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2026-02-09T03:44:46Z

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'''Sferics''' (kurz für {{enS|''atmospheric''}}; bisweilen auch '''atmosphärische Impulsstrahlung''' oder '''AIS''') ist das impulshafte Auftreten [[Elektromagnetische Welle|elektromagnetischer Wellen]] natürlichen Ursprungs innerhalb der [[Erdatmosphäre]].<ref name="investigation" />

Entdeckt wurden die Sferics zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als man die Ursache von Störungen – Knistern und Knacken – in [[Radio]]empfängern untersuchte.<ref name="vlf" />
Jedoch erst zu Beginn der 1980er Jahre wurde eine gezielte Untersuchung der Sferics und ihrer Wirkungen durch Hans Baumer, Josef Eichmeier und Walter Sönning unternommen.<ref name="eichmeier" />

Zum Empfang und zur Analyse der Sferics werden [[Ferritstabantenne]]n verwendet.

== Eigenschaften ==
Sferics sind sehr kurz dauernde, oft nur aus wenigen Schwingungen bestehende Wellenpakete, die durch Ladungsverschiebungen/-wanderungen in der [[Troposphäre]] entstehen.
Es handelt sich um sogenannte ''[[gedämpfte Schwingung]]en''.
Die Frequenzen liegen zwischen 3 und 100 kHz, die Amplituden beim bis zu 1000fachen normaler Radiostrahlung,<ref name="baumer" /> wobei noch zwischen vertikal und horizontal [[Polarisation|polarisierter]] Strahlung unterschieden werden muss.
Die [[Impulsfolgefrequenz]] liegt bei maximal 150 Hz, die typische Impulsdauer zwischen 35 und 250 μs.

Hauptquellen für Sferics sind [[Gewitter]], deren Blitzaktivitäten elektromagnetische Felder erzeugen,<ref name="vlf" /> sowie luftelektrische Schwankungen, die durch die Bewegung und Reibung großer Luftmassen ausgelöst werden.
Da es sich bei den verursachenden [[Blitz]]en oft um nicht sichtbare ''Dunkelfeldentladungen'' handelt, werden die Sferics fälschlicherweise oft auch als ''Dunkelblitze'' bezeichnet.

Auch [[Tornado]]s sind als Erzeuger von Sferics bekannt.

== Unterteilung ==
=== Wettersferics ===
Als ''Wettersferics'' wird das ortsnahe Auftreten von elektromagnetischen Wellen bezeichnet, bei denen eine direkte Verbindung mit dem aktuellen Wettergeschehen besteht.
Die Reichweite der Impulse sichtbarer Blitze – so genannte ''Blitzsferics'' – beträgt maximal einige hundert Kilometer.
Die Sferics der Dunkelfeldentladungen können sich über mehr als 1000 km ausbreiten.
Sie entstehen z. B. durch Reibung von Luftmassen.

=== Geophysikalische Sferics ===
Es handelt sich bei den geophysikalischen Sferics um natürliche elektromagnetische Wellen, die bis zum Empfangsort eine sehr weite Strecke zurücklegen und als [[Whistler (Radio)|Whistler]] bezeichnet werden.
Meist liegt der Ursprung in Blitzen, auch wenn sie durch die zurückgelegte Strecke keinen speziellen Wetterereignissen zugeordnet werden können.
Charakteristisch für diese sphärischen Erscheinungen ist eine Auffächerung der verschiedenen [[Frequenz]]anteile durch unterschiedliche Signallaufzeiten. Dieser Effekt wird [[Dispersion (Physik)|Dispersion]] genannt.

