Wie entstehen Gewitter und Hagel?

An warmen Tagen entstehen durch die Wärmestrahlung der Sonne warme Luftmassen. Diese sind leichter und steigen daher in die Höhe auf und kühlen sich ab. Ab einer gewissen Höhe bildet sich Wasserdampf, da kühle Luft nicht soviel Wasserdampf aufnehmen kann wie warme. Es entstehen Thermikwolken. Bei starker Sonneneinstrahlung und flacher Druckverteilung können die warmen Luftmassen bis in sehr grosse Höhen transportiert werden.

In dem unten dargestellten schematischen Aufbau einer Gewitterzelle sehen Sie den sogenannten Amboss, der uns ein nahendes Gewitter ankündigt. Die Wolken im Amboss sind hellgrau . Der Amboss bewegt sich ganz langsam nach vorne. Einige Kilometer später sind tiefer liegende Wolken zu beobachten, die durch die Thermik in die Gewitterwolke „gezogen“ werden.

Wie entsteht nun Hagel?

Gemeinhin würde man davon ausgehen, dass das aus der aufsteigenden Wolke auskondensierte Wasser beim Erreichen von Minustemperaturen (ab ca. 5000 M.ü.M) gefriert. Dies ist aber, wie man aus Untersuchungen weiss, meist nicht der Fall. Damit Wasserdampf gefrieren kann, braucht es sogenannte Kondensationskeime, Staub oder kleine Partikel, an die sich das Wasser anlagern und gefrieren kann. So kann es vorkommen, dass in einer Wolke unterkühltes Wasser bis zu Temperaturen von ca. -30°C vorhanden sein kann. Irgendwann bei sehr tiefen Temperaturen setzt dann die Kondensation in jedem Falle ein. (Die verfranste Form eines Gewitterambosses zeigt an, dass es sich hier um gefrorene Eiskristalle handelt, währenddem die runden Cumuluswolken anzeigen, dass es sich um nicht gefrorenes, zum Teil unterkühltes Wasser handelt.)

Hagel kann nun entstehen, wenn die Wassertropfen erst in sehr grosser Höhe gebildet werden und die Thermik in der Gewitterwolke so hoch ist, dass die gebildeten Eiskristalle aufgrund des starken Aufwindes nicht runterfallen können, sondern sich mehr und mehr Eis anlagert. Es ist bekannt, dass Hagelkörner in einer Gewitterwolke bis zu fünfmal den Weg wieder nach oben antreten. In einem starken Gewitterregen sind die gebildeten Eiskristalle genügend klein, sodass sie auf dem Weg nach unten wieder aufschmelzen, bei Hagel sind die Eiskristalle so gross, dass dies trotz hohen Temperaturen in tieferen Luftschichten nicht mehr möglich ist.