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Ist ein Gewitter für ein Flugzeug gefährlich?

01.12.2015 - 10:10 0 Kommentare

Warum fliegen Flugzeuge um manche Wolken herum, durch andere aber einfach durch? Und sind Wolken nicht eh nur Wasserdampf? Langstreckenpilot Nikolaus Braun erklärt, welche Risiken in einer Gewitterwolke stecken und warum der Blitz am wenigsten stört.

Für ein Flugzeug sind Blitze nicht allzu gefährlich. - © © AirTeamImages.com - Angelo Bufalino

Für ein Flugzeug sind Blitze nicht allzu gefährlich. © AirTeamImages.com /Angelo Bufalino

Wer schon einmal in den Sommermonaten mit dem Flugzeug geflogen ist, hat sicherlich in der Streckenansage des Piloten schon einmal die gern verwandte Floskel "wir fliegen um ein paar hochreichende Wolken herum" gehört.

Wolken? Ausweichen? Wollen die Herren oder Damen da vorne Überstunden sammeln? Nein, mitnichten. Für Piloten ist die Wetterkunde mit ein zentrales Thema der Flugausbildung und während des späteren Lebens fortwährend gebraucht. Durch die qualifizierte Einschätzung der Wetterlage und die Beobachtung der Wolken kann der Pilot bestimmen, um was für Wolken es sich handelt und welche Gefahren davon ausgehen.

Ein grauer Herbsttag mit Regen - kann das gefährlich sein?

Eine typische Wetterlage, wie wir sie in Zentraleuropa kennen - und oft hassen - sind diese Tage, wo der Himmel durchgehend grau ist und es auch regnen kann - gerne langanhaltender "Landregen". Diese Wetterlage kommt oft bei Annäherung einer Warmfront zu Stande: Die (etwas) wärmere Luft schiebt sich langsam auf die kalte Luft, kühlt in der Höhe ab und bildet Wolken. Die Meteorologen sprechen von Schichtwolken.

Für die Luftfahrt bedeutet Schichtbewölkung eine prinzipiell stabile Wettersituation. Es gibt am Boden recht konstante Winde und teilweise Niederschlag. In der Luft ist es prinzipiell auch ruhig. Das Risiko hier ist das Wasser: In dieser Art der Bewölkung können sich große Mengen an Wasser bei Temperaturen um den Gefrierpunkt ansammeln. Für Flugzeuge besteht die Gefahr zu vereisen.

© dpa, Hauke-Christian Dittrich Lesen Sie auch: Wie kann ein Flugzeug fliegen?

Vereisung bei Flugzeugen hat zwei Auswirkungen: Zum einen nimmt das Flugzeuggewicht durch das angesammelte Eis deutlich zu. Zum anderen wird die Aerodynamik des Tragflügels massiv beeinträchtigt. Um dem vorzubeugen, besitzen alle Verkehrsflugzeuge Anlagen zum Schutz vor Eisansatz an der Tragflügel-Vorderkante: Im Normalfall wird warme Luft aus den Triebwerken in die Vorderkante geblasen und das Eis dadurch gelöst. Kleinere Flugzeuge haben teilweise auch elektrische Heizelemente oder Gummischläuche, die aufgeblasen werden können. Insofern kann in solche Wolken mit funktionierendem Eisschutz eingeflogen werden.

Kleine Haufenwolken im Sommer - die sind doch wirklich ungefährlich, oder?

Georg F.

Im Sommer ist ein anderes Wetterphänomen an vielen Orten der Welt bekannt: Am späten Vormittag bilden sich die ersten kleinen weißen Häufchen und entwickeln sich über Mittag/Nachmittag zu größeren Haufenwolken. Dieses Wolkenbild sieht oft sehr malerisch aus und wird mit schönen Sommertagen verbunden. Das, was für den Beobachter am Boden nach netten weißen Haufen aussieht, ist aus Sicht eines Piloten nicht ungefährlich: Die Haufenwolken entstehen durch aufsteigende Luftmassen.

