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Die meisten überrascht es, wenn im Frühling und Sommer plötzlich Eiskugeln vom Himmel fallen. Manchmal können Hagelkörner mehrere Zentimeter gross sein. Doch warum fällt Hagel vor allem in den Monaten Mai bis Juli und wie entsteht er?
Wie entsteht Hagel?
Hagel entsteht ausschliesslich innerhalb von Gewitterwolken. Diese bilden sich, wenn warme Luftmassen aufsteigen. Dabei kühlt der in der warmen Luft enthaltene Wasserdampf ab und beginnt zu kondensieren, es bilden sich kleine von Auge nicht sichtbare Wassertröpfchen.
Durch Aufwinde innerhalb der Gewitterwolke werden die Wassertröpfchen in die Höhe getragen. Erreichen sie eine Höhe mit Temperaturen unter Null Grad Celsius, meist zwischen 3 und 4 Kilometern Höhe, dann können einzelne Wassertröpfchen gefrieren und es entstehen sogenannte Hagelembrios. Von alleine gefrieren die Wassertröpfchen aber nur bei sehr tiefen Temperaturen, zirka ab minus 40 Grad, also nur in den höheren Schichten eines Gewitters.
Wie unsere Atmosphäre «Eiskugeln» erzeugt
Hagelembrios können auch weiter unten im Gewitter entstehen, etwa wenn ein Wassertröpfchen ein Sandkorn oder anderes Partikel enthält oder auf ein Eispartikel trifft. So bildet sich der Großteil der Hagelembrios. Nicht alle aufsteigenden Wassertröpfchen gefrieren; viele bleiben trotz Temperaturen unter null Grad flüssig – man spricht von „unterkühltem Wasser“. Treffen diese unterkühlten Tröpfchen auf Hagelembrios, gefriert das Wasser und der Hagel wächst. Um einen Durchmesser von mehreren Zentimetern zu erreichen, muss ein Hagelkorn 5 bis 15 Minuten im Aufwind schweben und zahlreiche unterkühlte Wassertröpfchen aufnehmen. So entsteht oft ein schalenartiger Aufbau, aber die Form und innere Struktur von Hagel sind vielfältig – jedes Hagelkorn hat seine eigene Geschichte. Wird das Hagelkorn zu schwer für den Aufwind, fällt es nach unten.
Hagel tritt besonders häufig von Mai bis Juni auf, weil dann die Bedingungen für kräftige Gewitter mit feuchter, energeireicher Luft besonders oft erfüllt sind. Davor und danach werden solche Wetterlagen rasch seltener – und damit auch der Hagel.
Neugierig, mehr über den Hagel zu erfahren?
Die Öffentlichkeit kann sich noch genauer zu Hagel informieren, nämlich im Hagel-Lernmodul des Mobiliar Lab für Naturrisiken an der Universität Bern. Dies ist in enger Zusammenarbeit mit MeteoSchweiz entstanden und in drei Sprachen, Deutsch, Französisch und Italienisch, verfügbar.
Hier geht es zu den Hagel-Lernmodulen.
Hagel, grêle, grandine
Das interaktive Hagel-Lernmodul steht der Öffentlichkeit online zur Verfügung. Anhand von Videos, interaktiven Karten und spannenden Aufgaben wird erklärt, wie Hagel entsteht, wie er beobachtet wird, wo es wie oft hagelt und wie wir Hagelschäden in der Landwirtschaft, an Fahrzeugen und Gebäuden vermindern können. Das Lernmodul richtet sich an Schulklassen der Sekundarstufe II und andere Interessierte und lässt interaktiv erlernen, was es mit dieser eisigen Naturgefahr auf sich hat.
MeteoSchweiz arbeitet gemeinsam mit der EPFL an neuen Methoden, um Hagel besser messen zu können. Zusammen haben sie ein statistisches Modell entwickelt, das die Verteilung der Hagelkorngrössen beschreibt – also einfach gesagt zeigt, wie viele kleine und wie viele grosse Hagelkörner bei einem Gewitter auftreten. Darauf aufbauend entwickeln die Forschenden nun ein Verfahren, mit dem sich aus dreidimensionalen Radarmessungen abschätzen lässt, wie die Verteilung der Hagelkorngrössen am Boden aussieht. Gelingt dieser Schritt, wäre das ein wichtiger Durchbruch in der Messung von Hagel.