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Wie entsteht Hagel?

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Hagel erklärt

Wenn Hagel vom Himmel fällt, sorgt er nicht nur in der Vorschule für staunende Kindergesichter. Woher kommt mitten im Sommer gefrorenes Wasser? Dieses Phänomen hat viel mit Chemie zu tun. Doch warum können Hagelstücke so groß und schwer werden? Lass uns diesem Thema, das durch Experimente für Kinder verdeutlicht werden kann, auf den Grund gehen.

Was ist Hagel? 

Bei Hagel handelt es sich um Eiskristalle, die in den Wolken entstehen. Im Sommer ist es auf der Erde warm. Die warme Luft steigt nach oben. Und trifft dort auf kalte Luft. Sind die Temperaturunterschiede dieser aufeinandertreffenden Luftmassen hoch, folgen Gewitter. Wenn starke Aufwinde durch die kalten Luftschichten pusten, passiert aber noch etwas anderes. Die kondensierende Luft kühlt sich stark ab. Und gefriert zu Eis. Starker Wind kann diese Eisstückchen dann so herumwirbeln, dass sich neues Eis an ihnen bildet. 

 Versuche zeigen: Die Kristalle steigen mit jeder Luftströmung weiter nach oben in die kältere Luft (vgl. Häckel, 2016). Sie werden dadurch dicker oder formen mit anderen Stücken richtige Bälle. Irgendwann aber können sich diese Eisbrocken nicht mehr in der Luft halten. Sie fallen dann, so will es die Physik, vom Himmel. Durch den Klimawandel nimmt diese Art von Niederschlag zu. Das beweiset das moderne 3D-Freiluftlabor der Universität Graz.   

Hagel Entstehung
Abb. 1: Wie Hagel entsteht

Die Entstehung von Hagel für Kinder erklärt

Wie entsteht Hagel? Für gewöhnlich entsteht er im Sommer, wenn es warm ist. Weil warme Luft nach oben steigt, trifft sie im Himmel auf kältere Luft. So bilden sich kleine Wassertropfen und werden zu Wolken. Sturm kann aufziehen. Die kalte Luft kühlt das Wasser nun wie in einem Eisschrank. Du hörst Donner. Sobald in den Wolken starke Luftströme vorkommen, drücken sie das gefrorene Wasser nach oben: in noch kältere Luft. Dabei zieht jedes Eisstück andere Teilchen, die durch die Wolken schweben, an. Mit noch mehr kaltem Wasser und kalter Luft wird der Eisbrocken also immer größer.

Wenn die Luftwirbel aufhören und den Eisball nicht mehr nach oben drücken, fliegt dieser nach unten. Alle Eisstückchen prasseln dann wie klumpiger Regen auf die Erde. Wenn Du dann Richtung Wolken schaust, siehst Du keine Sterne wie im Kurs Astronomie für Kinder, sondern nur eine dichte graue Decke. Dein Schützling möchte sein Basiswissen vertiefen? Dann ist unser Bereich Nachhilfe Grundschule genau richtig! Mit unserem Homeschooling Angebot sorgen wir zudem dafür, dass Dein Kind keine Grundlagen verpasst.

Wie groß sind Hagelkörner?

Körner aus Eis können mehrere Zentimeter dick werden. Also so groß wie Tennisbälle oder sogar Fußbälle. In den Naturwissenschaften spricht man ab einem Durchmesser von einem halben Zentimeter von einem Hagelkorn. Kleinere Eisstücke werden dagegen als Graupel bezeichnet (vgl. Schulz, 2017). Dieser Graupel entsteht durch Kristalle aus Schnee, die miteinander verkleben. Er wird jedoch nie so dick und schwer wie Hagel. Wie sich Wetterphänomente auf die Tier- und Pflanzenwelt auswirken, erklärt die Biologie für Kinder.

Ob Eiskörner oder -bälle groß oder klein werden, hängt von zwei Faktoren ab. Einmal spielen die in der Wolke aufeinanderprallenden Temperaturunterschiede eine Rolle. Außerdem hängt die Dicke der Eisstücke davon ab, wie oft sich neues gefrierendes Wasser an ihnen anlagert.

