Allgemeines

Auf Basis der Daten des österreichischen Blitzortungssystems ALDIS der Jahre 1992 — 1997 wurde eine systematische Untersuchung von Orten mit erhöhter Blitzdichte in ganz Österreich durchgeführt.

Blitzdichte im Raum Stadt Salzburg

Unter den Orten, an denen von ALDIS außergewöhnlich viele Einschläge registriert wurden, fand sich auch der Gaisberg bei Salzburg. Dabei ist anzunehmen, dass die Mehrzahl der dort lokal georteten Blitze in den Sendemast auf dem Gaisberg eingeschlagen haben. Entsprechende Beobachtungen wurden auch vom dortigen Betriebspersonal bestätigt.

Ähnlich hohe Einschlagzahlen wurden auch bei anderen Sendeanlagen wie z. B. am Dobratsch oder am Kitzbühler Horn festgestellt.

Wie wir heute wissen, sind die überwiegende Mehrzahl der Blitze am Sender Gaisberg so genannte Aufwärtsblitze. Dabei trifft nicht, wie beim typischen Wolke-Erde- oder Abwärtsblitz, zufällig ein aus der Wolke kommender Leitblitz den Sendemast, sondern der Leitblitz startet an der Mastspitz und wächst in Richtung Gewitterwolke (aufwärts).

Unter Berücksichtigung einiger weiterer Gesichtspunkte, wie z. B. der allgemeinen Zugänglichkeit, bietet der Sender am Gaisberg die idealen Voraussetzungen für die Durchführung wissenschaftlicher Untersuchungen an natürlichen Blitzentladungen.

Neben der Blitztriggerung, wie sie z. B. am Camp Blanding in Florida seit mehreren Jahren durchgeführt wird, sind Messungen bei natürlichen Blitzeinschlägen in hohe Türme praktisch die einzige Möglichkeit, den Stromverlauf von Blitzen direkt zu messen. Neben dem Gaisberg gibt es weltweit derzeit nur ein paar vergleichbare Messstationen, wo Blitzeinschläge in ähnlicher Form direkt gemessen werden:

CN Tower in Toronto, Kanada, 550 m
Sender am Säntis in der Schweiz, 124 m
Messturm in Brasilien, Morro do Cachimbo, 60 m
Peissenberg Sender in Deutschland, 160 m

Schwerpunkte des Forschungsprojektes

Wesentliches Ziel der ALDIS-Forschungsaktivitäten am Sender Gaisberg ist einerseits die Bestimmung der verschiedenen Blitzstromparameter unter Verwendung der heute verfügbaren modernen Messtechnik, wie z. B.

die direkte Messung der Blitzstromamplitude,
die Bestimmung der Ladung der Einzelimpulse und Gesamtladung eines Blitzes oder
die Messung der Stromanstiegsgeschwindigkeit (di/dt).

Andererseits bilden die Einschläge in den Sendemast eine perfekte Grundlage zur Überprüfung der Qualität des ALDIS-Blitzortungssystems. Ort, Zeit und Amplitude der einzelnen Entladungen (Strokes) ist genau bekannt und kann den dazu vorliegenden ALDIS-Daten gegenübergestellt werden. Damit lassen sich die wichtigsten Qualitätskriterien eines Ortungssystems wie

Detection Efficiency
Ortungsgenauigkeit
Genauigkeit der Amplitudenbestimmung
Unterscheidung von Wolke-Wolke- und Wolke-Erde-Blitzen

sehr genau überprüfen.

Diagramm, Verteilung der Blitzstromamplitude

Ein Vergleich der Amplitudenverteilung der ALDIS-Blitzortung mit der von CIGRE bzw. IEEE vorgeschlagenen Amplitudenverteilung zeigt deutliche Unterschiede. Der Medianwert der ALDIS-Verteilung liegt mit ca. 13 kA deutlich unter dem Medianwert der CIGRE-Verteilung von 30 kA.

Daher ist eines der Hauptziele des Projektes die Überprüfung der ALDIS-Blitzstrombestimmung durch einen direkten Vergleich der am Turm gemessenen Stromamplituden mit den von ALDIS bestimmten Stromamplituden.

Im Vergleich zu normalen Wolke-Erde-Blitzen gibt es bei Aufwärtsblitzen (und getriggerten Blitzen) keinen Erstblitz sondern nur Folgeblitze. Da am Sender Gaisberg bisher fast ausschließlich Aufwärtsblitze aufgetreten sind, konnte nur die korrekte Bestimmung der Amplitude mittels Ortungssystem für Folgeblitze bestätigt werden.

Anzahl der Turmeinschläge

Anzahl der jährlich gemessenen Blitze am Sender Gaisberg

Der erste Blitzeinschlag konnte am 17.09.1998 aufgezeichnet werden. Bis Ende Dezember 2012 wurden ca. 800 Ereignisse erfasst, wobei die Anzahl von Jahr zu Jahr großen Schwankungen unterliegt.

Aufgrund des Stromverlaufes konnte die überwiegende Zahl der bisher registrierten Entladungen als Aufwärtsblitze identifiziert werden, was typisch für exponierte Türme auf Bergen ist. Die Mehrzahl der Entladungen weist negative Polarität auf. Interessanterweise zeigen einige der Stromverläufe auch einen bipolaren Verlauf, d. h. dass während eines Einschlages sowohl negative als auch positive Stromflussrichtung an der Mastspitze beobachtet wurde. Ein Phänomen, das auch bei Raketen-getriggerten Blitzen beobachtet wurde. Detaillierte Auswertungen der einzelnen Gruppen von Blitzentladungen am Sender Gaisberg (negative, bipolare und positive Blitze) findet man in diversen Publikationen.