Wie kann Hagel die Größe von Golfbällen und sogar Grapefruits erreichen?Die Wissenschaft hinter diesem zerstörerischen Wetterphänomen

TheConversation

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Begrüßen Sie die Größe einer Grapefruit zerbrochene Autoscheiben in Johnson City, Texas.Im Juni 2024 entdeckte ein Sturmjäger fast ein Hagelkorn so groß wie eine Ananas.Es gab sogar noch größere Hagelkörner dokumentiert in South Dakota, Kansas und Nebraska.Hagel hat beschädigte Flugzeuge und krachte sogar durch die Dächer von Häusern.

Wie kommt es, dass Hagelkörner so groß werden, und werden Hagelstürme schlimmer?

Als ein Atmosphärenforscher, Ich studiere und lehre über extreme Wetterbedingungen und ihre Risiken.Hier erfahren Sie, wie Hagel entsteht, wie sich Hagelstürme verändern können und einige Tipps für die Sicherheit.

Wie kann Hagel so groß werden?

Hagel beginnt als winzige Eiskristalle, die vom Aufwind eines Gewitters mitgerissen werden.Da kollidieren diese Eisembryonen mit unterkühltes Wasser – flüssiges Wasser mit einer Temperatur unter dem Gefrierpunkt – das Wasser gefriert um jeden Embryo herum und verursacht die Embryo zum Wachsen.

A sliced-open a hailstone lying on a table shows several wavy rings like tree rings
Ein in zwei Hälften geschnittenes Hagelkorn, das Schichten aus klarem und wolkigem Eis zeigt, die sich gebildet haben, als das Hagelkorn durch verschiedene Teile einer Gewitterwolke wanderte. ERZ über Wikimedia Commons, CC BY

Unterkühltes Wasser gefriert je nach Temperatur der Hagelkornoberfläche unterschiedlich schnell und hinterlässt Schichten aus klarem oder trübem Eis, wenn sich das Hagelkorn in einem Gewitter bewegt.Wenn Sie ein großes Hagelkorn aufschneiden, können Sie diese Schichten sehen, die Baumringen ähneln.

Der Weg, den ein Hagelkorn durch eine Gewitterwolke nimmt, und die Zeit, die er damit verbringt, unterkühltes Wasser zu sammeln, bestimmen, wie groß er werden kann.

Wechselnde, langlebige, schwere Gewitter genannt Superzellen neigen dazu, den größten Hagel zu produzieren.In Superzellen können Hagelkörner in starken Aufwinden eines Gewitters, bei denen reichlich unterkühltes Wasser vorhanden ist, für 10–15 Minuten oder länger schweben, bevor sie aufgrund ihres Gewichts aus dem Sturm fallen oder sich aus dem Aufwind bewegen.

Illustration of a storm, updraft and hail path looping around before falling
Eine Abbildung zeigt die Hagelzone in einem Superzellengewitter.Der Hagel wächst im Aufwind des Gewitters über dem Gefrierpunkt und fällt dann windabgewandt vom Aufwind zu Boden. NOAA

Hagel kommt am häufigsten im Frühling und Sommer vor, wenn einige wichtige Faktoren vorhanden sind:warme, feuchte Luft in Oberflächennähe;eine instabile Luftmasse in der mittleren Troposphäre;Winde, die sich stark mit der Höhe ändern;und durch ein Wettersystem ausgelöste Gewitter.

Größerer Hagel, mehr Schaden

Hagelstürme können verheerende Folgen haben, insbesondere für landwirtschaftliche Betriebe, wo selbst kleine Hagelkörner auftreten können Ernten niederschlagen Und Früchte beschädigen.

Je größer die Hagelkörner werden, desto größer werden sie Energie und Kraft wenn sie auf Gegenstände treffen, steigt dramatisch an.Baseballgroßer Hagel, der vom Himmel fällt, hat so viel kinetische Energie wie ein typischer Fastball der Major League.Infolgedessen nehmen die Sachschäden – etwa an Dächern, Fassadenverkleidungen, Fenstern und Autos – zu, wenn der Hagel die Größe eines Viertels überschreitet.

Wie Meteorologen Hagel verfolgen, um Warnungen bereitzustellen.NOAA.

Versicherte Schäden durch Unwetter, die sind dominiert von Hagelschäden, haben in den letzten Jahrzehnten erheblich zugenommen.Dieser Anstieg ist vor allem auf die wachsende Bevölkerung in hagelgefährdeten Gebieten zurückzuführen mehr Eigentum, das beschädigt werden kann und die steigenden Kosten für die Reparatur oder den Ersatz von durch Hagel beschädigtem Eigentum.