Gewusst?

Wenn Du einmal die Chance hast, ein größeres Hagelkorn aufzuschneiden und zu untersuchen, wirst Du feststellen: Es sieht von innen aus wie der Querschnitt einer Zwiebel. Denn mit jeder neuen Anlagerung von Eis entsteht ein neuer Ring. Oftmals wachsen Eiskörner aber nicht nur durch Eis, sondern auch durch eingeschlossene Luft.

Wie häufig tritt er auf?

Starkes Hagelwetter tritt im größten Teil Deutschlands ein bis fünf Mal im Jahr auf. Wegen des Klimawandels ist die Tendenz allerdings steigend. Die Universität Regensburg gibt an, dass Du in Hoch- und Mittelgebirgen aber deutlich häufiger mit Blitz und Eisfall rechnen musst als im Flachland. So zählen manche Gebirgsorte derzeit 20 oder gar 30 Hagelereignisse im Jahr.

Die zunehmend warmen Sommer und der früh einsetzende Frühling begünstigen dabei deren Entstehung (vgl. Mohr, 2013). Weil sich die Luft in Sommernächten weniger stark abkühlt, kann sie sich am Vormittag schneller aufheizen. Somit steigt automatisch auch die Gefahr von Unwettern (vgl. Puskeiler, 2013). Forscher der Universität Hohenheim arbeiten seit 2018 darum am Land-Atmosphäre-Feedback Observatorium (LAFO), um extremes Wetter besser verstehen und vorhersagen zu können.

Hagel Auftreten - Monate
Abb. 2: Hagel tritt häufig in den Sommermonaten auf

Warum hagelt es so selten in der Nacht?

Da die aufsteigende Luft für Hagel sehr warm sein muss, ist Hagel nachts selten. Denn ohne Sonne ist die Luft entsprechend kälter. Dennoch kann es passieren, dass die in den Wolken tobenden Winde die Eisstücke lange hin und her bewegen: auch bis in die Nacht. Dafür müssen allerdings weiter entsprechende Aufwinde toben. Denn nur starke Luftströmungen können Eisstücke fabrizieren und diese verdicken.

Hören die Luftbewegungen nämlich plötzlich auf, dann kann sich der schwere Hagel nicht mehr in der Luft halten. Er stürzt also abrupt vom Himmel. Du kannst Dir deshalb sicher sein, dass Dich herabfallendes Eis eher am frühen Abend überraschen wird. Aber nicht mitten in der Nacht.  

Die zerstörerische Kraft von Hagel

Je stärker und länger kräftige Aufwinde Eisstücke im Himmel bewegen, desto öfter gefriert neues Wasser an ihnen. Du brauchst Dich also nicht zu wundern, wenn bei besonders heftigen Luftwirbeln sehr dicke Eiskugeln entstehen. Wenn die Winde nachlassen, können sich die Kugeln in der Luft nicht mehr halten. Sie sausen dann rasend schnell Richtung Erde. Wie man auf der Website der Universität Münster sehen kann, können die Brocken nicht nur unschöne Beulen in Autos machen.

Weil sie steinhart sind, können sie auch Schaufenster und Dächer durchlöchern und Lebewesen verletzen. Die Eiskörner können dazu Baumwipfel und Sträucher abknicken und Flussbegrenzungen einreißen. Außerdem können sie auch Weinreben, Blumenbeete und Wiesen vereisen und komplett zerstören.

Besonders gefährdet sind Glasfronten oder -dächer, aber auch Zierpflanzen oder Teiche. Weil Hagel auch Straßen binnen weniger Sekunden in Eisbahnen verwandeln kann, sind schwere Verkehrsunfälle möglich. Die Hagelwahrscheinlichkeit und damit die Möglichkeit verstärkter Schäden nimmt von Norden nach Süden zu. Um den Kleinen die Angst zu nehmen, ist es sinnvoll diese Phänomene bei der Kinderbetreuung altersgerecht zu besprechen.

Tabelle 1: Wo kommt besonders häufig Hagel vor?

