Eisklumpen bei Gewitter - Hagel

Niederschlag in Form von größeren Eiskörnern mit einem Durchmesser von mehr als 0,5 Zentimetern wird als Hagel bezeichnet. Meist entsteht Hagel in hochreichenden Gewitterwolken mit kräftigen Auf- und Abwinden.

Charakteristisch bei Hagel ist der schalenförmige Aufbau. Wassertropfen gefrieren zu Eiskörnern. Diese werden durch die Auf- und Abwinde immer wieder hoch- und heruntergewirbelt. Dabei sammelt das Eiskorn weitere Wassertröpfchen aus der Luft auf, die an ihm festfrieren. So wird es immer größer und erhält eine zwiebelförmige Struktur. Wenn man ein Hagelkorn in der Mitte durchschneidet, sind mehrere Schichten erkennbar.

Ein Eiskorn ist nicht gleich Hagel. Vielmehr handelt es sich dabei um Graupel, der ebenfalls aus gefrorenem Wasser besteht: Hier sind die Unterschiede zum Hagel aufgeführt:

Graupel entsteht, wenn Schneekristalle mit Wassertröpfchen in einer Wolke zusammentreffen. Anschließend verklumpen sie miteinander. Daher ist Graupel eher mit einem Minischneeball zu vergleichen. Voraussetzung, dass sich Graupelkörner bilden, ist kältere Luft in höheren Schichten, denn nur dann gefrieren die Wassertröpfchen.

In der Regel kommen Graupelschauer in den Wintermonaten bis in den April hinein vor. Besonders beim sogenannten Aprilwetter sind sie häufig zu beobachten.

Bereits im April entwickeln sich auch die ersten Gewitter mit Hagel, so reichen sich in diesem Monat Wintergraupel und Sommerhagel die Hand. Ab Mitte April sind Hagelschauer oder -gewitter über den Sommer wahrscheinlicher als Graupel.

Schnee entsteht, wenn sich feinste Wassertröpfchen an kleinen Schwebeteilchen wie beispielsweise an Staubteilchen anhaften und gefrieren. Dabei ist die Grundform der entstandenen Kristalle immer ein Sechseck. Schnee fällt bei niedrigen Temperaturen um 0 Grad. Je tiefer die Temperatur sinkt, desto kleiner werden die Flocken.

Hagel hat eine andere Entstehungsursache. Voraussetzung sind kräftige Schauer oder Gewitter. Der Schalenaufbau von größeren Hagelkörnern entsteht durch mehrmaliges Auf- und Absteigen in verschieden warmen Wolkenschichten.

Oben gefrieren die Wassertropfen, weiter unten tauen die äußeren Schichten zum Teil auf. Ein Hagelkorn muss mindestens einen Durchmesser von 5 Millimeter haben.

Starke Auf- und Abwinde herrschen nur in Schauern und Gewittern. Runde für Runde dreht ein Hagelkorn in der Gewitterwolke, bevor es auf dem Erdboden aufschlägt. Es entsteht in der Mitte des Gewitters, dort wo der Aufwind in der Wolke am stärksten ist. Regentropfen werden dort viele Kilometer nach oben gepustet, sodass diese in den bis zu minus 80 Grad kalten Regionen der Gewitterwolke zu Eiskörnern gefrieren.

Sobald der Aufwind nachlässt, fallen die Eiskörner der Schwerkraft folgend nach unten. Dabei gefriert weiteres Wasser an ihnen fest, die Eiskörner wachsen. Wenn das jetzt schon etwas größere Hagelkorn wieder in den Aufwind gerät, wird es erneut nach oben katapultiert. Weitere Wassertropfen können sich an dem Eiskorn anlagern.

Dieses Auf-und-Ab wiederholt sich so oft, bis das Hagelkorn für den Aufwind zu schwer wird. Dann fällt es aus der Wolke zu Boden. Zerbricht das Korn, kann man den zwiebelschalenartigen Aufbau des Hagelkorns studieren. Jede einzelne Schicht steht dabei für eine Runde in der Wolkenachterbahn.

Heftige Gewitter bringen oft Hagel und richten Schäden an. Hagel ist aber lokal auf nur wenige Quadratkilometer begrenzt.

