Sprite (Wetterphänomen)

Als Sprite (deutsch: Kobold) bezeichnet man in der Meteorologie einen Blitz, der bei einem Gewitter oberhalb einer Wolke aus der Wolkendecke heraus bis in eine Höhe von über 100 Kilometern nach oben ausschlägt. Meist ähneln Sprites einer schmalen Stichflamme, manchmal erinnern sie auch an einen Atompilz.

Entdeckungsgeschichte

Da die Erscheinungen vom Boden aus kaum beobachtet werden können, wurden diese erst nach dem Beginn der Luftfahrt entdeckt. Lange Zeit wurden Sprites jedoch als Spinnerei von Piloten abgetan. Daher hatten Piloten, oft aus Angst vor Verspottung, ihre Beobachtungen verschwiegen.<ref name=GaPi/>

In den 1960er Jahren haben Kampfpiloten beim Einsatz im Vietnamkrieg diese Phänomene beobachtet und darüber berichtet.<ref name="lesch">siehe Weblink Leschs Kosmos: Himmlische Gefahrenzone</ref> Lange Zeit gab es nur wenige gesicherte Informationen und nur wenige Fotografien von Sprites. Ab 1989 wurden gezielt Aufnahmen gemacht, aus Flugzeugen<ref name=GaPi/> und 2003 aus dem Space Shuttle Columbia.<ref name="lesch"/>

Erscheinungsformen

Red Sprites

Red Sprites (auf Deutsch „Rote Kobolde“) erscheinen als rötliche oder leuchtend rote Entladungen, die stramm aufwärts verlaufen und deren Blitzkanäle meist kurz nach Austritt aus der Wolkendecke in zahllose Verästelungen zerfallen, weshalb sie auch scherzhaft als „Karotten-Sprites“ bezeichnet werden. Red Sprites treten in Höhen von bis zu 75 km auf und erreichen Längen von bis zu 20 km. Das sich zerteilende Kopfende der Entladung dehnt sich bis auf 50 km aus. In manchen Fällen entladen sich die Verzweigungen selbst ein weiteres Mal, diesmal jedoch nach unten, wobei eine bläuliche Färbung auftritt. Aufgrund ihres Erscheinungsbildes werden solche Sprites als „angel sprites“ (auf Deutsch „Engelskobolde“) bezeichnet. Erste Aufnahmen von Red Sprites stammen aus dem Jahr 1989, ab 1991 wurden sie gezielt während verschiedener Space-Shuttle-Missionen aufgezeichnet. Die Beobachtungen durch Erkundungsflüge und Radarstationen am Boden ergaben, dass Red Sprites stets nur über der Wolkendecke von besonders heftigen Gewittern im Bereich der Mesosphäre (55–85 km Höhe) erscheinen. Dabei können sie einzeln oder in Schwärmen auftreten. Eine Beobachtung mit bloßem Auge erweist sich nur dann als sinnvoll, wenn der Himmel im Hintergrund des Spektakels extrem dunkel ist, da Red Sprites, im Gegensatz zu sogenannten Blue Jets, deutlich lichtschwächer sind als herkömmliche Wolke-zu-Boden-Entladungen.<ref name=MaMi>Martin Füllekrug, Eugene A. Mareev, Michael J. Rycroft:Sprites, elves and intense lightning discharges. Seite 174–179.</ref><ref name=VlaRa>Vladimir A. Rakov, Martin A. Uman: Lightning: Physics and Effects. Seite 482–494.</ref>

Zur Entstehung von Red Sprites gibt es unterschiedliche Theorien. Die gängigste sieht vor, dass sich über der Wolkendecke besonders heftiger Gewitter ein starkes Spannungsfeld aufbaut, das sich aufgrund baldiger Übersättigung an Elektronen infolge von Kollisionen mit Gamma-Strahlen aus der darüber liegenden Ionosphäre von selbst entlädt.<ref name=MaMi/><ref name="VlaRa" />

Blue Jets

In rund 40 km Höhe entstehen auf ähnliche Weise auch weiß-bläuliche, stichflammenähnliche Entladungen, sogenannte Blue Jets (auf Deutsch „blaue Strahlen“), die Zehntelsekunden dauern und im Bereich der Stratosphäre aus der Wolkenoberdecke regelrecht herausspringen. Sie ragen bis zu 25 km in die Höhe, bevor sie sich auflösen. Sie scheinen von Wolke-zu-Boden-Entladungen unabhängig zu sein.<ref name=GaPi>Gavin Pretor-Pinney, Cloud Appreciation Society: The cloudspotter's guide. Seite 68.</ref>

Elves

Ein weiteres Ereignis sind sogenannte Elves (zu deutsch „Druden“ oder „Elfen“), die in einer Höhe von 60–105 km (Bereich Mesosphäre und Thermosphäre) erscheinen und oft gemeinsam mit Roten Kobolden auftreten. Sie sind ringförmig und breiten sich in einem Radius von bis zu 500 km in Bruchteilen einer Sekunde flächendeckend aus. Erste Sichtungen von Elves konnten 1992 dokumentiert werden.<ref name="VlaRa" />

Literatur

• Martin Füllekrug, Eugene A. Mareev, Michael J. Rycroft: Sprites, elves and intense lightning discharges. Springer, Berlin 2006, ISBN 1402046286
• Vladimir A. Rakov, Martin A. Uman: Lightning: Physics and Effects. University Press, Cambridge 2007, ISBN 0521035414
• Matthew James Heavner: Optical spectroscopic observations of sprites, blue jets, and elves: inferred microphysical processes and their macrophysical implications. University Press, Fairbanks (Alaska) 2000
• Gavin Pretor-Pinney, Cloud Appreciation Society: The cloudspotter's guide: the science, history, and culture of clouds. Penguin Books, London 2006 (Neuauflage), ISBN 0399532560

Weblinks

• Leschs Kosmos: Himmlische Gefahrenzone, ZDF-Sendung über Kobolde vom 23. September 2014, 28 Min.
• Artikel bei Spiegel Online Wissenschaft
• Galerie von Sprites der Seite Sky-Fire.tv
• Fotografie eines Sprites der NASA
• Fotografie eines Red Sprites der NASA, aufgenommen von der Internationalen Raumstation
• Stephen B. Mende, Davis D. Sentman und Eugene M. Wescott: Blitze zwischen Wolken und Weltraum. Abgerufen am 25. November 2015. 

Einzelnachweise

<references />