Die Wissenschaft der Hagelimpfung und ihre Herausforderungen

Hagelschläge können extreme Schäden verursachen. Die oft mehrere Zentimeter großen Geschosse aus Eis zerstören Ernten, beschädigen Fahrzeuge und Gebäude. Wenn der Klimawandel nicht eingedämmt wird, werden langfristig schwere Hagelschläge zunehmen.

Credits
Autor/in dieser Folge: Claudia Steiner
Regie: Irene Schuck
Es sprachen: Hemma Michel 
Technik: Lorenz Kersten
Redaktion: Iska Schreglmann 

Im Interview:

• Prof. Dr. Michael Kunz, Institut für Meteorologie und Klimaforschung am Karlsruher Institut für Technologie
• Adrian Leyser Sturm, Meteorologe beim Deutschen Wetterdienst (DWD)
• Dr. Anja Rädler, Meteorologin und Expertin bei der Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Munich Re
• Andrea Lindner, Landratsamt Rosenheim

Diese hörenswerten Folgen von Radiowissen könnten Sie auch interessieren:

Und noch eine besondere Empfehlung der Redaktion:

Linktipps:

Wir freuen uns über Feedback und Anregungen zur Sendung per Mail an radiowissen@br.de.

Radiowissen finden Sie auch in der ARD Audiothek:
ARD Audiothek | Radiowissen
JETZT ENTDECKEN

Das vollständige Manuskript gibt es HIER.

Lesen Sie einen Ausschnitt aus dem Manuskript:

SPRECHERIN

Am 11. Juli 1984 zog ein riesiger Hagelsturm über München hinweg. Rund eine halbe Stunde lang prasselten Hagelkörner nieder. Sie zerbeulten Autos, zerschmetterten Scheiben. Die größten damals gemessenen Eisgeschosse waren 300 Gramm schwer und hatten einen Durchmesser von 9,5 Zentimeter. Augenzeugen berichteten sogar von noch größeren Körnern.

 

ATMO (Hagel)

 

SPRECHERIN

Das bisher größte in Deutschland dokumentierte Hagelkorn fiel Anfang August 2013 auf der Schwäbischen Alp zu Boden – genauer gesagt in Undingen im Landkreis Reutlingen. Es brachte 360 Gramm auf die Waage und hatte einen Durchmesser von 14,1 Zentimetern. In den USA wurden sogar schon Eiskugeln mit einem Durchmesser von 20 Zentimetern dokumentiert. Graupelschauer und kleine Hagelkörner können Straßen mitten im Sommer innerhalb kurzer Zeit in eine winterliche Atmosphäre verwandeln. Je nachdem wo die Körner aufschlagen, entsteht oft gar kein Schaden. Aber großer Hagel hat vor allem in Verbindung mit Wind erhebliches Zerstörungspotential. 

 

01 Zsp Hagel (Kunz AI)

Wenn von Extremereignissen gesprochen wird, dann meistens Sturm, also Wintersturm, Hochwasser, vielleicht noch Hitzewellen. Der Hagel läuft immer so ein bisschen nebenbei. (…)

 

SPRECHERIN

…sagt Michael Kunz. Er ist Professor am Institut für Meteorologie und Klimaforschung am Karlsruher Institut für Technologie. Dabei verursachte

zum Beispiel allein das Hagelunwetter von Reutlingen im Juli 2013 Schäden von mehr als einer Milliarde Euro. Schäden entstehen unter anderem an Hausfassaden, Jalousien, Dächern, Photovoltaikanlagen, Autos sowie an landwirtschaftlich genutzten Flächen. Teilweise gibt es Totalausfälle bei Ernten. Und natürlich kann großer Hagel auch Menschen verletzen, ebenso Tiere auf Weiden oder Wildtiere. Nach schweren Hagel-Unwettern finden Jäger auch erschlagene Hasen oder Krähen. Fakt ist: Hagel macht einen großen Anteil der versicherten Gesamtschäden aus, sagt Dr. Anja Rädler, Meteorologin und Expertin bei der Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, Munich Re:

 

02 Zsp (Rädler)

In Deutschland gibt es … die Deutsche Versicherungsgesellschaft, die GdV,

und die bringen jedes Jahr einen Jahresbericht der Naturgefahren heraus.

