Hoe ontstaan kilometerslange bliksemflitsen?

Op een zwoele zomeravond zie je het vaak: bliksem. Wat gebeurt er eigenlijk in een wolk voordat zo’n schicht zijn weg naar de grond vindt? Om te begrijpen hoe bliksem ontstaat, moeten we kijken naar zogenoemde geladen deeltjes, legt natuurkundige Sander Nijdam (Technische Universiteit Eindhoven) uit. “In een wolk zitten ijskristallen en hagel­stenen.” In principe zijn die neutraal geladen. Dat betekent dat zo’n ijskristal of hagel­steen uit evenveel positieve als negatieve deeltjes bestaat. “Maar die ijskristallen en hagelbollen botsen weleens. Dan springt een beetje negatieve lading van de ijskristallen naar de hagel­stenen. In een wolk heb je na zo’n botsing dan positief geladen ijskristallen en negatief geladen hagelstenen.”

Om bliksem te krijgen, gebeurt er ónder de wolk iets anders belangrijks, iets wat we vooral zien op mooie zomerdagen: warme lucht stijgt op van de aarde. Omdat de ijskristallen veel lichter zijn dan de hagel­stenen, worden die naar de bovenkant van de wolk geduwd. De zware hagelbollen vallen naar beneden en verzamelen zich juist onderin. Je hebt dus nu een wolk die aan de bovenkant positief geladen is (ijskristallen), en aan de onderkant negatief (hagelstenen). “Dat noemen we ladings­scheiding, er ontstaat dan een elektrisch veld”, zegt Nijdam. “De natuur wil dat elektrische veld opheffen – de positieve en negatieve deeltjes moeten weer gemengd worden. Om dat voor elkaar te krijgen, loopt er een stroom van het positieve naar het negatieve deel van de wolk. Die stroom is de bliksem.”

Dit proces speelt zich af ín de wolk, 90 procent van de bliksem blijft ‘binnenskamers’ en is niet zichtbaar, behalve als de buitenwolk oplicht. Dat fenomeen noemen we het weerlicht.

Voorontlading

Maar wat gebeurt er als je een schicht naar de aarde ziet gaan? Nijdam: “De negatieve lading onderaan in de wolk wil weg. Die kan naar boven, maar ook naar de neutrale aarde. Dat veroorzaakt de kilometerslange flitsen.” Ondanks dat maar 10 procent van de bliksem buiten de wolk plaatsvindt, komt dat erg vaak voor. Wereldwijd zijn er op elk moment wel 1.800 onweersbuien bezig en slaat de bliksem 45 keer per seconde in op aarde.

Wat de meeste mensen niet weten, is dat een schicht zich in meerdere fases ontwikkelt. Eerst is er een voorontlading, onzichtbaar voor ons. De bliksem zoekt zich dan in stukken en beetjes een weg van de wolk naar de aarde. Dat verloopt met een snelheid van 150 kilometer per seconde. Als die voorontlading dicht bij de grond is, vormt zich daar een vang­ontlading naar de wolk toe. Als die voor- en vang­ontlading elkaar raken, wordt er een soort kanaal gecreëerd. Het is via dat kanaal, met slechts enkele centimeters diameter, dat de feitelijke ontlading gebeurt. Bliksem dus. Omdat dat proces zich een paar keer herhaalt, lijkt het alsof de bliksem flikkert.