Riesenhagel - also ein Eiskorn mit einem Durchmessern größer als 10 Zentimeter - geht fast immer mit besonders starken Superzellen einher. Dafür braucht es neben den allgemeinen Voraussetzungen für Gewitter zusätzlich extrem feuchte Luft in Bodennähe und eine starke Windzunahme mit der Höhe.

Bei sehr starken Superzellen verbleiben die Eisklumpen lange im Aufwindbereich der Gewitterwolke. Dadurch können sie immer weiter an Mächtigkeit zunehmen und schließlich zu richtigen Brocken heranwachsen.

Damit sich der Hagel so lange im Aufwindbereich halten kann, braucht es einerseits einen sehr starken Aufwind, der dem großen Gewicht des Hagelkorns etwas entgegenzusetzen hat.

Zum anderen ist das Windprofil innerhalb der Superzelle entscheidend. Sind die Bedingungen nicht optimal, werden die Hagelkörner vorzeitig aus dem Aufwindbereich herausgeschleudert und können dann nicht mehr weiter wachsen.

Viele Tonnen Hagel können aus einer einzigen Gewitterwolke auf die Erde prasseln. Die Gesamtmenge an Eiskörnern ist dabei abhängig vom Wasservolumen, das in der Wolke vorhanden ist. Ist der Aufwind in ihrem Inneren extrem stark, so entstehen wenige teils mehrere hundert Gramm schwere Hagelgeschosse, die Dächer durchschlagen, Bäume entlauben und Fahrzeuge zerbeulen.

Bei schwächerem Aufwind hingegen entstehen viele kleine Hagelkörner, die die Landschaft bei längerer Dauer eines Hagelschauers mehrere Zentimeter stark bedecken. Dann herrscht zumindest optisch mitten im Sommer tiefster Winter.

Im Spätfrühling und Sommer, also vom Mai bis August, ist das Risiko von Hagel am höchsten. Das liegt daran, dass in diesem Zeitraum die meisten starken Gewitter und Schauer entstehen. Oft kündigen sich diese durch starke böige Winde an.

Die meisten Hagelunwetter sind in den mittleren Breiten und damit auch in Deutschland festzustellen. Hierzulande ist das Hagelrisiko insbesondere in Alpennähe und im Mittelgebirgsraum groß. Im Stuttgarter und Münchner Raum, oberhalb von Frankfurt und in Nordhessen kommen Hagelgewitter am häufigsten vor.

Im Süden Deutschlands sind mitunter die Alpen Auslöser dieser, sie zwingen die warmen Luftmassen in die Höhe. Aus der Luft kondensieren Wassertröpfchen aus, die zu Eis gefrieren. Je höher die Partikel steigen, umso mehr Wasser friert an ihnen fest.

Theoretisch kann es zwar in den Nachtstunden hageln, doch dies ist selten zu beobachten. Das liegt daran, dass sich mächtige Gewitterwolken meist tagsüber auftürmen. Sie sind die Voraussetzung, dass überhaupt Hagel entstehen kann.

Große Temperaturunterschiede in der Atmosphäre lösen Gewitterwolken am besten aus. Dies kommt am ehesten in den späten Nachmittagsstunden vor, wenn sich die Luft am Boden tagsüber stark aufgewärmt hat, während es oben in der Atmosphäre nach wie vor eisig bleibt.

Sobald die Sonne untergeht, kühlt sich die Luft am Boden ab. Damit verringert sich das Temperaturgefälle zwischen unten und oben. Gewitterwolken und damit Hagel bilden sich dann eher weniger.

Für ein Hagelunwetter braucht es zunächst mächtige Gewitterwolken. Diese ragen in den mittleren Breiten teilweise bis zu 16 Kilometer hoch in den Himmel. Ein herannahendes Hagelgewitter ist meist daran zu erkennen, dass die Wolkenfront tiefziehend und sehr dunkel bis schwarz erscheint. Nicht selten können die Wolken auch eine grau-grünliche Färbung annehmen.

Oftmals färbt sich der Himmel auch gelblich. Die gelbe Färbung des Himmels kommt zustande, indem das Sonnenlicht in die Wolke hineinscheint und durch den Hagel und die hohe Konzentration von Eiskörnern und Wassertropfen dann gebrochen wird.

Diese Aufnahmen könnten aus einem Katastrophenfilm: Eine giftgrüne Gewitterfront trifft Sioux Falls im US-Bundesstaat Süddakota mit voller Wucht. Die Front sieht dabei aus wie die Vorderseite einer Welle, die an einem Strand bricht.