Und unter den zehn verheerendsten Naturgefahren in den letzten Jahrzehnten gibt es auf Platz 1 von 2021 die Sturzflut im Ahrtal. Und auf Platz 2 gibt es noch die Überschwemmungen von 2002, die Überflutungen. Auf Platz 3 ist dann ein Wintersturm. Und auf Platz 4 der verheerendsten Naturgefahren in Deutschland ist der Hagelsturm von 2013. Und das sind aber jetzt nur die Einzel- oder die verheerendsten Ereignisse. Wenn man sich die Summe anschaut an Schäden, die jedes Jahr verursacht werden durch Naturkatastrophen in Deutschland, dann ist für Deutschland tatsächlich bis auf Einzelereignisse oder Einzeljahre, wo eben beispielsweise die Überschwemmungen alles dominieren, im Normalfall Hagel die dominierende Gefährdung, die den meisten Schaden

verursacht.

 

Musik 2

"Knot of Breath (for Mario Diaz de Léon)" - Album: Citadels & Sanctuaries - Komponist: Jeremiah Cymerman - Länge: 0'53

 

SPRECHERIN

Welchen Schaden Hagel verursacht, hängt nicht nur von der Größe ab, sondern auch wie er entstanden ist und mit welcher Energie er auftritt. Auch der Wind spielt eine wichtige Rolle. Wenn Sturm Eisgeschosse gegen Autos, Solaranlagen oder Hausfassaden schmettert, kann es zu immensen Schäden kommen. Vor allem Isolierungen an Fassaden sind solchen Einschlägen oft nicht gewachsen. Auch Solaranlagen oder Dachfenster können zertrümmert werden. Deshalb wird es immer wichtiger, Materialien zu verwenden, die widerstandsfähiger sind und Güter zu schützen, zum Beispiel spezielle Netze über Ernten zu spannen. Autos sollten bei Warnungen des Deutschen Wetterdienstes in die Garage gestellt und Jalousien lieber hochgefahren werden, empfiehlt Anja Rädler.

 

 

03 Zsp (Rädler)

Das ist eben auch ein Punkt, dass manche Leute die Jalousien extra runterfahren, weil sie denken, sie schützen die Fensterscheiben. Aber die Fensterscheiben sind viel stabiler und wenn die Jalousien hochgefahren werden, tritt auch kein oder weniger Schaden auf.

 

ATMO

 

SPRECHERIN

Ganz großer Hagel jedoch kann auch Fensterscheiben zerschlagen. Beim Deutschen Wetterdienst liegt die Schwelle, ab der Hagel als Unwetter gilt, bei 1,5 Zentimeter großen Hagelkörnern. Ab etwa zwei Zentimeter sind Schäden zu erwarten, sagt der Meteorologe Adrian Leyser Sturm.

 

04 Zsp (Leyser)

Da kann schon Laub von den Bäumen gerissen werden, Blüten zerstört werden, Weinreben zerstört werden. Ab vier, fünf Zentimeter, dann sprechen wir wirklich von durchaus auch mal katastrophalen Folgen durch den Hagel.

 

SPRECHERIN

2024 zählten zu den Hagelschäden-Hotspots in Deutschland die Bundesländer Baden-Württemberg, Thüringen und Bayern. Anja Rädler:  

 

05 Zsp (Rädler)

Es zeigt sich, dass ausgeprägte Maxima von Hagelfrequenzen meistens im Lee, also in der windabgewandten Seite von Mittelgebirgen entstehen können und zum Beispiel auch im Lee des Schwarzwaldes oder im Lee des Brockens und diese Muster sind dann auch zum Teil auf typische Strömungsmuster an diesen Hageltagen zurückzuführen.

