Gewicht, Ge­schwindig­keit & Energie von fallenden Hagel­körnern

Dieser Rechner dient unter anderem der Be­stimmung von Gewicht (eigentlich: Masse), Fall­ge­schwindig­keit und beim Aufprall frei­gesetzter Energie­menge von Hagel­körnern, in Ab­hängigkeit von mittlerem Durch­messer, Form (Luft­wider­stands­beiwert) und Dichte des Hagel­korns, sowie der Dichte der Luft.

Für die Dichte des Hagel­korns, die Luft­dichte, und den Luft­wider­stands­beiwert sind bereits an­ge­nommene Werte aus­gefüllt (die sich bei Wunsch beliebig verändern lassen), der mittlere Durch­messer des Hagel­korns ist mit 1 cm vor­aus­gefüllt und lässt sich beliebig anpassen.

Die Er­gebnisse werden nach einem Klick auf „Berechnen“ oder dem Drücken der Enter­taste grün hinter­legt aus­gegeben.

Mittlerer Durchmesser des Hagelkorns in cm:



 



Dichte des Hagelkorns in g/cm³:

Dichte der Luft in kg/m³:

Luftwiderstadsbeiwert (cw-Wert) des Hagelkorns:

Gewicht des Hagelkorns in g:

Fallgeschwindigkeit des Hagelkorns in km/h:

Energie des Hagelkorns beim Aufprall in Joule:

Bezeichnung des Hagels:

Hagelkorngröße im Vergleich:

Hintergrund zu diesem Rechner

  • Die Dichte von durch­sich­tigem / klarem Eis liegt bei einem Wert von rund 0.9 g/cm³. Oft wechseln sich in einem Hagelkorn aber stärker durch­sich­tige mit trüberen Schichten ab, die mehr Luft be­inhalten und damit eine ge­ringere Dichte auf­weisen.
  • Der für die Luft­dichte an­ge­nommene Wert von 1.2 g/cm³ gilt für Standard­bedingungen in niedrigen Höhen­lagen.
  • Eine Kugel besitzt einen Luft­wider­stands­beiwert von 0.45, Hagel­körner sind aber oft mehr oval, und haben keine (ganz) glatte Ober­fläche (im Extrem­fall kann diese sogar gezackt sein – besonders bei Körnern extremer Größe).

Wie entsteht Hagel?

Hagel oder Graupel entsteht durch starke ver­tikale Luft­bewegungen in Schauer- und Gewitter­wolken. Die Körner wachsen durch das An­frieren von feinen Wasser­tröpfchen in den Wolken solange, bis sie schließ­lich aus den Wolken zu Boden fallen.

Im Sommer schmelzen Graupel- und kleine Hagel­körner oft, bevor sie den Boden erreichen. Verweilen die Körner hingegen längere Zeit in den Wolken, können sie so groß werden, dass sie auch bei höheren Luft­temperaturen noch den Boden erreichen (Beim Ab­schmelz­vorgang spielt auch die Luft­feuchtig­keit eine wichtige Rolle).

Die Verweil­dauer von Hagel­körnern in den Wolken hängt maß­geblich von der Stärke der Auf­winde ab, welche die Körner immer wieder nach oben treiben.

Wie groß können Hagelkörner werden?

Da mit zu­neh­mender Größe des Hagels die er­for­derliche Stärke der Aufwinde in den Gewitter­wolken zunimmt, nimmt die Auf­tretens­wahr­schein­lichkeit in ent­sprechender Richtung rasch ab. Sehr großer Hagel tritt damit deutlich seltener auf, als mäßig­großer oder kleiner Hagel.

Sehr großer Hagel erfordert zudem einen ro­tierenden Auf­wind­, wie er in Super­zellen vorkommt. Damit eine derartige Rotation ent­stehen kann ist Wind­scherung, also eine Änderung der Wind­richtung und der Wind­ge­schwin­dig­keit mit der Höhe notwendig. Damit tritt sehr großer Hagel aus­schließ­lich dort auf, wo die Luft nicht nur sehr labil ge­schichtet ist, sondern gleich­zeitig auch zumindest moderate Wind­scherung existiert.

Grund­sätzlich sind Hagel­körner bis zur Größe von Fuß­bällen möglich. So liegt der Welt­rekord für den maximalen be­obach­teten Durch­messer eines Hagel­korns bei gut 20 Zenti­metern. Dieses „Riesen­hagel­korn“ wurde im Juli 2010 in den USA gefunden (Quelle: NOAA, 2010). Im Juli 2023 fiel im Norden Italiens ein Hagel­korn mit einem maximalen Durch­messer von rund 19 cm. Dies ist das bislang größte doku­men­tierte Hagel­korn in Europa (vergl. ESSL, 2023). Solche extremen Hagel­ereignisse treten aller­dings im Vergleich zu ge­wöhn­lichen Hagel­schlägen nur sehr selten auf.

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letzte Aktualisierung der Seite: Oktober 2023