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Erforscht, wie Blitze funktionieren: Christian Paul.

Forschung an der Bundeswehr-Uni Neubiberg 

Der Mann, der die Blitze versteht

Zehn Millionstelsekunden, so lange hat Christian Paul Zeit, sein Forschungsobjekt zu betrachten. Der 26-Jährige erforscht mit seinem Team Blitze an der Universität der Bundeswehr in Neubiberg.

Neubiberg– Nicht von ungefähr ist der Blitz ein Synonym für Geschwindigkeit. Die enorme Energie eines Blitzes macht ihn außerdem zu einer der gefährlichsten Naturgewalten in unserer Region. Christian Paul erforscht, wie Gebäude, Flugzeuge oder große Windräder vor dem Naturschauspiel geschützt werden können.

Eine Windkraftanlage etwa besteht größtenteils aus Kohlefaserverbundstoffen, was das Windrad leicht und beweglich macht. Die Energie von Blitzen kann aber nicht in den Boden abfließen. „Wenn der Blitz in so ein Windrad einschlägt und es nicht ausreichend gesichert ist, brennt es einfach ab“, sagt Christian Paul. Der Wissenschaftler testet im leistungsstärksten Hochstromlabor Europas, in Neubiberg, wie wirksam bestimmte Vorrichtungen vor Blitzeinschlägen schützen. Um Blitze möglichst gut künstlich nachahmen zu können, versucht er, das natürliche Wetterphänomen genau zu verstehen.

431 644 Blitze schlugen im vergangenen Jahr in Deutschland ein, genügend Möglichkeiten eigentlich, um ihr Verhalten zu untersuchen. Während es jedoch vergleichsweise einfach ist, die Blitze zu zählen, machen es die kurze Dauer und das unvorhersehbare Auftreten eines Blitzes ChristianPaul schwer, sie genau zu betrachten. „Das ist für mich das Spannende an der Blitzforschung: Es ist ein natürliches Phänomen. Man hat nur wenige Chancen es zu beobachten und muss deshalb wissenschaftlich extrem genau sein“, sagt der Elektrotechnik-Ingenieur, der ursprünglich in Aachen studiert hat. Um die Chancen zu steigern, muss etwas nachgeholfen werden. „Hohe Bauwerke werden mit höherer Wahrscheinlichkeit getroffen“, sagt Paul. Also haben die Wissenschaftler der Bundeswehr-Universität ein besonders hohes Gebäude mit ihren Messinstrumenten ausgestattet. Der Hohenpeißenberg bei Weilheim ist 936 Meter hoch, der Sendemast auf dem Gipfel bringt es zusätzlich auf knapp 159 Meter. Auf der Spitze, insgesamt 1095 Meter über dem Meeresspiegel, ist eine spezielle „Fangstation“ aus geometrisch angeordneten Metallspitzen montiert, die die Blitze zusätzlich anziehen soll. Mit sensiblen Geräten im Turminneren und Highspeed-Kameras zeichnen die Forscher Blitze auf, die sich mit bis zu 70 000 Ampere entladen, so viel Stromstärke wie aus 4500 Steckdosen.

Die Messungen am Hohenpeißenberg zeigen dabei ein besonderes Phänomen: Der Blitzkanal baut sich zunächst von der Gewitterwolke Richtung Boden auf. Vom Sendemasten wächst ihm eine „Fangentladung“ entgegen. „Das ist typisch für Gebäude über 100 Meter“, erklärt Paul. Erst wenn der Kanal vollständig aufgebaut ist, entlädt sich der Blitz. Die Luft im Blitzkanal, der nur wenige Zentimeter breit ist, heizt sich dabei auf bis zu 35 000 Grad Celsius auf und dehnt sich rasend schnell aus. So schnell, dass es zu einem Überschallknall kommt, der dann als Donner zu hören ist.

Mit den gewonnen Daten kann das Forscherteam im Labor in Neubiberg Blitze bis zu 400 000 Ampere nachbauen. Die werden dann auf Ableit-Vorrichtungen, Windradflügel und Flugzeugnasen geschossen. Im Alltag müssen diese Gegenstände Blitze verarbeiten können, damit Mensch und Gebäude nicht zu Schaden kommen. Im Härtetest zeigt sich, ob aufgeklebte Metallfolien und Hightechblitzableiter die Versuchsgegenstände ausreichend schützen können.Korbinian Bauer

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