Bei solch einer grünen Lichtstimmung und turbulenten Wolkenstruktur folgen meist Sturm und heftige Niederschläge in Form von Starkregen und größerem Hagel. Dies ist aber nicht immer der Fall.

Eine Forschergruppe der Universität Oklahoma fand durch Messungen der Lichteigenschaften heraus, dass "Grün" zwar die dominierende Farbe bei einigen Unwettern sein kann, aber keine Rückschlüsse auf die Art des Extremwetters, wie zum Beispiel Hagel und Tornados, zulässt.

Die grüne oder bläuliche Farbe entsteht wahrscheinlich dadurch, dass sehr viel Wasserdampf in der Luft ist. Auch die Konzentration von Eiskristallen und Wassertröpfchen innerhalb der Gewitterwolke spielen vermutlich eine Rolle bei der Färbung.

Diese Bedingungen (Wasserdampf, Wassertröpfchen, Eiskristalle) führen dazu, dass die roten Anteile des Sonnenlichts absorbiert werden. Das übriggebliebene, gestreute Sonnenlicht erscheint für den Beobachter bläulicher. Bei Sonnenuntergang entstehen eher grünliche Farben, da die roten Komponenten des Sonnenlichts höher sind als zur Mittagszeit.

In den extremen Unwettern können sich Hagelgeschosse mit einem Durchmesser von mehr als 10 Zentimeter formieren. Mit einer Geschwindigkeit von über 150 Kilometer pro Stunde stürzen die handballgroßen und teils mehrere Kilogramm schweren Eisgeschosse zu Boden.

Je kräftiger der Aufwind, umso länger bleiben die Hagelkörner in der Schwebe und umso kräftiger wachsen sie. Außerdem legen sie mit wachsendem Temperaturgefälle zu. Hohe Wolken, die oben sehr kalt sind, produzieren besonders massive Hagelkörner, man spricht dann von Superzellen.

Das bisher größte gefundene Hagelkorn weltweit wurde am 23. Juli 2010 in Vivian im US-Bundesstaat South Dakouta entdeckt. Es hatte einen Durchmesser von 20 Zentimeter und einen Umfang von 47,3 Zentimeter. Diese Größe entspricht in etwa einem Handball. Auch das Gewicht mit 880 Gramm ist beachtlich. Derart großer Hagel erreicht Geschwindigkeiten von mehr als 150 Stundenkilometer. Eine Superzelle brachte diese "Eisbombe" hervor.

Auch die beiden Weltrekorde in den Jahren zuvor wurden im Mittleren Westen der USA verzeichnet. Vor allem in dieser Region trifft häufig schwülheiße Luft aus dem Golf von Mexiko auf kalte aus dem Norden. Gleichzeitig sorgen die Rocky Mountains dafür, dass sich besonders hohe Gewitterwolken auftürmen.

Übertroffen wurde die Rekordgröße aus dem Jahr 2010 womöglich von einem Hagelkorn, das in Südamerika entdeckt worden war. Eine Studie aus dem Jahr 2020 dokumentiert eine "Eisbombe" von fast 24 Zentimeter Durchmesser, die am 8. Februar 2018 in der Provinz Cordoba in Argentinien vom Himmel stürzte. Die Größe des Korns wurde mittels Photogrammetrie gemessen, also anhand von Fotos.

Am 24. Juli 2023 donnerte in der Nähe von Azzano Decimo in der Provinz Pordenone im Nordosten Italiens ein Eisbrocken mit 19 Zentimeter Durchmesser vom Himmel.

Der bisherige Europarekord war erst wenige Tage zuvor rund 80 Kilometer weiter westlich aufgestellt worden. Dabei wurde ein Hagelklumpen mit 16 Zentimeter Durchmesser gemeldet.

Wegen der unregelmäßigen, sternartigen Form der Klumpen diskutieren Forscher nach wie vor über die Rangordnung. Einer großen Eiskugel gleicht dieser Klumpen überhaupt nicht mehr. Die fingerartigen Ausstülpungen vergrößern den Durchmesser, was einen Vergleich zum bisher weltgrößten, eher kugelförmigen Hagelkorn eigentlich unmöglich macht.