=== Schumann-Resonanzen ===
Der Raum zwischen der Erde und der [[Ionosphäre]] kann als [[Hohlraumresonator]] fungieren.
[[Schumann-Resonanz]]en heißen diejenigen Frequenzen, bei denen die Wellenlänge einer elektromagnetischen Schwingung in dem [[Hohlleiter]] zwischen Erdoberfläche und Ionosphäre ein ganzzahliger Teil U/n des [[Erdumfang]]s U ist.
Bei der Anregung mit elektromagnetischen Schwingungen solcher Frequenzen entstehen ''[[stehende Welle]]n'', die so genannten ''Schumann-Wellen''.
Die Energie für die niederfrequente Anregung stammt aus der weltweiten Gewittertätigkeit.
Die Grundwelle der Schumann-Resonanz liegt bei 7,8 Hz, dazu kommen noch verschiedene Oberwellen zwischen 14 und 45 Hz.
Aufgrund atmosphärischer Turbulenzen treten Schwankungsbreiten dieser Werte auf.
Die Schumann-Resonanzen wurden 1955 von dem Physiker [[Winfried Otto Schumann]] an der [[Technische Universität München|TU München]] nachgewiesen.

== Wirkungen ==
=== Meteorologische Bedeutung ===
{{Belege fehlen}}
Die Aktivitäten von Sferics werden in der [[Meteorologie]] zur [[Wettervorhersage]] herangezogen.
„Wesentlich ist, dass sie nicht erst in voll entwickelten Gewittern auftreten, sondern schon ab einem sehr frühen Entwicklungsstadium.“<ref name="haeckel" />
So existieren allein in Bayern mittlerweile mehr als 100 [[Wetterstation|Messstationen]] für Sferics. Mit Hilfe ihrer Daten konnten die Wetterprognosen wesentlich verfeinert werden.

=== Biologische Wirkungen ===
Die durch die Wissenschaft bisher recht wenig erforschte Wirkung der Sferics auf biologische Systeme bildet ein weites Feld für Spekulationen.
Inwiefern das Auftreten von Sferics mit der Häufigkeit des Auftretens von [[Wetterfühligkeit]], Krankheitserscheinungen, Unfallzahlen und dem [[Milchsäurebakterien|Sauerwerden]] von Milch signifikant korreliert, wurde bis heute nicht abschließend wissenschaftlich geklärt.
Lediglich ein Zusammenhang zwischen Sferics-Aktivität und der Häufung von [[Epilepsie|epileptischen Anfällen]] wurde in einer Studie gefunden.<ref name="seizures" />

=== Chemische und physikalische Wirkungen ===
Hans Baumer beschreibt in seinem Buch<ref name="baumer" /> eine private Forschung für den Verlag und Graphische Kunstanstalt F. Bruckmann KG in München über den Einfluss von Sferics bei 28 kHz und 10 kHz auf die Diffusionsprozesse in Photogelatine beim damals üblichen [[Zwölf-Farben-Druck]] (→ [[Edeldruckverfahren#Chromgelatineverfahren|Chromgelatineverfahren]], [[Tiefdruckverfahren#Konventionelle Ätzung oder Heliogravüre|Tiefdruckverfahren – Konventionelle Ätzung]] und [[Heliogravüre]]).
Er konnte seine Erkenntnisse in eine Steuerung des Druckverfahrens umsetzen, die die sfericbedingte Fehlerrate bei diesem Druckverfahren nach seinen Angaben auf ein Zehntel reduzieren kann.
Des Weiteren nimmt er für sich in Anspruch, durch seine Forschungen die Funktionsweise des historischen [[Robert FitzRoy|FitzRoy]]’schen [[Sturmglas]]es aufgeklärt zu haben.

Hauptaussage Baumers ist, dass in der Druckerzunft schon sehr lange vermutet worden war, dass die Gelatine empfindlich auf Wetter reagiert, jedoch nie eine klare Korrelation zum lokalen Wetter hergestellt werden konnte.
Er untersuchte in zahlreichen Versuchen und Messungen (z. T. mit Unterstützung der TU München) sowohl die „trivialen“ Parameter der Meteorologie (Druck, Temperatur, relative Feuchte) sowie viele weitere Parameter wie Ionengehalt usw.: seiner Meinung nach konnte nachgewiesen werden, dass diese nicht die Ursache für die beobachteten Veränderungen der Gelatineprozesse sind, z. B. durch klimatisierte, druckstabilisierte Prozessräume aus [[Stahlbeton]].
Die extrem langwelligen Sferics würden in Frage kommen, da sich dermaßen langwellige [[elektromagnetische Welle]]n nicht durch eine normale Stahlbetonwand abschirmen lassen.

