// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Klimawandel kann Hagel deutlich zerstörerischer machen
Nicht nur Hitze und Starkregen verändern sich durch die globale Erwärmung, auch Hagel könnte gefährlicher werden. In einer weltweiten Modellstudie steigt die Häufigkeit von Hagelkörnern ab drei Zentimetern Durchmesser unter den untersuchten Gewitterbedingungen bis zum Jahrhundertende um rund 38 bis 52 Prozent. Das berechnete Schadenspotenzial nimmt deutlich zu, allerdings nicht in allen Regionen.
Peking (China). Hagel kann binnen Minuten Dächer beschädigen, Felder verwüsten und Autos zerbeulen. Wie groß die Körner am Boden werden, hängt von einem schwierigen Zusammenspiel ab. Aufwinde halten das Eis in den Wolken, wo es weiterwachsen kann, während wärmere Luftschichten auf dem Weg nach unten an den Körnern zehren.
Steigende Temperaturen haben dabei gegenläufige Folgen. Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen und starken Gewittern mehr Energie liefern, zugleich schmelzen fallende Hagelkörner in einer höheren und mächtigeren warmen Luftschicht stärker ab. Ob dadurch künftig größere und zerstörerischere Körner häufiger den Boden erreichen, ließ sich global bislang nur schwer quantifizieren.
Forscher der Peking University (PKU) um Prof. Qinghong Zhang haben nun untersucht, wie sich die Größenverteilung und die Bewegungsenergie von Hagel bei fortschreitender Erwärmung verändern könnten. Dafür kombinierten sie satellitengestützte Gewitterdaten mit einem Rechenmodell für das Wachstum und Abschmelzen einzelner Hagelkörner.
Das Team verwendete 14.297 durch Satellitenbeobachtungen identifizierte schwere Hagelgewitter aus den Jahren 2014 bis 2021. Zu diesen Gewitterlagen simulierte es die Flugbahnen der Eiskörner innerhalb der Gewitterwolken und berechnete, wie stark diese unterwegs wachsen oder beim Fallen schmelzen.
Danach spielte es die gleichen Ausgangslagen unter veränderten Temperatur- und Feuchtebedingungen durch. Diese stammen aus Klimamodellen für drei mögliche Emissionsszenarien und die Jahre 2071 bis 2100. Als Vergleich dient das Klima von 1985 bis 2014. Die Forscher glichen ihre Ergebnisse zusätzlich mit weiteren Klimamodellen ab.
Der Ansatz hat eine wichtige Grenze. Er zeigt, welche Körner in den untersuchten Gewittersituationen unter anderen Klimabedingungen entstehen könnten. Ob es künftig insgesamt mehr oder weniger Hagelgewitter geben wird, lässt sich damit nicht bestimmen.
Das Ergebnis fällt deutlich aus. Die Häufigkeit von Hagelkörnern mit mindestens drei Zentimetern Durchmesser nimmt in den simulierten Gewitterlagen je nach Klimaszenario um 37,9 bis 51,8 Prozent zu. Hagelkörner unter dieser Größe werden dagegen um 4,2 bis 12,3 Prozent seltener. Damit verschiebt sich die Größenverteilung in Richtung größerer Körner.
Eine Ursache ist laut Modell die wärmere, in Bodennähe oft feuchtere Luft. Sie kann das Wachstum von Eis in starken Aufwinden fördern, sodass mehr große Körner entstehen. Gleichzeitig liegt die Grenze, oberhalb derer Temperaturen unter dem Gefrierpunkt herrschen, künftig höher. Kleine Körner müssen dadurch eine längere warme Luftstrecke durchqueren und schmelzen häufiger, bevor sie den Boden erreichen.
Für das Schadenspotenzial ist die Größe entscheidend, denn große Hagelkörner bringen wegen ihrer Masse und Fallgeschwindigkeit viel mehr Bewegungsenergie mit. Die weltweit gemittelte aufsummierte kinetische Energie der simulierten Hagelkörner am Boden steigt in den Berechnungen um 36,5 bis 42,1 Prozent. Sie dient in der Studie als physikalische Näherung für die mögliche zerstörerische Wirkung des Hagels.