Forscher regen an, man solle künftig ab einem Durchmesser von 15 Zentimeter von "gigantischem" oder "gargantueskem" Hagel sprechen. Für solche Brocken würde damit eine neue Kategorie eingeführt. Gargantuesk gibt es übrigens auch im Deutschen und bedeutet übergroß oder riesig.

Zu den Top 3 der gewaltigsten "Hagelgeschosse" gehört auch das Unwetter im lybischen Tripolis, das am 27. Oktober 2020 wütete. Die dicksten Hagelbrocken brachten es hierbei auf 20 Zentimeter Durchmesser.

Am 6. August 2013 fiel in Undingen bei Reutlingen im Süden Deutschlands das bislang größte dokumentierte Hagelkorn vom Himmel. Es hatte einen Durchmesser von 14,1 Zentimeter. Solche Eisklumpen entwickeln eine enorme Zerstörungskraft, wie unser Video zeigt.

Nicht nur das Hagelunwetter von Reutlingen richtete immense Schäden an. In der Vergangenheit gab es weitere verheerende Hagelereignisse:

Riesenhagel ist eine tödliche Gefahr. Er ist in der Lage, Rinde von Bäumen abzuschlagen und Dachziegeln sowie ganze Dachstühle und Zwischendecken zu durchschlagen. Dadurch ist seine Wirkung verheerend und für Lebewesen tödlich. Zentimetertiefe Einschlagkrater bleiben in Wiesen und Feldern zurück. Kleinere Hagelkörner bedecken meist nur Straßen, verwandeln diese aber in Rutschbahnen.

Je größer die Hagelkörner sind, desto schwerwiegender sind die Schäden. Auch die Fallgeschwindigkeit des Eiskorns nimmt zu. Diese Schäden sind zu erwarten:

Hagelkörner können nicht nur im Lack Kratzer, sondern bei großem Durchmesser auch Dellen hinterlassen. Ebenso kann es passieren, dass sie Scheiben durchschlagen. Eiskörner mit einem Durchmesser kleiner als 1 Zentimeter richten keinen Schaden an. Ab folgenden Durchmessern wird es problematisch:

Hagelgeschosse von der Größe eines Hühnereis (etwa 5 Zentimeter) oder noch größer verursachen in der Regel einen wirtschaftlichen Totalschaden am Auto. Das heißt, die geschätzten Reparaturkosten sind höher als der Wiederbeschaffungswert seines Fahrzeugs.

Wirksamen Schutz vor Hagelkörnern bieten

Erleidet das Auto einen Hagelschaden, ist das eine Sache für die Teilkaskoversicherung der Autoversicherung. Sie kommt für die Kosten zur Beseitigung von Hagelschäden auf. Allerdings übernimmt sie diese nur bis zur Höhe des Wiederbeschaffungswerts des betroffenen Fahrzeugs.

Wichtig ist, dass der Teilkasko-Versicherte einen Hagelschaden möglichst zeitnah dem Kfz-Versicherer meldet. Er prüft dann zunächst einmal, ob im angegebenen Zeitraum tatsächlich ein Unwetter gewütet hat.

Bei einem wirtschaftlichen Totalschaden begleicht die Versicherung in der Regel die Differenz zwischen dem Wiederbeschaffungswert und dem Restwert des Fahrzeugs. Die Teilkasko deckt Schäden und Zerstörung durch Sturm, Hagel, Blitz und Überschwemmung ab.

Wichtig ist es, so schnell wie möglich den Schaden beim Versicherer zu melden.

Am besten ist im Vorfeld Unwetterwarnungen ernst zu nehmen, um nicht von einem Hagelgewitter überrascht zu werden. Meist gehen sie mit Sturm und Starkregen einher.

Hagel vorherzusagen ist trotz schneller Supercomputer auch heute noch ein schwieriges Unterfangen. Zwar können Meteorologinnen und Meteorologen Gewitterwolken mit Radargeräten durchleuchten und so die Größe von Eispartikeln abschätzen. Aber das Verfahren kann nicht angeben, was am Boden letztendlich ankommt. Es kann durchaus passieren, dass das Hagelkorn auf dem Weg nach unten zum größten Teil abschmilzt.

Vollautomatische Hagelsensoren, von denen in der Schweiz bis zu 80 installiert wurden, messen die Korngröße, die Aufprallenergie und geben den Zeitpunkt des Unwetters wieder.  Die Daten des Hagelmessnetzes helfen, Prognosen und Hagelwarnungen zu verbessern - und zwar da, wo es zum Schaden kommt: beim Einschlag.

