Ann. d. Hydr. usw., LXIV. Jahrg. (1936), Heft IV. 
1929 
Über schnelle Ladungsänderungen in Gewitterwolken. 
Eine Untersuchung des Verhaltens der Wolkenelektrizität auf Grund von Feldmessungen 
und Blitzphotographien. 
Von Helmuth Heinze, Hamburg: 
(Hierzu Tafeln 17 mit Abb, 1, 2, 4 bis 7 und 18 mit Abb. 3 und 8) 
Zusammenfassung: Blitzphotographien mit einer rotierenden Kamera werden mit gleichzeitigen 
Registrierungen der Feinstruktur des elektrostatischen Feldes der Erde (Schwankungen bis zu 0.01 sec 
hinunter) verglichen, Die Messung des Feldes erfolgt durch eine „Wilson-Platte‘, In deren Erdleitang 
sich ein Röhrenverstärker befindet. Dabei ergibt sich, daß die beobachteten Teilentladungen eines 
Biitzes positive Elektrizität zur Erde führen, Ka wird versucht, die bisherigen anderslautenden 
Ergebnisse hiermit in Übereinstimmung zu bringen. 
A. Einfluß des Blitzes auf das Erdield. 
Die Lulftelektrizität arbeitet vorwiegend mit kleinen Ladungen. Exakte 
Messungen sind deshalb schwierig, Nur im Gewitter haben wir gewissermaßen 
eine Vervielfachung aller Vorgänge, Daher kann gerade das Gewitter mit seinen 
starken elektrischen Erscheinungen dazu dienen, von dieser Seite aus den Fragen 
des Elektrizitätshaushalts der Atmosphäre näherzukommen, Die Anhäufung 
von. Elektrizität im Gewitter ist so groß, daß die Funkengrenze der Spannung 
erreicht werden und ein Ausgleich der Ladungen in Form von Blitzen stattfinden 
kann, Den Entladungen ist durch direkte Messungen der Elektrizitätsmengen 
nur selten ‚oder gar nicht beizukommen. Es besteht aber die Möglichkeit, die 
dureh den Blitz hervorgerufenen. Schwankungen des elektrostatischen Feldes der 
Atmosphäre zu messen, Dieses Feld ist bedingt durch. die Erdladung und durch 
Raumladungen am Meßpunkt' selbst und weiter entfernt davon, So verändern 
vorbeiziehende Wolken das Feld, besonders wenn sie ihren Ladungszustand plötz- 
lich ändern, wie es im Gewitter der Fall ist. = In der Höhe H über dem Erd- 
boden befindet sich eine Wolkenladung Q. Ist die Entfernung zwischen dem 
Fußpunkt der Höhe auf dem Erdboden und dem Aufpunkt gleich L, so bedingt 
die Wolkenladung einen Feldanteil im Aufpunkt, der durch folgende Gleichung 
gegeben ist: 2Q-E 
ES 
Dabei ergibt sich das Feld als das eines Dipols, dessen eine Ladung (-+Q) 
sich in der Wolke befindet, während die Influenzladung auf der Erde ersetzt zu 
denken ist durch die Ladung —Q im Abstand H unterhalb der Erdoberfläche 
(„elektrisches Bild“), Wenn eine solche Wolkenladung durch einen Blitz neutra- 
lisiert wird, so wird sich das Feld in der Zeit der Blitzdauer um einen durch 
obige Formel gegebenen Anteil ändern, Ebenso werden alle anderen Änderungen 
in der Wolkenladung sich als Feldschwankungen auswirken. Ein „positiver Blitz“ 
erzeugt eine „positive Feldschwankung“ (Aufbau des Feldes), Dabei ist unter 
„positivem Blitz“ die Wilsonsche Definition zu verstehen: ein „positiver Blitz“ 
führt positive Elektrizität zur Wolke bzw. negative zur Erde, Das elektro- 
statische Feld der Erde ist positiv, wenn die Luft- bzw. Wolkenladung positiv 
gegenüber der Erde ist. Eine „positive Feldänderung*“ ist gegeben durch eine 
Vergrößerung des positiven. oder Verkleinerung‘ des negativen Feldes. Damit 
ist die Wirkung eines positiven Blitzes auf das Feld erklärt. 
Die Messung der Feldschwankungen gibt ein genaues Abbild der elektrischen 
Vorgänge in der Wolke vor, während und nach einer Entladung, Zur Messung 
kürzer, weniger als 0.1 sec dauernder Feldschwankungen sind die gewöhnlichen 
Kollektoren nicht zu gebrauchen wegen zu großer Trägheit (Wasserkollektoren 
usw.) oder aber infolge der geringen Leitwerte jedenfalls unpraktisch (radioaktive 
Kollektoren). Man kann aber auch nach folgender Methode, die von Wilson (2), (:)* 
— * Die Zablen beziehen. sich auf das Schrifttum an Schluß der Arbeit. 
Ann. ad. Hrdı. as. 19025 Heilt IV.