Wie entsteht Hagel?

Hagel ist eines der faszinierendsten und manchmal zerstörerischsten Wetterphänomene. Viele Menschen erleben jedes Jahr Hagelstürme, aber nur wenige verstehen, wie sich Hagel hoch in der Atmosphäre bildet und warum er als Eisbrocken auf die Erde fällt. In diesem umfassenden Leitfaden untersuchen wir die wissenschaftlichen Hintergründe der Hagelbildung, die dafür notwendigen Bedingungen und warum er in Größe und Intensität so stark variiert.

Was ist Hagel?

Hagel ist eine Art fester Niederschlag, der entsteht, wenn Aufwinde bei Gewittern Regentropfen in extrem kalte Bereiche der Atmosphäre tragen. Im Gegensatz zu Schnee, der durch die allmähliche Kristallisation von Wasserdampf entsteht, sind Hagelkörner feste Eisklumpen, die recht groß werden können, bevor sie zu Boden fallen.

Hagelkörner können so klein wie Erbsen oder so groß wie Grapefruits sein. Sie können erhebliche Schäden an Eigentum, Ernten und Fahrzeugen verursachen und sogar eine Gefahr für Menschen und Tiere darstellen, die während eines Hagelsturms im Freien festsitzen.

Wo entsteht Hagel?

Hagel bildet sich typischerweise in starken Gewitterwolken, insbesondere in Cumulonimbuswolken. Diese hohen, hoch aufragenden Wolken werden oft mit Unwettern wie Blitzen, starken Winden und sogar Tornados in Verbindung gebracht. Cumulonimbuswolken können Höhen von über 10 Kilometern erreichen, was für die Entstehung von Hagelkörnern entscheidend ist.

Die Wissenschaft hinter der Hagelbildung

Um zu verstehen, wie Hagel entsteht, müssen wir die spezifischen atmosphärischen Bedingungen untersuchen, die sein Wachstum ermöglichen. Hier ist eine schrittweise Aufschlüsselung:

1. Warme, feuchte Luft steigt auf

Hagel entsteht durch das Aufsteigen warmer, feuchter Luft vom Boden in die Atmosphäre. Beim Aufsteigen kühlt diese Luft ab, und der darin enthaltene Wasserdampf kondensiert zu winzigen Wassertröpfchen. Diese Tröpfchen bilden die Grundlage der Cumulonimbuswolke.

2. Aufwinde tragen Wassertropfen nach oben

Innerhalb der Wolke drücken starke Aufwinde (aufsteigende Luftströmungen) die Wassertropfen nach oben. Die Stärke der Aufwinde bestimmt, wie hoch die Tropfen steigen. Je höher sie steigen, desto kälter ist die Temperatur, der sie ausgesetzt sind.

3. Frieren in großen Höhen

Wenn die Wassertropfen höher steigen, erreichen sie Teile der Wolke, in denen die Temperatur deutlich unter dem Gefrierpunkt liegt. In dieser Höhe gefrieren die Tropfen und bilden kleine Eiskügelchen. Dies ist der Beginn eines Hagelkorns.

4. Wachstum durch unterkühltes Wasser

Beim Durchbrechen der Eiskörner durch die Wolke trifft er auf unterkühlte Wassertropfen – Wasser, das selbst bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt flüssig bleibt. Diese unterkühlten Tropfen gefrieren beim Kontakt mit dem Eiskörner sofort und lassen ihn wachsen.

5. Wiederholte Zyklen durch Aufwinde

Starke Aufwinde können den wachsenden Hagel mehrmals zurück in die kälteren Regionen der Wolke drücken. Bei jedem Durchgang durch die Wolke nimmt er weitere Eisschichten auf und vergrößert seine Größe.

6. Auf den Boden fallen

Irgendwann wird das Hagelkorn zu schwer für die Aufwinde. Wenn die Schwerkraft siegt, fällt das Hagelkorn zu Boden. Geschwindigkeit und Schadenspotenzial hängen von seiner Größe und der Stärke des Sturms ab.

Warum Hagelkörner unterschiedlich groß sind

Nicht alle Hagelkörner sind gleich. Mehrere Faktoren beeinflussen die endgültige Größe eines Hagelkorns:

• Stärke der Aufwinde
• Feuchtigkeitsmenge in der Wolke
• Zeitaufwand beim Radfahren durch die Cloud
• Verfügbarkeit von unterkühltem Wasser

Stärkere Aufwinde können Hagelkörner länger in der Schwebe halten und so größer werden lassen. Bei schweren Gewittern können Hagelkörner größer als ein Baseball werden.