 

ATMO (Gewitter)

Musik 3

"Knot of Breath (for Mario Diaz de Léon)" - Album: Citadels & Sanctuaries - Komponist: Jeremiah Cymerman - Länge: 0'26

 

SPRECHERIN

In Deutschland ist das Hagelrisiko typischerweise in den warmen Monaten – von Mai bis August - am höchsten. Das liegt daran, dass Hagelstürme in Verbindung mit starken Gewittern auftreten. Für die Entwicklung eines Gewitters ist feuchte und warme Luft in Bodennähe notwendig. Heiße Luftmassen können deutlich mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kalte, genauer gesagt: pro Grad Erwärmung sieben Prozent mehr Feuchtigkeit. Das spielt auch angesichts des Klimawandels eine Rolle – doch dazu später. Massive Gewitterwolken entstehen häufig vorderseitig von Kaltfronten. Oft strömen hier Luftmassen aus verschiedenen Richtungen zusammen, die Luft steigt auf und kühlt dabei ab. Diesen Vorgang nennen Forscher Konvergenz. Adrian Leyser Sturm vom Deutschen Wetterdienst.  

 

06 Zsp (Leyser)

In starken Gewitterzellen haben wir einen besonders starken Aufwind.

Also die Luft wird wirklich mit hoher Geschwindigkeit nach oben gezogen.

 

SPRECHERIN

Auch natürliche Hindernisse wie Berge können die Luft dazu zwingen, nach oben auszuweichen. Warme und feuchte Luftmassen aus dem Süden werden zum Beispiel durch die Alpen gehoben, dies führt zu einer Abkühlung und Kondensation. Dies kann vor allem auf der Alpensüdseite zu starken Gewittern und damit auch zu Hagel führen.

 

07 Zsp (Leyser)

Und bei den Alpen ist es eben so, dass sich diese Superzellen, nennen wir das, besonders starke Gewitter, die in sich rotieren und langlebig sind, die entstehen eben gerne am Alpenrand und wandern dann nordostwärts in Richtung Alpenvorland hinweg und sorgen dort eben für die besonders starken Hagelereignisse.

 

SPRECHERIN

Die Entstehung von Hagel ist sehr komplex. Es braucht bestimmte Voraussetzungen, damit in Wolken überhaupt Eiskörner wachsen können, erklärt Forscher Michael Kunz.

 

08 Zsp (Kunz AI)

Wir brauchen eine Gewitterwolke. Gewitterwolken entstehen im Sommer, im Winter eher selten. (…) Diese Gewitterwolken, wir sprechen hier von vertikal ausgedehnten Wolken, die reichen bis an den Oberrand der Obersphäre. Die haben so ein Aussehen wie ein Blumenkohl. (…) Und wenn sie im oberen Teil dann gar nicht mehr so dieses blumenkohlförmige Aussehen haben, sondern so eine glatte Oberfläche, das ist ein Hinweis darauf, dass Niederschlagsbildung da schon eingesetzt hat. Das ist ein Eisschirm da oben, den man erkennt.

 

Musik 4

"Baud" - Album: Stator - Ausführende und Komponisten: Biosphere & Deathprod - Länge: 1'31

 

SPRECHERIN

Diese sogenannten Cumulonimbus-Wolken türmen sich hoch auf. In Mitteleuropa können sie bis in eine Höhe von 14 Kilometern reichen, in den Tropen sogar bis zu 18 Kilometern. Je nach Region befindet sich zwischen 8 und 15 Kilometern Höhe die Tropopause, eine Grenzschicht zwischen der unten liegenden Troposphäre, die das Wetter bestimmt, und der darüberliegenden Stratosphäre. Stößt eine Gewitterwolke an diese Grenze, kann sie meistens nicht weiter in die Höhe wachsen. Die Tropopause zwingt die Gewitterwolke dann, sich seitlich auszudehnen. Dadurch entsteht der sogenannte Amboss der Gewitterwolke. Manchmal sehen Meteorologen auf Satellitenbildern einen sogenannten Overshooting Top, kuppelförmige Wolken, die sich noch über dem Amboss auftürmen und in die untere Stratosphäre eindringen. Dieses Phänomen gibt es, wenn die Aufwinde besonders stark sind. Overshooting Tops sind ein Hinweis darauf, dass das Gewitter langlebig und stark sein kann, inklusive zerstörerischem Hagel.