Hier sind enorme Massen in Bewegung, viel mehr als man sich vorstellt: Angenommen eine Wolke sei vereinfacht jeweils einen Kilometer breit, lang und hoch – alles Maße, die nicht unüblich sind und oft auch deutlich überschritten werden. Diese Wolke hätte ein Volumen von einer Milliarde Kubikmeter. Setzt man den Wert von vereinfacht einem Kilogramm je Kubikmeter Luft, erhält man ein Gewicht von einer Million Tonnen Luft - und das ist eine einzelne, kleine Wolke.

Beeindruckender und gefährlich wird es, wenn diese Luft in Bewegung ist. Vertikalgeschwindigkeiten von 50 Kilometer pro Stunde oder mehr sind möglich. Leichte bis mäßige Turbulenz, die ein großes Verkehrsflugzeug gut durchschütteln kann, ist hier zu erwarten.

Kräfte in den Wolken werden zu stark

Gefährlich wird es aber, wenn sich die kleinen zu großen Haufenwolken entwickeln. Wachsen die Wolken immer weiter und bauen sich zu großen Türmen auf, deren Oberseite am Rand der Atmosphäre in zehn bis elf Kilometer Höhe sich wie ein Amboss ausweitet, ist spätestens der Punkt erreicht, wenn Flugzeuge diesen Wolken ausweichen: Jetzt sind die Kräfte in den Wolken durch Auf- und Abwinde so brutal, dass mit extremer Turbulenz und unkontrollierbaren Flugzuständen zu rechnen ist.

Wasser, das sich in der Wolke befindet, kann in allen Aggregatzuständen vorkommen: Als Wassertropfen, als unterkühlter Wassertropfen (supercooled large droplet, flüssiges Wasser unter null Grad Celsius, das bei Auftreffen auf ein Flugzeug sofort gefriert), als Schnee oder als Hagel. Hagelschlag und extreme Turbulenz sind daher die Hauptgefahren in solchen Wolken.

Die Wetterphänomene treten jedoch nicht nur in der Wolke selbst auf, sondern können auch darüber oder in den Bereich daneben auftreten, wenn die Wolke gleich einem Vulkan zum Beispiel Hagel oben hinausschleudert. Man nennt diese großen Wolken Cumulonimbus, oder kurz "CB".

Was ist denn nun mit dem Gewitter?

Der Unterschied zwischen einem Gewitter und einem Cumulonimbus ist nicht sehr groß: Für ein Gewitter fehlt nur noch ein Blitz. Blitze können in CBs leicht auftreten, da durch die großen Luftbewegungen im inneren die Reibung sehr groß ist und damit die Ladung, die sich entladen möchte, ansteigt. Die meisten Blitze entladen sich innerhalb einer Wolke und kommen gar nicht am Erdboden an. Nur ein kleiner Teil erreicht als Entladung den Erdboden.

Für ein Flugzeug sind die Blitze nicht allzu gefährlich: Die metallische Außenhaut wirkt als Faraday’scher Käfig und leitet die Spannung gefahrlos ab. Lediglich die Ein- und Austrittsstelle müssen gesucht, gefunden und untersucht werden: Hier kann es aufgrund der großen Temperaturen zu kleinen, lokalen Schäden kommen.

Über den Autor

Regelmäßig beantwortet Verkehrsflugzeugführer Nikolaus Braun in der airliners.de-Serie "Antworten aus dem Cockpit" Fragen zu Piloten-Themen rund um Luftfahrttechnik & Flugbetrieb. Wenn Sie auch eine Frage haben, schreiben Sie an antwortenausdemcockpit@airliners.de

Nikolaus BraunNikolaus Braun ist Pilot bei einer großen deutschen Fluggesellschaft und fliegt derzeit auf Airbus A330/A340. Der studierte Dipl-Ing. (FH) für Luftfahrtsystemtechnik und -management berät zudem nebenberuflich mit seiner Firma Nikolaus Braun Aviation Consulting (NBAC) bei Projekten aus Forschung, Entwicklung, Gesetzgebung und Lehre.

Von: Nikolaus Braun für airliners.de
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