OrtBesonders betroffenWeniger betroffen
BerglandschaftenWindzugewandte Seite, Luv-SeiteWindabgewandte Seite, Lee-Seite
FlusstälerHänge und HügelFlussgegend, da das Flusstal selbst „sturmauflösend“ wirkt
StädteBallungszentren mit erheblicher WärmeproduktionKleine und mittelgroße Städte

Hagel für Kinder zum Beobachten

Wie sich der gasförmige Wasserdampf in flüssiges Wasser verwandelt, kann Dein Kind im Badezimmer beobachten. Nach dem Duschen oder Baden mit heißem Wasser werden die Wassertröpfchen auf dem Spiegel sichtbar. In der Gefriertruhe kannst Du Deinem Kind dann zeigen, wie sich durch das Öffnen der Truhe vermehrt Eiskristalle bilden. Beim Abtauen der Truhe kann Dein Kind danach sehen, wie schweres Eis abfällt, weil es nicht mehr durch die kalte Umgebungsluft gehalten wird. Probiert Euch doch mal an der Hagel Beobachtung für Kinder.  

Hagel Zuhause beobachten

Hagel tritt im Sommer bei Gewitter auf. Aufgrund großer Temperaturunterschiede zwischen Erdoberfläche und Wolken bilden sich dann Eiskristalle, die durch heftige Aufwinde immer stärker werden. Sie fallen deshalb als dicke Brocken vom Himmel und können schwere Schäden anrichten. Bergländer sind besonders stark betroffen.

Literatur

Häckel, Hans (2016): Meteorologie, 8. Auflage, Stuttgart.

Mohr, Susanna (2013): Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel, Institut für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Instituts für Technologie, Karlsruhe.

Puskeiler, Marc (2013): Radarbasierte Analyse der Hagelgefährdung in Deutschland, Institut für Meteorologie und Klimaforschung des Karlsruher Instituts für Technologie, Karlsruhe.

Schulz, Torsten (2017): Die kleine Gewitterkunde, 1. Auflage, Brieselang.

Südwest Presse (2009): Hagelforscher sammeln Daten, Villingen-Schwenningen.

FAQs zum Thema Hagel

Wie groß und schwer war das größte Hagelkorn?

Im amerikanischen South Dakota fiel im Sommer 2003 Eis vom Himmel, das stolze 875 Gramm wog und 20 Zentimeter dick war. Es war also fast so schwer wie ein Liter Milch und so groß wie eine kleine Wassermelone.

Wo fiel der schlimmste Hagel in Deutschland?

Am 12. Juli 1984 beschädigten riesige Eisbälle in und um München in nur zehn Minuten 70.000 Gebäude und 240.000 Autos. Viele Münchner erinnern sich noch an die vielen Autos mit kaputten Windschutzscheiben und verbeulten Karosserien.

Was nicht nur Kinder wissen wollen: Kündigt sich Hagel an?

Niemand weiß bestimmt, wann und wo Hagel auftritt. Wetterexperten können Schlechtwettergebiete durch abfallenden Luftdruck und mithilfe eines Barometers vorhersagen. Kommt es dann zu dunklen Wolken, aus denen längere Zeit kein üblicher Regen fällt, steigt die Gefahr von Eisniederschlag.

Wo fällt am häufigsten Hagel?

Besonders oft fallen Eisstücke in der sogenannten europäischen Hagelzone. Sie liegt in den Bundesländern Baden-Württemberg und Bayern, Österreich, Norditalien, dem französischen Jura und dem Elsass. So verzeichnet diese Region pro Jahr fast zwei Starkhagelereignisse mit Körnern ab fünf Zentimetern Länge. 

Kann man Hagel direkt im Himmel bekämpfen?

Die Eisbildung in den Wolken sollen Hagelflieger mit dem Versprühen von Silberiodid eindämmen. Das sogenannte „Wolkenimpfen“ wird in China und Russland auch verwendet, um Regenwolken aufzulösen. Außerdem schießen einige Länder Raketen ab. Sie wollen so mit Schallwellen Eisansammlungen auflösen. Die Effektivität beider Maßnahmen wird von Wissenschaftlern allerdings angezweifelt.

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