Bei Hagel besteht im wahrsten Sinne des Wortes die Gefahr von "Geschossen". Sie können Menschen verletzen, bei besonders großen Exemplaren auch lebensgefährlich sein. Zudem richten sie immense Schäden an. Darauf sollten Sie achten:

Hagelkörner können Fahrbahnen in Eispisten verwandeln. Daher gelten ähnliche Vorsichtsmaßnahmen wie bei Glatteis. Am besten ist es schon im Vorfeld, wenn eine Hagelwarnung herausgeben wird, nicht mit dem Auto zu fahren und das Fahrzeug geschützt in einer Garage oder unter dem Vordach abzustellen. 

Wenn das Fahrzeug in einen Hagelschauer hineinkommt, sollte man runter vom Gaspedal und das Auto rollen lassen. Doch wichtig ist es, den Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug zu vergrößern.

Lenkbewegungen sind unbedingt zu vermeiden, denn sobald der Reifen wieder auf eine griffige Fahrbahn kommt, nimmt das Fahrzeug sofort diese Richtung ein und ist nur mehr schwer zu manövrieren. Dabei sollte der Fahrer das Lenkrad möglichst gerade festhalten und es auskuppeln.

Wer in Unterführungen, Tunneln oder unter Brücken Schutz suchen möchte, muss auf jeden Fall den nachfolgenden Fahrzeugen dies deutlich zu erkennen geben, vor allem durch das Einschalten der Warnblinkanlage.

Seit Jahrhunderten versuchen Menschen schadensträchtigen Hagel abzuwehren. Heute tun dies vor allem "Hagelflieger". Unser WetterReporter geht der Frage nach, wie die Piloten den Hagel verhindern wollen.

Hagelflieger versprühen zusätzliche Kondensationskerne in Form von verbranntem Silberjodid in die Gewitterwolke. Dann können sich die Wassertropfen auf mehr Kondensationskerne verteilen. Dies führt dazu, dass sich zahlreiche kleinere Hagelkörner bilden. Im Idealfall schmelzen sie auf dem Weg zum Boden hin komplett ab, sodass nur noch Regen am Boden ankommt.  Für die Umwelt ist dieses Impfen im Übrigen nachweislich unbedenklich. Das Silberjodid zerfällt bei Sonneneinstrahlung innerhalb von zwanzig Minuten in seine Bestandteile Silber und Jod. Die Menge an Silber die dabei am Boden ankommt liegt mehr als tausendfach unter dem zulässigen Grenzwert.

In der Regel suchen Tiere bei Unwettern geschützte Orte auf und sind weniger aktiv. Singvögel stellen beispielsweise den Gesang ein, Insekten und andere Krabbeltiere verstecken sich schon bei normalem Regen. Größere Wildtiere, wie beispielsweise Rehe oder Wildschweine, verharren oftmals nach einem Unwetter am Waldrand oder auf waldnahen Wiesen, nachdem sie unter dichten Bäumen Schutz gesucht haben.

Kleine Vögel flüchten bei Hagel in Baumhöhlen, Nistkästen, Gebäude und dichte Hecken. Stürme können jedoch Vogelnester zu Boden reißen. Es ist natürlich, dass einzelne Tiere bei Unwetterereignissen sterben.

Störche harren so lange wie möglich in ihren Nestern aus, um ihre Jungen zu schützen. Tobt das Unwetter zu heftig, geben sie das Nest auf. Dann drohen die Jungen zu sterben. Bei einem Hagelsturm können Vogeljunge auch mitsamt dem Nest vom Baum geweht werden.

Laut Klimaforschern und Klimaforscherinnen hat sich im langjährigen Durchschnitt nicht die Häufigkeit, aber die Stärke der Gewitter und des Hagelschlags durch den Klimawandel erhöht. Experten beobachten seit 2001 eine signifikante Zunahme starker Hagelschläge, vor allem in Süddeutschland.

Video: Hagelforschung in Deutschland

Video von Juli 2021: "Eisbomen" in Norditalien

Fotostrecke von Juni 2021: Großer Hagel in Süddeutschland

Fotostrecke von September 2015: Riesenhagel in Norditalien

Video: Riesenhagel im Rheinland