Seit Jahrhunderten zieht das dramatische Spektakel von Blitzen, die in Bäume einschlagen, die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich. Allerdings haben Wissenschaftler nun ein weitaus subtileres, aber dennoch bedeutsameres elektrisches Phänomen bestätigt: Koronaentladungen – ein schwaches Leuchten, das bei Gewittern auf Baumblättern auftritt. Forscher der Pennsylvania State University haben diese Entladungen bei Arten wie Amberbaum und Loblolly-Kiefer in mehreren US-Bundesstaaten direkt beobachtet und gemessen und dabei eine bisher nicht dokumentierte Wechselwirkung zwischen Bäumen und atmosphärischer Elektrizität aufgedeckt.
Jenseits des Blitzes: Die subtile Kraft von Coronae
Während sich Blitze durch starke Hitze und zerstörerische Kraft auszeichnen, handelt es sich bei Koronae um schwache elektrische Entladungen, die die Temperatur der Umgebungsluft kaum erhöhen. Trotz ihrer Subtilität erzeugen diese Funken extreme Mengen an Hydroxyl, dem primären Oxidationsmittel in der Atmosphäre, das möglicherweise Blätter schädigt und geladene Teilchen in Gewitterwolken schleust.
„Endlich konkrete Beweise dafür zu haben … macht meiner Meinung nach am meisten Spaß“, sagte Dr. Patrick McFarland, ein an der Studie beteiligter Meteorologe. Unter kontrollierten Laborbedingungen erscheinen diese Entladungen als kaum sichtbares blaues Leuchten, wenn alle anderen Lichtquellen ausgeschaltet werden.
Wie die Beobachtung gemacht wurde
Das Forschungsteam entwickelte ein spezielles mobiles Instrument zur Erkennung von Coronae auf Baumwipfeln. Das Herzstück dieses Aufbaus war ein 25-cm-Teleskop, das ultraviolette (UV) Strahlung auf eine sonnenblinde UV-Kamera fokussierte, die für Wellenlängen zwischen 255 und 273 nm empfindlich ist. Dies ermöglichte es ihnen, die Entladungen während Gewittern in North Carolina zu beobachten und zu dokumentieren, wie sie „zwischen Blättern hüpften und manchmal einem Ast folgten, der sich im Wind bewegte“.
Ähnliche Beobachtungen wurden bei vier weiteren Stürmen gemacht, die sich von Florida bis Pennsylvania erstreckten.
Auswirkungen auf Wälder und Stürme
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Koronae häufig unter Gewittern auftreten und möglicherweise die Luftqualität in Waldgebieten verändern, geringfügige Schäden am Laubwerk verursachen und sogar zur elektrischen Ladung in Gewitterwolken beitragen.
„Unsere Beobachtungen deuten darauf hin, dass Korona auf den Baumstreifen unter einem Gewitter schimmert“, schreiben die Autoren in ihrem Bericht.
Diese Forschung zeigt, dass die elektrischen Wechselwirkungen zwischen Gewittern und Wäldern komplexer sind als bisher angenommen. Das schwache Leuchten von Koronae, obwohl oft unsichtbar, könnte eine überraschend wichtige Rolle in der Atmosphärenchemie und der Sturmdynamik spielen.
Die am 12. Februar in Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie erweitert unser Verständnis darüber, wie Wälder auf Stürme reagieren. Dies bietet einen neuen Kontext für die Waldgesundheit, die Atmosphärenwissenschaft und die umfassenderen Auswirkungen von Blitzen auf die Natur.