Verschärft der Klimawandel Hagelstürme?

Viele Menschen fragen sich, ob der Anstieg der Hagelschäden mit dem Klimawandel zusammenhängt.

Meine Kollegen und ich analysierte Hagelumgebungen aus vier Jahrzehnten und fanden heraus, dass die atmosphärischen Voraussetzungen für die Erzeugung sehr großen Hagels – größer als Golfbälle – in Teilen der zentralen und östlichen USA häufiger geworden sind.seit 1979.Andere Studien, die berücksichtigten Bildungsfaktoren von Hagel erzeugenden Stürmen oder angeschaut Radarschätzungen für Hagel haben eine begrenzte Zunahme großer Hagelkörner festgestellt, vor allem über den nördlichen Ebenen.

Es gibt eine ein paar primäre Hypothesen Warum der Klimawandel dazu führen könnte, dass einige Schlüsselfaktoren für großen Hagel häufiger auftreten.

A map shows the greatest increases over the Midwest down to Texas.
Änderungen in der Anzahl der Tage mit günstigen Inhaltsstoffen für sehr großen Hagel.In den rot schattierten Gebieten ist seit 1979 ein Anstieg zu verzeichnen, vor allem im Mittleren Westen. Tang et al.(2019)

Erstens gab es eine Zunahme warmer, feuchter Luft wenn sich die Erde erwärmt.Dies versorgt Gewitter mit mehr Energie und sorgt dafür, dass bei Gewittern mehr unterkühltes Wasser für das Hagelwachstum vorhanden ist.

Zweitens gab es mehr instabile Luftmassen, die ihren Ursprung im höheren Gelände im Westen Nordamerikas haben und sich dann nach Osten bewegen.Wenn die Schneedecke früher im Jahr verschwindet, bilden sich diese instabilen Luftmassen eher, da die Sonne das Land schneller aufheizt, ähnlich wie beim Aufdrehen eines Küchenherds, der dann die Atmosphäre darüber aufheizt.

Der Klimawandel kann auch Dies führt zu weniger kleinem Hagel und mehr großem Hagel.Wenn sich die Atmosphäre erwärmt, steigt der Gefrierpunkt in der Atmosphäre an.Kleiner Hagel könnte vollständig schmelzen, bevor er den Boden erreicht.Größerer Hagel hingegen fällt schneller und benötigt mehr Zeit zum Schmelzen, sodass er von höheren Gefriergraden weniger betroffen wäre.

A huge hail storm fills a street with ice up to the hoods of cars in summer.
Ein Hagelsturm in Guadalajara, Mexiko, füllte im Juni 2019 Straßen mit stellenweise meterhohem Hagel und beschädigte Geschäfte und Fahrzeuge. Ulises Ruiz/AFP über Getty Images

Darüber hinaus könnte die Kombination günstigerer Umstände für großen Hagel und Veränderungen im Charakter von Hagelstürmen selbst zu einem künftige Zunahme sehr großer Hagelkörner.

So bleiben Sie bei einem Hagelsturm sicher

Es kann beängstigend sein, in ein schweres Gewitter geraten zu sein, bei dem überall große Hagelkörner niederprasseln.Hier sind einige Sicherheitstipps Wenn Sie jemals in eine solche Situation geraten:

  • Wenn Sie mit dem Auto unterwegs sind, halten Sie vorsichtig an.Bleiben Sie im Fahrzeug.Wenn Sie eine Garage oder eine Tankstellenmarkise entdecken, unter der Sie Schutz suchen können, fahren Sie dorthin.

  • Wenn Sie draußen sind, suchen Sie einen stabilen Schutz, beispielsweise ein Gebäude.Wenn Sie im Freien erwischt werden, schützen Sie Ihren Kopf.

  • Wenn Sie drinnen sind, halten Sie sich von den Fenstern fern und bleiben Sie drinnen, bis der Hagel aufhört.

Auch die Bewältigung der Folgen eines Hagelschadens kann stressig sein jetzt ein paar Schritte kann spätere Kopfschmerzen vermeiden.Erfahren Sie, was Ihre Haus- und Kfz-Versicherung abdeckt.Seien Sie auf der Hut vor Betrügereien bei der Erneuerung des Daches durch Menschen nach einem Hagelsturm.Denken Sie auch präventiv, indem Sie Baustoffe wählen, die Hagelschäden von vornherein besser standhalten.

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