Wat is onweer, donder en bliksem?

WAT IS ONWEER?

We spreken van onweer indien een bui of cumulonimbus (CB) gepaard gaat met elektrische ontladingen.
Het ontstaan van onweer heeft te maken met de sterk stijgende en dalende luchtstromingen in grote buienwolken en de elektrische geladenheid van aarde en atmosfeer. Door de sterke luchtstromingen kunnen in de wolk concentraties van elektrische ladingen ontstaan. In onweerswolken stromen sterk stijgende warme lucht en sterk dalende koude lucht vlak langs elkaar met snelheden van maximaal 100 kilometer per uur. Met die stromingen worden ook elektrisch geladen deeltjes meegevoerd, waardoor de wolk als een enorme condensator wordt opgeladen. Daardoor worden ontladingen mogelijk tussen de wolk en andere wolken of tussen de wolk en de aarde wat leidt tot bliksem en donder.

Wat is bliksem?

Bliksem is de ontlading tussen een elektrisch geladen wolk en de aarde (CG), tussen twee of meer wolken met tegengestelde lading onderling, of binnen één wolk (CC). Je kan het je dus voorstellen als een heel krachtige vonk tussen de wolken en aarde, of in de wolken. De temperatuur in een ontlading loopt op tot waardes tussen de 10.000 en 30.000 graden Celsius. De gemiddelde stroomsterkte is zo'n 60 kA en de spanning loopt in de miljoenen volts. Een bliksemschicht is gemiddeld 5 tot 6,5 kilometer lang en 2,5 cm in doorsnede, maar reikt soms over afstanden van meer dan 100 kilometer (wolk-wolk).

Wat is donder?

Het geluid bij onweer ontstaat door de zeer hoge temperatuur die in minder dan een duizendste van een seconde ontstaat in een bliksemschicht. De lucht zet daar zeer sterk uit en door die uitzetting ontstaat een drukgolf die te horen is als donder. Het geluid verplaatst zich met een snelheid van 340 meter per seconde. Is de donder dus drie seconden na het zien van een bliksemflits te horen dan is de onweersbui nog slechts een kilometer verwijderd en daarmee gevaarlijk dichtbij. Elke 3 seconden komt dus overeen met één kilometer. Doorgaans wordt 3 kilometer -oftewel 9 seconden- als grens tussen veilig en onveilig beschouwd. 

Wanneer donder lang gezapig blijft rommelen, werd deze wellicht veroorzaakt door een ontlading binnen de wolken. Deze kan zich dus ook over een lange afstand voordoen.
Wanneer we keiharde krakers, gevolgd door kanondreunen horen, dan is dit meestal het gevolg van een wolk-aarde ontlading, oftewel een inslag.

De afstand tot waar donders na een ontlading hoorbaar zijn varieert sterk door de atmosferische omstandigheden en omgevingsfactoren. In zeer vochtige lucht kan geluid zich makkelijker voortplanten, maar vaak houdt het toch al na 15 tot 20 kilometer op. 20 kilometer zou betekenen dat je de donder pas 60 seconden na de ontlading hoort.

Statistieken

Op jaarbasis worden er in België gemiddeld ongeveer 180.000 bliksemontladingen geteld, waarvan er ongeveer 10 procent inslaan. De meerderheid van de donders die we horen zijn dus het gevolg van onschuldige wolk-wolk ontladingen.
Het ene jaar is echter het andere niet. Zo werden er in 2007 bijvoorbeeld slechts 105.000 ontladingen geregistreerd, terwijl dat er in 2002 zelfs 266.000 waren. 
Wie weet zijn we in 2016 wel op weg naar een nieuw record. Op 23 juni alleen al werden er bijna 50.000 ontladingen geregistreerd. Daarvan waren er 7.200 naar de Aarde gericht.
Boven Limburg werden ongeveer 9.000 wolk-wolk ontladingen geteld en 1.800 wolk-aarde ontladingen. (verhoudingsgewijs waren dit dus veel meer inslagen dan gemiddeld)

Op elk moment van de dag zijn er over de hele aarde tussen de 1.500 en de 2.000 bliksemhaarden actief. Zodoende worden er elke seconde gemiddeld 45 bliksemflitsen geproduceerd. Dat zijn 1,4 miljard bliksemflitsen per jaar.

Tegenwoordig bestaan er hele mooie websites waarop we de voortgang en intensiteit van onweersbuien perfect kunnen opvolgen. Bij lightningmaps.org kan je zelfs realtime de geluidsgolf van de donder rond een ontlading zien uitdeinen.

Voorbeeld bliksemdetecties met geluidsgolf op 7 juni 2016, 16u39:

LightningMaps - Geluidsgolf