 

ATMO (Gewitter, Hagel) 

 

SPRECHERIN

Außerdem müssen in der Gewitterwolke bestimmte Aerosole, so genannte Eiskeime vorhanden sein, damit sich Eis bilden kann. Wenn diese Aerosole nicht vorhanden sind, gefriert Wasser erst ab einer Temperatur von minus 38 Grad. Natürlicherweise gibt es nur sehr wenige Eiskeime in der Luft.

 

 

09 Zsp (Kunz AI)

Da haben wir so vielleicht zehn von diesen Teilchen pro Liter. Das ist ganz wenig. Das heißt, wir haben in der Gewitterwolke schon ein paar einzelne Eisteilchen, aber wenige Eisteilchen und dafür ganz, ganz viele von diesen Flüssigwassertröpfchen mit einer Temperatur unter 0°C. Das nennen wir unterkühlte Tröpfchen. Jetzt kann man sich das ganz einfach vorstellen. Die wenigen Eisteilchen sammeln dann die unterkühlten Tröpfchen ein. Da sprechen wir von Milliarden von unterkühlten Tröpfchen. Das ist wirklich eine riesengroße Menge. Die lagern sich dann an die Eisteilchen an. Sobald die sich anlagern, dann fungiert dieses Eisteilchen wieder wie ein Aerosol. Das heißt, dieses unterkühlte Wasser, das erst einmal flüssig war, wird dann sofort zu Eis. So funktioniert das erst einmal im unteren Teil der Wolke. Da bildet sich dann so ein Graupelteilchen. (…) Im oberen Teil der Wolke, da sind die Vertikalgeschwindigkeiten viel höher. Da lagern sich weitere unterkühlte Tröpfchen an.

 

SPRECHERIN

Und so wächst das Hagelkorn. Auf verschiedenen Seiten im Internet wird erklärt, dass großer Hagel entsteht, indem ein Graupelteilchen nach oben gesogen wird, sich unterkühlte Tröpfchen anlagern, es seitlich aus der Wolke herausgeschleudert wird, nach unten fällt, erneut in den Aufwind gerät und so mehrere Runden dreht, um immer weiter zu wachsen. Doch das sei die Ausnahme, nicht die Regel, erklärt Anja Rädler und verweist auf US-Studien:

 

10 Zsp (Rädler)

Da ist der Professor Matthew Kumjian, der da ganz viele Studien dazu gemacht hat und auch mittlerweile mit diesem Mythos, dass Hagel viele Runden drehen muss, aufräumt. Also es reicht, wenn ein Hagel ein einziges Mal durch eine Gewitterwolke sozusagen einmal durch den Aufwind nach oben kommt und dann sozusagen rausfällt, dann kann er schon zehn Zentimeter haben oder auch noch größer.

 

SPRECHERIN

Die Vorstellung, dass Hagel wie in einer Waschmaschine mehrmals durch Gewitterwolken geschleudert werden muss, um zu wachsen, geht wohl auch darauf zurück, dass großer Hagel, wenn man einen Querschnitt macht, ein bisschen - wie ein Baumstamm - Wachstumsringe aufzeigt. Einige der Ringe sind durchsichtig, andere milchig-trüb. Das liegt am feuchten und am trockenen Wachstum, so Anja Rädler von Munich Re.

 

11 Zsp (Rädler)

Bei trockenem Wachstum, der geht sehr schnell. Da werden oft Luftblasen mit eingeschlossen, weshalb das Ganze dann so milchig aussieht und man nicht durchschauen kann. Während feuchtes Wachstum langsamer ist und dort haben die Luftbläschen noch Zeit quasi zu entweichen und dann sozusagen das Eis durchsichtig ist und man durchgucken kann.

 

Musik 5

"Baud" - Album: Stator - Ausführende und Komponisten: Biosphere & Deathprod - Länge: 1'21