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Thema des Tages

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

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

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