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Astronomie|Physik Erde|Umwelt

Gewaltige "Karotten" transportieren elektrische Ladung in die Ionosphäre

Wir leben inmitten eines gewaltigen elektrischen Stromkreises. Zwischen der Erdoberfläche und der Ionosphäre herrscht eine elektrische Spannung von 300.000 Volt. Taiwanesische Wissenschaftler der National Cheng Kung University in Tainan haben jetzt über dem Südchinesischen Meer bis zu 40 Kilometer breite, karottenförmige Lichterscheinungen entdeckt, die offenbar negative Ladung von Gewitterwolken hinauf in die Ionosphäre transportieren. Sie stellen ihre Entdeckung im Fachmagazin Nature vor (Bd. 423, S. 927).

Bei schönem Wetter fließt permanent ein Strom von etwa zwei Billionstel Ampere pro Quadratmeter von der unteren Ionosphäre zur Erdoberfläche. Die Ionosphäre ist die leitende Atmosphärenschicht zwischen etwa 50 und 1.500 Kilometern Höhe. Forscher meinen, dass Gewitter die entsprechende Ladungsmenge in die entgegengesetzte Richtung transportieren und so die Spannung zwischen Erdoberfläche und Ionosphäre konstant halten.

Messungen haben ergeben, dass während eines typischen Gewitters ein Strom von etwa einem Ampere in die Ionosphäre fließt. Demnach muss es auf der Erde zu jedem Zeitpunkt 1.000 bis 2.000 Gewitter geben, um das Spannungspotential von 300.000 Volt aufrechtzuerhalten. Beobachtungen bestätigen dies. Nicht genau geklärt ist bisher aber, wie der Ladungstransport nach oben vor sich geht.

Han-Tzong Su und seine Kollegen haben während eines Gewitters am 22. Juli 2002 mit lichtverstärkenden Kameras fünf gewaltige mohrrübenförmige Lichterscheinungen entdeckt, die sich von der Gewitterwolke in die Ionosphäre hineinbewegten. Am oberen Ende hatten sie einen Durchmesser von bis zu 40 Kilometern.

Gleichzeitig wurden in Japan und in der Antarktis niederfrequente Radiowellen registriert. Daraus berechneten Su und seine Kollegen, dass die „Karotten“ einige zehn Coulomb an negativer Ladung hinauf in die Ionosphäre transportiert haben. Ein Coulomb ist eine Amperesekunde.

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