Regentropfen oder Hagelkorn?

Jedes Hagelkorn schmilzt auf seinem Weg zum Erdboden mehr oder weniger ab. Hagelkörner, die vollkommen abschmelzen, erreichen den Erdboden als Regentropfen (teils großtröpfig) oder verdunsten noch bevor sie zur Erde fallen.

Der Schmelzprozess

Hagel beginnt theoretisch abzuschmelzen, sobald dieser in eine Umgebung fällt, bei der die Temperatur über dem Gefrierpunkt (0° C) liegt. Tatsächlich aber verdunstet zunächst nur ein kleiner Teil der Hageloberfläche, was zu einer lokalen Verdunstungskälte führt. Dieser Effekt bewirkt, das ein Hagelkorn erst signifikant abzuschmelzen beginnt, wenn es in eine Umgebungstemperatur von wärmer gleich +5 C erreicht.

Dieser Effekt ist in einer trockenen Umgebungsluft noch wirksamer. Eine trockene Luftschicht kann im Abwindbereich durch großräumige Verdunstungskälte ein zusätzliches Absinken der eigentlichen Nullgradgrenze hervorrufen. Ein in solch einem Abwindbereich fallendes Hagelkorn beginnt somit erst weit tiefer abzuschmelzen als zuvor angenommen (bezogen auf die allgemeine Nullgradgrenze). Zudem können dadurch zusätzlich Gewitterfallwinde entstehen (Downburst), die den Hagelschlag verstärken und die Zeit des Schmelzprozesses verkürzen können.

Vergleiche Fallstudie von Dr. N. Dotzek und K. Friedrich (Polarimetrische Radaranalyse während Downbursts, 2004). Die durch die Verdunstungskälte niedriger liegende Nullgradgrenze kann man berechnen. Diese "neue" Höhe der Nullgradmarke nennt man den Gefrierpunkt der Feuchttemperatur, oder kurz WBZ (wet bulb zero). In der Höhe wo eine gesättigte Luftmasse (gemessen an der Feuchttemperatur) die Temperatur von 0° C erreicht, liegt der WBZ (somit tiefer als der eigentliche Gefrierpunkt).

Im Winter kann dieser Effekt dazu führen, das es bei +5 C Lufttemperatur schneit, da die Feuchttemperatur eventuell Nahe dem Gefrierpunkt liegt. Je größer der Abstand zwischen der "Schmelzhöhe" und dem Erdboden, desto länger die Zeit in der ein Hagelkorn fällt und dabei abschmelzen wird. Höher gelegene Regionen haben deshalb auch ein höheres Potenzial, das Hagel den Erdboden erreichen wird bevor dieser vollständig abgeschmolzen ist.

Auch die atmosphärischen Bedingungen bis zum Erdboden sind entscheidend. In einer trockenen Luftmasse schmilzt der Hagel nicht so schnell ab wie in einer feuchten, eventuell sogar regendurchsetzen Umgebung. Selbst die Hagelform und die Eisdichte spielen eine wichtige Rolle. Je dichter und härter die Eisschicht der Hagelschlossen, desto langsamer werden diese abschmelzen.

Die Hagelgröße ist aber einer der entscheidensten Faktoren. Auch wenn es auf den ersten Blick unlogisch erscheinen mag – Hagelkörner haben eine proportional größer werdende Oberfläche gegenüber ihrem Gesamtvolumen, je kleiner sie werden. Diese Tatsache ist der Grund, warum kleinere Hagelkörner proportional schneller abschmelzen als große Hagelbrocken. Zusätzlich befinden sich kleinere Hagelkörner länger in der Abschmelzzone, da die reine Fallgeschwindigkeit geringer ist.

Folgend kann man dazu sagen, der Schmelzprozess bei Hagel ist ein wichtiger Faktor in Bezug auf die Hagelgröße die am Boden gemessen wird. Als Vorhersageparameter ist der WBZ jedoch hauptsächlich für kleineren bis mittleren Hagel geeignet, nicht aber für Großhagel, da hier der Abschmelzprozess eine nur eher untergeordnete Rolle spielt.