Die Verbindung zu anderen chemischen und biologischen Prozessen sah er in einer veränderten Ionendiffusionsgeschwindigkeit, die z. B. bei einer bestimmten Form der [[Epilepsie]] eine Rolle spielt.

== Weblinks ==
* {{Internetquelle | url = http://www.magnet-ferritantennen.de/assets/plugindata/poola/radiouser-engl.pdf | titel = Radio in Space and Time – Whistler, Sferics and Tweeks | autor = G. Wiessala | werk = RadioUser | format = PDF; 8,7 MB | datum = 2013-01 | abruf= 2022-05-05 | archiv-url = https://web.archive.org/web/20150521174453/http://www.magnet-ferritantennen.de/assets/plugindata/poola/radiouser-engl.pdf| archiv-datum = 2015-05-21 }}
* [http://www.astrosurf.com/luxorion/audiofiles-geomagnetosphere.htm Astrosurf] Soundbeispiele unterschiedlicher Sferics

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="baumer">{{Literatur
| Autor = Hans Baumer
| Titel = Sferics, die Entdeckung der Wetterstrahlung
| Auflage = 1.
| Verlag = Rowohlt
| Datum = 1987
| ISBN = 978-3-498-00487-3
}}</ref>
<ref name="eichmeier">{{Literatur
| Autor = Joseph Eichmeier, Hans Baumer
| Titel = Atmospherics und das Wetter
| Sammelwerk = Naturwissenschaften
| Band = 77
| Nummer = 4
| Datum = 1990-04
| Seiten = 164–169
| DOI = 10.1007/BF01131158
}}</ref>
<ref name="haeckel">{{Literatur
| Autor = Hans Häckel
| Titel = Meteorologie
| Seiten = 142
| Auflage = 7., korrigierte
| Datum = 2012
| Verlag = Eugen Ulmer
| Ort = Stuttgart
| ISBN = 978-3-8001-2956-0 
}}</ref>
<ref name="investigation">{{Literatur
| Autor = G. Hefley, R. H. Doherty, and R. F. Linfield
| Titel = Initial Results of a New Technique for Investigating Sferic Activity
| Sammelwerk = Journal of Research
| Herausgeber = National Bureau of Standards
| Band = 65D
| Nummer = 2
| Datum = 1961-03
| Zitat = A “sferic” is the electromagnetic energy radiated from a lightning discharge and propagated between the earth and the ionosphere.
| Seiten = 157–166
| Sprache = en
}}</ref>
<ref name="seizures">{{Literatur
| Autor = [[Gerhard Ruhenstroth-Bauer]], Siegfried Vogl, Hans Baumer, Christine Moritz, Hans M. Weinmann
| Titel = Natural atmospherics and occurrence of seizures in six adolescents with epilepsy: a cross correlation study
| Sprache = en
| Sammelwerk = Seizure
| Band = 4
| Nummer = 4
| Datum = 1995
| Seiten = 303–306
| DOI = 10.1016/S1059-1311(95)80008-5
}}</ref>
<ref name="vlf">{{Literatur
| Autor = W. L. Taylor, A. G. Jean
| Titel = Very-low-frequency radiation spectra of lightning discharges
| Sammelwerk = Journal of Research
| Herausgeber = National Bureau of Standards
| Band = 63D
| Nummer = 2
| Datum = 1959-09
| Seiten = 199–204
| Sprache = en
}}</ref>
</references>

[[Kategorie:Atmosphäre]]
[[Kategorie:Gewitter]]

Sferics - Versionsgeschichte

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