Iedereen kent het wel, je bent lekker buiten aan het spelen op een zomerse dag als je opeens donkere wolken aan ziet komen drijven. Een rommelend geluid en een frisse wind, er komt onweer aan! Even later schieten de bliksemschichten langs de hemel. Maar wat is bliksem precies, hoe zit dat nou?
Ontstaan van de lading?
Blikseminslag
We blijven even bij de zomerse dag. De zon heeft de hele dag hard geschenen en de lucht is opgewarmd. Zoals je misschien wel weet stijgt warme lucht op en koelt daarbij af (convectie). De kleine waterdruppeltjes in de lucht kunnen daarbij zo koud worden dat ze bevriezen en hagelsteentjes vormen. De minuscule druppeltjes en hagelsteentjes blijven zweven in een wolk. Als ze steeds groter en zwaarder worden zullen ze echter op een gegeven moment naar beneden vallen. Tijdens het vallen botsen ze tegen elkaar aan en breken er stukjes af. Zoals je in deze uitleg kan lezen, bevat alles wat bestaat lading. Omdat er in een druppel net zoveel positieve als negatieve lading zit, merk je daar niets van. Maar als er stukjes afbreken, dan kan het zijn dat het ene brokstukje iets meer negatieve lading meekrijgt en het ander iets meer positieve. Je hebt dan dus twee geladen druppels gekregen: de een negatief, de ander positief. Dit wordt ladingsscheiding genoemd. Over het algemeen zal het zo zijn dat de positief geladen stukjes bovenin terecht komen en de negatief geladen stukjes onderin de wolk. Omdat gelijke lading elkaar afstoot, duwt deze negatieve lading in de wolk als het ware de negatieve lading in de aarde aan de kant. Hierdoor blijft er een positieve lading in de aarde over. Uiteindelijk zal er dus een ladingsverschil ontstaan tussen de onderkant van de wolk en de aarde.
Lading in land en wolk
Omdat een onweerswolk uit gigantisch veel druppeltjes en hagelsteentjes bestaat kan het ontstane ladingsverschil heel groot worden; het ladingsverschil kan oplopen tot wel honderd miljoen volt! (Ter vergelijking: het stopcontact is 'slechts' 230 V)
Blikseminslag met een hogesnelheids camera.
Verplaatsing van lading: Bliksem
De negatieve lading in de wolk (overschot aan elektronen) wil niets liever dan zo snel mogelijk naar de positief geladen aarde. Ze worden echter gescheiden door een laag lucht die de elektronen tegen houdt. Om de aarde te bereiken moeten ze deze barrière oversteken. Vergelijk het maar met een muur waar de elektronen overheen moeten springen; pas als de elektronen met genoeg zijn kunnen ze elkaar over de muur duwen. Zo is het ook met bliksem, pas als de negatieve lading in de wolk groot genoeg is kunnen ze door de lucht naar de aarde ‘springen’. Deze sprong gebeurt met gigantisch veel kracht en snelheid: dit is bliksem!
Wat kun je zelf doen bij bliksem?
Dat bliksem gevaarlijk is weet iedereen wel, maar hoe kun je jezelf beschermen tegen dit natuurgeweld? Het beste is om naar binnen te gaan of in een auto te gaan zitten. Maar soms heb je dat niet bij de hand, wat dan? Een veelgemaakte fout is om te gaan schuilen onder een boom. De bliksem slaat namelijk altijd in op het hoogste punt in de omgeving. Als je weer de vergelijking maakt met de muur en de elektronen zou je kunnen zeggen dat de muur daar het laagst is. Beter kun je laag bij de grond blijven, of zelfs nog lager in een greppel of put. Hoe meer lucht tussen jou en de onweerswolk zit des te veiliger ben je.
Conclusie
Bliksem onstaat dus door een groot ladingsverschil tussen wolk en aarde. Het daadwerkelijke wegstromen van dit ladingsverschil wordt gezien als bliksem. Omdat het allemaal begint met warme opstijgende lucht kun je op een warme zomerse namiddag de meeste bliksems zien.
Exotische soorten van bliksem.
Hierboven is uitgelegd hoe de meest voorkomende ‘huis-tuin-en-keuken’ -soort bliksem ontstaat. Bliksem kan echter op meer manieren ontstaan, een aantal exotische voorbeelden zijn hier gegeven.Bliksem in een zandstorm. Ladingsscheiding vindt niet alleen plaats in wolken met ijsdeeltjes, ook in zandstormen ontstaan ladingsverschillen. Wanneer een zandstorm voldoende groot is kan ook hier bliksem ontstaan.
Bliksem tijdens een vulkaanuitbarsting. De gigantische hoeveelheid as die de lucht in wordt geblazen tijdens een vulkaanuitbarsting is de perfecte kraamkamer voor bliksem. Vooral de hoge dichtheid van de asdeeltjes zorgt voor spectaculaire bliksemschichten.
Bliksemschichten bij een vulkaanuitbarsting.