Hagel

Hagel ist eine Form von Niederschlag, der aus Eisklumpen besteht. Zur Abgrenzung spricht man erst bei einem Durchmesser von über 0,5 Zentimetern von Hagel bzw. Eishagel, darunter von Graupel. Bei Aggregaten von Schneeflocken mit einem Durchmesser unter einem Millimeter spricht man von Griesel.

Entstehung

Hagelkörner entstehen in den niedrigeren Schichten von Gewitterwolken bzw. innerhalb einer Gewitterzelle durch unterkühltes Wasser, das an Kristallisationskernen zu Eis gefriert. Diese Kerne müssen dabei in vergleichsweise geringer Zahl vorkommen, so dass die je Kern zur Verfügung stehende Wassermenge ausreichend groß ist, um ein schnelles Wachstum zu ermöglichen. Da es sich also um sehr wasserreiche Wolken handelt, haben die über Phasenumwandlungen umgesetzten latenten Wärmemengen eine starke Labilität der Temperaturschichtung innerhalb der Wolke zur Folge. Die hierdurch erzeugten starken Aufwinde von durchaus 20 bis 30 m/s sind ein weiterer wichtiger Faktor für die Hagelbildung, denn die Gefrierungsprozesse haben eine stetige Massenzunahme der Partikel zur Folge. Ohne einen Aufwind würden die Partikel durch die Schwerkraft absinken, sich aus der Wolke entfernen und dadurch nicht weiter anwachsen können.

Es zeigt sich dabei, dass der Aufwind innerhalb einer Wolke unterschiedlich stark ist und Partikel dadurch einen Kreislauf durchfahren können. Zunächst werden sie durch den Aufwind angehoben, danach fallen sie wieder in tiefere Luftschichten, nehmen weiteres Wasser auf, werden abermals nach oben gerissen, und zusätzliches Wasser gefriert an. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis ein Hagelkorn zu schwer ist, um von den Aufwinden getragen zu werden. Aus der Größe der Hagelkörner kann daher auf die Windstärke im Inneren der Gewitterwolke geschlossen werden, was in der Umkehrung auch zur Prognose von Hageldurchmessern dient.

Die stufenweise Entstehung der Hagelkörner kann an den einzelnen Anlagerungsschichten, aus denen ein Hagelkorn besteht, abgelesen werden. Dabei deuten die hellen Schichten auf eine sehr wasserreiche Umgebung mit dementsprechend schnellem Gefrieren hin, während die trüben Bereiche auf niedrigere Wassergehalte zurückgehen. Die Trübung selbst wird dabei durch unzählige kleine Lufteinschlüsse hervorgerufen. Ist das Hagelkorn letztendlich zu schwer und sinkt aus dem Aufwindbereich ab, so kommt es aufgrund der Größe des Hagelkorns und einer Temperatur von meist unter 0 °C nicht zu einem Aufschmelzen.

Größe und Fallgeschwindigkeit

Hagelkörner haben meistens einen Durchmesser von 0,6 bis 2 Zentimetern, können aber in Einzelfällen auch einen Durchmesser von mehr als 10 cm und ein Gewicht von über einem Kilogramm erreichen, wobei der Rekord mit 1,9 kg bei einem Hagelkorn aus Kasachstan liegt. Solch große Hagelkörner erreichen beim Fall Geschwindigkeiten von über 150 km/h, gewöhnliche mit Durchmesser um 3 cm jedoch eher 90 km/h.

Bedeutung, Versicherung

Hagelschauer sind vor allem für Versicherer von Bedeutung, denn die durch sie hervorgerufenen Schäden können in Abhängigkeit von Durchmesser und Geschwindigkeit der Hagelkörner sowie der Dauer und räumlichen Ausbreitung des Niederschlagsereignisses recht bedeutsam sein. Aus diesem Grund wurde schon recht früh versucht, Mittel und Wege zu entwickeln, um Hagel zu vermeiden.

Die Hagelversicherung ist eine Form der Schadensversicherung, bei der die versicherten Bodenerzeugnisse, insbesondere alle wirtschaftlich nutzbaren Pflanzen, gegen Schäden, die durch Einwirkung des Hagelschlags entstehen, versichert sind. Eingeschlossen werden können auch Gewächshäuser. Ansonsten ist die Versicherung von Gebäuden, Fahrzeugen und dergleichen im Rahmen der Hagelversicherung nicht möglich.

