isolerende luchtlaag tussen de ladingen ze niet langer gescheiden houden en vindt er een ontlading plaats. Negatieve ladingen bewegen naar de positieve ladingen in een onzichtbaar, grillig, chaotisch patroon, een zogeheten getrapte voorontlading. As de negatieve lading de positieve ontmoet, wordt er een krachtige elektrische stroom – de bliksem ontlading – opgewekt en even in stand gehouden door een positieve ontlading die naar de wolk terug schiet. Deze positieve lading beweegt heel snel, ongeveer 100.000 km per seconde.
Dit alles kan zich in hetzelfde bliksemkanaal meerdere keren herhalen, waardoor de bliksem vaak lijkt te flikkeren. Dit proces gaat door totdat alle ladingen uit de wolk zijn verdwenen.
De meeste ontladingen vinden plaats binnen één wolk, tussen wolken onderling of tussen een wolk en de lucht (als er voldoende lading in de lucht zit). Slechts één op de vier ontladingen bereik de grond. Als dit gebeurt, trekt de getrapte voorontlading positieve ladingen vanaf de aarde omhoog, vanaf een uitstekend voorwerp zoals een boom of gebouw. Een bliksemontlading die van de bovenkant van de wolk helemaal naar de negatief geladen aarde buiten het gebied van de wolk beweegt, noemt men een positieve ontlading. De bliksem kan allerlei vormen hebben, afhankelijk van de afstand van de waarnemer tot de ontlading.
Hoe ver is het onweer als ik bliksem zie en donder hoor?
De temperatuur in het bliksemkanaal ligt boven de 22.000 C. De lucht langs dit kanaal wordt dus enorm verhit, waardoor ze uitzet en vervolgens weer snel terug klapt. Dit is de oorzaak van de geluidsgolven die wij donder noemen. Doordat lichtgolven zich sneller voorplanten dan geluidsgolven, komt de bliksem altijd eerder dan de donder. De donder legt iedere 3 seconden één kilometer af. Door het aantal seconden te tellen dat verloopt tussen het zien van de bliksem en het horen van de donder, kan men dus gemakkelijk de afstand van het onweer afleiden. Vaak is onweer nog te horen tot op afstanden van meer dan 30 km.