Hoe ontstaat donder, het geluid van bliksem?

Bij bliksem hoort donder. Het geluid van onweer wordt veroorzaakt door een schokgolf die ontstaat als de lucht waar de bliksemschicht doorheen gaat heel snel uitzet door de extreme hitte.

Een bliksemflits is gemiddeld zo’n twee centimeter in doorsnee. Deze smalle kolom lucht wordt zeer kortdurend 25000 tot 30000 graden Celsius heet. Dat is wel vijf keer zo warm als het oppervlak van de zon.

Door deze extreme hitte zet het kanaal waar de bliksemflits doorheen gaat kortstondig uit. De lucht in het kanaal explodeert als het ware. Zo snel als de lucht uitzet, krimpt deze ook weer in. Dit uitzetten en inkrimpen zorgt voor een schokgolf die we horen als onweer. 

Onweer kan zeer verschillend klinken. De afstand van de bliksem tot je oor heeft daar invloed op, maar ook de opbouw van de atmosfeer, zoals de hoeveelheid lucht en hoe warm de lucht is.

Hoe verder je van de bliksem bent hoe lager het geluid over het algemeen klinkt. Hogere tonen worden sneller geabsorbeerd door de lucht en de bas-tonen blijven over. Het is vergelijkbaar met festivalgeluid in de verte waar je ook alleen de bastonen van hoort.

De luchttemperatuur heeft invloed op hoe geluidsgolven zich voortbewegen. Geluid beweegt sneller in warme lucht omdat koelere lucht een grotere dichtheid heeft. Ook buigen geluidsgolven af richting lagere temperaturen. Normaal gesproken is overdag de lucht in hogere luchtlagen kouder dan aan de grond. Het geluid van onweer buigt zo naar boven af. Onweer dat zich op 20 kilometer of verder afspeelt zal je hierdoor meestal niet horen omdat dan al het geluid is afgebogen. Weerlicht op grotere afstand kan je natuurlijk wel zien. In de nacht is het vaak andersom en is er ook koudere lucht aan het aardoppervlak. Geluidsgolven worden dan ook deels naar beneden afgebogen.

Wind heeft eveneens invloed en kan de geluidsgolven verder laten komen of juist eerder afstoppen.

Wateroppervlaktes spelen ook een rol bui bij het geluid van onweer. Boven het wateroppervlak is de luchtvochtigheid hoger, waardoor geluidsgolven meer geabsorbeerd worden. Dit betekent dat een onweersbui boven water dichterbij moet zijn voordat je hem kan horen. In de meest ongunstige situatie kan het zo zijn dat je onweer pas hoort als de bui al op acht kilometer afstand is.

Tenslotte heeft de omgeving waar het onweer zich afspeelt veel invloed op het geluid. Is het een kale vlakte, zijn er bergen, bossen, is er veel bebouwing? Het zijn allemaal factoren die het geluid van onweer beïnvloeden en zorgen voor absorptie, afbuiging, echo, afzwakking of versterking van het geluid.

Hoe de bliksemstraal zich verhoudt tot de waarnemer speelt ook een rol. Wanneer de bliksem zich afspeelt van wolk naar wolk zal het geluid anders zijn dan bij een ontlading van wolk naar grond.

Bij een bliksemontlading van wolk naar grond horen we vaak eerst een klap of knal. Hoe dichter je bij de inslag bent, hoe harder en korter het geluid is. Na de knal hoor je ook nog ander gedonder omdat het geluid in delen naar je toe komt. Bedenk dat een bliksemstraal kilometers lang kan zijn. Eerst hoor je het geluid van het deel van de bliksemstraal dat het dichtst bij je was gevolgd door de delen die verder en verder weg zijn. 

Hoor je het alleen rommelen dan is de bliksem verder van je vandaan ingeslagen of je hoort het geluid van een ontlading die zich horizontaal afspeelt tussen bijvoorbeeld twee wolken. Er is dan niet zozeer sprake van een harde knal die je hoort, maar de restanten van de knal die vervormd is door alle effecten die hier boven beschreven staan. Daarnaast hoor je de verschillende delen van de bliksemstraal. Eerst het deel dat dichtbij is, daarna de delen die verder weg zijn. 

Combinaties zijn ook mogelijk, waarbij je het geluid van meerdere ontladingen door elkaar heen hoort.

Door de tijd te tellen tussen de lichtflits en de donder kan je een aardige inschatting maken hoe ver de bliksem van je vandaan is ingeslagen. De flits zie je direct en bereikt je oog met de snelheid van het licht. De donder beweegt met de snelheid van het geluid. Zit er een verschil van drie seconden tussen de flits en de donder dan mag je er vanuit gaan dat de bliksem op een kilometer afstand is. Elke drie seconden is dus ongeveer een kilometer er bij.

Andere artikelen uit deze serie:

Feiten en fabels over onweer

De impact van een zware onweersbui

Wat te doen als je overvallen wordt door onweer?

Hoe ontstaat bliksem?

Foto boven artikel: Amanda van den Berg