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22.05.2014

Wie entsteht Hagel?

Am Donnerstag gab es in der Westhälfte schwere Gewitter mit Hagel.

Hagel ist immer wieder ein beeindruckendes und gefürchtetes Wetterphänomen. Den Bauern wird die Ernte verhagelt, den Autofahrern die Windschutzscheiben zertrümmert und die Ziegel liegen mitunter plötzlich im Vorgarten. Bei extremem Hagelschlag fallen Eisklumpen vom Himmel, die bis zu einer Größe von Tennisbällen angewachsen sind und auch für Leib und Leben eine Gefahr darstellen. Man darf sich fragen welche Kräfte hier am Werk sind.

Ein zum Verständnis vieler Wetterphänomene hilfreiches Fundamentalprinzip der Natur ist die Energieerhaltung. Es besagt eben, dass keine Energie verloren geht, nur in verschiedene Formen umgewandelt wird. So gibt besitzt ein friedlich auf einer Fensterbank ruhender Blumentopf sogenannte potenzielle Energie aufgrund seiner Höhe. Wird er jedoch aus versehen von dort heruntergestoßen, so wandelt er diese in Bewegungsenergie um. Und wenn er dann auf der Straße aufschlägt wird diese Bewegungsenergie dann wiederum umgewandelt, nämlich in Wärme, welche dann der Umgebung zugeführt wird.

Vergleichbare Prozesse können in der Atmosphäre unter günstigen Umständen faustgroße Eisklumpen entstehen lassen: Die Moleküle des Wasserdampfes in einer feucht-warmen Luftmasse enthalten sehr viel Bewegungsenergie, da sie sich frei bewegen können. Entsteht nun ein Gewitter, so kondensiert dieser Wasserdampf – es entstehen die typischen hochreichenden Gewitterwolken. Da die Wassermoleküle im flüssigen Aggregatszustand sehr eng und unbeweglich aufeinandersitzen, haben sie einen großen Teil ihrer Bewegungsenergie in Form von Wärme an die umgebende Luft abgegeben. Diese steigt nun auf, wodurch weitere Feuchtigkeit kondensiert und der Auftrieb damit weiter verstärkt wird.

In besonders großen Gewitterzellen können diese Aufwinde weit über 100 km/h schnell werden. Dadurch werden Regentropfen nach oben in kältere Luftschichten gehoben, wo sie zu kleinen Eisklumpen gefrieren. Mitunter sinken diese wieder ab und es lagert sich eine neue Wasserschicht nach dem Zwiebelprinzip an, welche beim erneuten Aufstieg ebenfalls gefriert. Dieses Spiel kann so lange weitergehen, bis das Hagelkorn aus dem Bereich der starken Auf- und Abwinde entflieht, oder schlichtweg zu schwer geworden ist.

Somit hängen Größe und Gewicht eines Hagelkorns von der Stärke der Aufwinde ab, welche in der Gewitterwolke herrschen. Am 29. Juni 2006 fielen in Villingen-Schwenningen Hagelklumpen mit einem Durchmesser von bis zu 12 cm vom Himmel und verursachten innerhalb von nur 20 Minuten einen Schaden von geschätzten 150 Millionen Euro. Beim Hagelunwetter vom 11. Juli 1984 in München betrug der Schaden sogar schätzungsweise 1,5 Milliarden Euro. Der größte bisher gefundene Hagelklumpen, zumindest auf dem nordamerikanischen Kontinent, wurde im US-Bundesstaat South Dakota gefunden. Er hatte nach offiziellen Angaben der US-amerikanischen Wetterbehörde NOAA einen Durchmesser von 20,32 cm und wog 875 Gramm.

Donnerstag, 22. Mai 2014

Tim Staeger
ARD-Wetterredaktion