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2TheoretischerHintergrundundphysikalischeKonzepte
und den Flüssigwassergehalt bestimmt ist, verweilen (Browning et al., 1963; Castel-
lano et al., 2002). Knight und Knight (2003) geben für eine Hagelkorngröße ab 2cm
eine Dichte von 0,9gcm−3 an. Dies deckt sich mit Ergebnissen verschiedener Feld-
studien (0,810–0,915gcm−3: Vittori und di Caporiacco, 1959; Macklin et al., 1960;
Prodi, 1970). Die Dichte von reinem Eis ist im Vergleich dazu nur geringfügig höher
(0,917gcm−3).FürGraupelundkleinereHagelkörnerfindensich inderLiteraturunter-
schiedliche Informationen. Hier variieren die Angaben zwischen 0,20 und 0,89gcm−3
(z.B. Braham, 1963; Browning et al., 1963; Heymsfield, 1978; Knight und Heymsfield,
1983;List, 1985).
ÜberdasGleichgewichtausGravitations-undReibungskraftwährenddesfreienFalls
eines Körpers kann auf die Fallgeschwindigkeit vhail der Hagelkörner geschlossen wer-
den, wobei der Strömungswiderstand der LuftFL von der DichteρL und von der Form
desKörpersabhängig ist:
FL= 1
2 ρL(h)CDAv2hail(t) . [2.24]
CD undA sind der Widerstandsbeiwert und die Fläche des Querschnitts eines Hagel-
korns.ÜberdasKräftegleichgewichtFg=m·g=FL ergibt sich
vhail= (
2mg
CDρLA )0,5
. [2.25]
Unter der Annahme, dass ein Hagelkorn in etwa kugelförmig ist, folgt (Wisner et al.,
1972;MatsonundHuggins,1980)
vhail= (
4gρhailD
3CDρL )0,5
. [2.26]
Mit zunehmender Dichte und zunehmendem HagelkorndurchmesserD steigt vhail an,
während ein zunehmender Widerstandsbeiwert und eine zunehmende Luftdichte eine
Abnahme der Geschwindigkeit bewirken.CD variiert durch die unterschiedlichen For-
men, die Oberflächenrauigkeit und das „Taumeln“ der Hagelkörner während des Falls
(Castellano und Nasello, 1997; Knight und Knight, 2001). Messungen (z.B. List, 1959;
MatsonundHuggins,1980)undnumerischeModelle (z.B.MacklinundLudlam,1961)
zeigeneinehoheBandbreitedesWiderstandsbeiwertvon0,45bis4.Üblicherweisewird
fürCD=0,55 angenommen (siehe Knight und Knight, 2001). In Abbildung 2.6 istvhail
für verschiedeneCD–Werte (0,4; 0,55; 0,8) mitρhail=0,9gcm−3 und einer Luftdich-
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Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel
- Title
- Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel
- Author
- Susanna Mohr
- Publisher
- KIT Scientific Publishing
- Date
- 2013
- Language
- German
- License
- CC BY-NC-ND 3.0
- ISBN
- 978-3-86644-994-7
- Size
- 21.0 x 29.7 cm
- Pages
- 272
- Keywords
- Atmosphärische Risiken, Hagel, Gewitter, Klimawandel, Klimatologie (Zukunft, Konvektion)
- Categories
- Naturwissenschaften Physik
- Naturwissenschaften Umwelt und Klima