Hagelabwehr

Im gesamten 19. Jahrhundert blieb das »Wetterläuten« die einzige, doch wenig wirksame Waffe im Kampf gegen drohende Gewitterstürme. Um die Wende zum 20. Jahrhundert wurde es teilweise durch Böllerschießen abgelöst. Erfolgsversprechend war erst die Entdeckung, dass Silberiodid (AgI) bereits bei −15,2 °C eiskeimbildend ist und zudem als umweltverträglich gilt, wohingegen Wasser selbst ohne fremden Kristallisationskeim erst bei etwa −40 °C vollständig gefroren ist.

Ab Mitte der 1950er-Jahre begann man Silberiodid mit Hagelraketen in Gewitterwolken zu schießen. Heute erledigen die Hagelabwehrpiloten mit ihren Flugzeugen diese Aufgabe. Die an den Flugzeugen montierten Generatoren dienen zur schnellen Verdampfung der an der Wolkenbasis freigesetzten Silberiodid-Aceton-Lösung, wodurch sich AgI-Kristalle bilden und in der Folge vom Aufwind in die Gewitterwolke getragen werden. Es zeigt sich dabei, dass aus nur einem Gramm AgI rund 1013 Partikel resultieren, die Anzahl der natürlich vorkommenden Kondensationskerne wird also künstlich stark erhöht. Dadurch kann sich das überschüssige Feuchte-Angebot feiner verteilen und die Ausbildung extrem großer Hagelkörner wird unterbunden. Außerdem wächst die Wahrscheinlichkeit, dass die kleineren Hagelkörner während des Ausregnens der Gewitterwolke schmelzen und nur mehr als schwere Tropfen auf dem Boden auftreffen.

Die Effektivität der Hagelbekämpfung mit Silberiodid ist jedoch wissenschaftlich nicht belegt und es wurden auch schon Hagelverstärkungen trotz Impfung beobachtet. Da die Vorgänge in einer Gewitterzelle sehr komplex sind, ist der Nachweis, ob zum Beispiel auch ohne das Impfen kein Hagel gefallen wäre, nur sehr schwer zu erbringen.

Neuerdings werden in der Landwirtschaft Hagelschutznetze verwendet, diese werden in Giebeldachform über die kompletten Pflanzen gespannt und lassen die Hagelkörner im Traufebereich herabfallen. Die Netze bestehen aus Polyethylen (PE) und haben verschiedenste Farben, PVC hat sich nicht bewährt, da unter UV-Einfluss Chloride abgespalten werden. Die Haltbarkeit der Netze liegt bei 5-8 Jahren, abhängig von Beimischungen (Pigmente, Rußbeimengungen, UV-Stabilisatoren). Die Vorteile der Hagelschutznetze sind dabei der komplette Schutz von Frucht und Holz, die regelmäßigen Ernten und der zusätzliche Schutz vor Sonnenbrandschäden an den Früchten. Von Nachteil sind hingegen die Reduzierung des Lichtdargebots, was mit einer schlechteren Farbausbildung bei Früchten und einer Verzögerung der Reife einhergeht. Auch sind Temperatur und Luftfeuchtigkeit unter den Netzen etwas niederiger, was eine längere Blattnässe nach Niederschlägen bedingt und somit die Anfälligkeit gegenüber Pflanzenkrankheiten (v.a. Pilzerkrankungen) erhöht. Zudem sind Hagelschutznetze sehr teuer und deshalb nur für Sonderkulturen (z.B. Obst) rentabel.

Der Großteil der Landwirtschaft ist ohne Schutz teilweise extremen Schäden durch Hagel ausgesetzt. Das unter Umständen existenzielle finanzielle Risiko durch Ernteausfälle durch Hagel kann nur durch Spezialversicherungen (Hagelversicherung) abgesichert werden.

Weblinks

• Hagel ausführlicher Fachartikel über Entstehung, Verbreitung, Schäden, Abwehr und Vorhersage von Hagel

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