Voraussetzungen für die Hagelbildung

Damit sich Hagel bilden kann, müssen mehrere wichtige atmosphärische Bedingungen vorhanden sein:

• Ein starkes Gewitter mit Cumulonimbuswolken
• Intensive Aufwinde, die Wassertropfen hoch in die Wolke tragen können
• Eine kalte obere Atmosphäre zum Gefrieren von Wassertropfen
• Vorhandensein von unterkühltem Wasser

Diese Bedingungen treten in vielen Teilen der Welt am häufigsten während der Frühlings- und Sommermonate auf, insbesondere in Regionen, die als hagelgefährdet gelten, wie etwa die zentralen Vereinigten Staaten (oft als „Hagelgasse“ bezeichnet).

Schäden und Auswirkungen von Hagelstürmen

Hagelstürme können erhebliche Schäden verursachen an:

• Fahrzeuge: Dellen, zerbrochene Scheiben und Lackschäden
• Ernten: Zerstörte Felder führen zu massiven finanziellen Verlusten für die Landwirte
• Dächer und Gebäude: Dachschindeln und Fassadenverkleidungen können brechen oder abgerissen werden
• Tiere und Menschen: Verletzungen durch große Hagelkörner

Versicherungsansprüche aufgrund von Hagelschäden kosten jedes Jahr Milliarden von Dollar, insbesondere in Regionen mit häufigen Unwettern.

So schützen Sie sich und Ihr Eigentum

Wenn Sie in einem hagelgefährdeten Gebiet leben, ist es wichtig, vorbeugende Maßnahmen zu ergreifen:

• Parken Sie Ihr Auto bei Sturmwarnungen in einer Garage oder unter einer Überdachung
• Installieren Sie schlagfeste Dachmaterialien
• Bleiben Sie während eines Hagelsturms im Haus
• Überwachen Sie Wetterwarnungen während der Sturmsaison

Interessante Fakten über Hagel

• Der größte jemals in den USA registrierte Hagelkorn fiel 2010 in South Dakota. Sein Durchmesser betrug 20 Zentimeter.
• Hagelstürme treten häufiger am Nachmittag und frühen Abend auf, wenn die Sonne Zeit hatte, den Boden zu erwärmen und eine starke Konvektion zu verursachen.
• Hagel kann je nach Größe und Windverhältnissen mit einer Geschwindigkeit von über 160 Kilometern pro Stunde fallen.

Hagel vs. Graupel vs. Schnee: Was ist der Unterschied?

Viele Menschen verwechseln Hagel mit Graupel und Schnee, aber es handelt sich um unterschiedliche Niederschlagsarten:

• Hagel: Bildet sich bei Gewittern durch starke Aufwinde und gefriert schichtweise
• Schneeregen: Bildet sich, wenn Regentropfen gefrieren, bevor sie den Boden erreichen, normalerweise im Winter
• Schnee: Bildet sich aus Eiskristallen, die in Wolken zusammenkleben und fallen, ohne zu schmelzen

Das Verständnis dieser Unterschiede hilft dabei, Wetterberichte zu verstehen und sich auf verschiedene Winter- und Sturmereignisse vorzubereiten.

Hagel ist ein natürliches Ergebnis starker Kräfte in unserer Atmosphäre. Obwohl es wie ein zufälliges Ereignis erscheinen mag, hängt die Bildung von Hagelkörnern von sehr spezifischen und intensiven Wetterbedingungen ab. Das Wissen darüber, wie Hagel entsteht und welche Faktoren seine Größe und Wirkung beeinflussen, kann uns helfen, uns besser auf Hagelstürme vorzubereiten und darauf zu reagieren.

Ob Sie Wetterbegeisterter, Hausbesitzer mit dem Ziel, Ihr Eigentum zu schützen, oder einfach nur neugierig auf die Funktionsweise der Natur sind: Das Verständnis der Hagelbildung gibt Ihnen Einblicke in die komplexe und faszinierende Dynamik der Erdatmosphäre. Bleiben Sie sicher, informiert und behalten Sie während der Sturmsaison stets den Himmel im Auge.

Foto von Julia Filirovska