Hagel und seine Entstehung


Hagel verursacht häufig erhebliche Schäden und gehört damit in
Deutschland zu den schadensträchtigsten Wetterereignissen überhaupt.
Aber wie entsteht Hagel überhaupt? Eine Antwort auf diese Frage soll
im heutigen Thema des Tages gegeben werden.


Hagel tritt in Deutschland immer wieder auf, allerdings sind die sehr
schweren und mit hohem Schaden verbundenen Ereignisse eher selten.
Vor allem die hohe Bewegungsenergie (kinetische Energie) der
Hagelgeschosse führt an Gebäuden, Fahrzeugen und landwirtschaftlichen
Flächen zu großen Schäden. Beispielsweise verursachte das "Münchner
Hagelunwetter" am 12.07.1984 Versicherungsschäden von mehreren
hundert Millionen Euro.

Großer Hagel bildet sich dabei nur in hochreichenden organisierten
Gewitterzellen wie beispielsweise Superzellen, Multizellen,
Gewitterlinien oder mesoskaligen konvektiven Systemen. Der Grund
dafür ist, dass sich nur bei hohen Vertikalgeschwindigkeiten, bei
einer langen Aufenthaltsdauer in der Wolke und einem hohen
Flüssigwassergehalt große Hagelkörner bilden können.

Damit sich im ersten Schritt ein Hagelkorn entwickeln kann, setzt das
voraus, dass sich kleine Eispartikel in der Atmosphäre bilden. Dies
nennt man Nukleation. Dabei können sich die Eisteilchen bereits bei
Temperaturen knapp unter 0°C bilden, indem Wassertröpfchen an
Eiskeimen anfrieren. Damit das kleine Hagelkorn (Nuklei) weiter
anwachsen kann, müssen sich weitere Tröpfchen oder Eisteilchen
anlagern. Diesen Vorgang nennt man Akkreszenz, was in der beigefügten
Grafik (https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2020/8/28.html)
dargestellt ist. Um ein weiteres Wachstum des Hagelkorns zu
erreichen, müssen sich weitere unterkühlte Wassertröpfchen an das
Hagelembryo anlagern. Dies geschieht besonders im Bereich des
Aufwindes, denn hier können durch den Vertikalwind besonders viele
unterkühlte Tröpfchen herangeführt werden. Für das Wachstum des
Hagelkorns ist es dabei maßgeblich entscheidend, wie lange sich das
Hagelembryo im Bereich der unterkühlten Tröpfchen halten kann.
Besonders in Superzellen können sich sehr große Hagelsteine bilden,
denn durch die lange Verweildauer im spiralförmigen Aufwindschlauch
können sich sehr viele unterkühlte Wassertröpfchen an ein Hagelkorn
anlagern. Das bedeutet, dass die Akkreszenzrate also relativ hoch
ist.

Sicherlich haben Sie auch schon festgestellt, dass Hagelkörner
unterschiedlich aussehen und aufgebaut sind. Verantwortlich dafür
ist, ob das Anwachsen des Hagelkorns trocken oder feucht erfolgt.
Beim trockenen Wachstum werden kleine Luftbläschen in das Hagelkorn
eingeschlossen und die entstehende Hagelschicht erscheint opak
(undurchsichtig). Durchsichtig hingegen wird das Hagelkorn beim
feuchten Wachstum. Oftmals kommt es bei der Hagelentstehung zu einem
Wechsel der angesprochenen Wachstumsarten, sodass ein Hagelkorn aus
durchsichtigen und undurchsichtigen Schichten besteht.

Ist das Hagelkorn schwer genug geworden und überwiegt die
Gravitationskraft (Erdanziehungskraft) gegenüber der Auftriebskraft,
die das Hagelkorn durch starke Aufwinde erfährt, fällt das Hagelkorn
zu Boden und kann die eingangs erwähnten großen Schäden verursachen.

Dipl.-Met. Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 28.08.2020

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