Page - 29 - in Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel

2.1MeteorologischeGrundlagen Abb.2.6.:Endfallgeschwindigkeit von Hagel anhand von empirischen Gleichungen und eines theoretischen Ansatzes (Gl. 2.26) bei verschiedenen Bedingungen (nach Knight und Knight, 2001).WeitereErklärungen imText. te in 500hPa bei –20◦C (ρL=0,688kgm−3) als Funktion des Hagelkorndurchmessers dargestellt. Die blaue Kurve beschreibt vhail bei einer LuftdichteρL, die auf das Mee- resniveau bezogen ist. Die rote Kurve ist für kleinere Hagelkörner zwischen 0,5–1cm repräsentativ (CD=1;ρhail=0,4gcm−3). Aufgrund der Problematik bei der exakten Bestimmung vonCDwurde in zahlreichen Studien der Zusammenhang zwischen vhail undD empirisch untersucht (z.B. Lozowski und Beattie, 1979; Böhm, 1989). Beispielsweise berechneten Auer (1972) die Fallge- schwindigkeit über vhail=9 ·D0,8, Matson und Huggins (1980) über vhail=11,45 · D0,59 und Knight und Heymsfield (1983) über vhail=8,445 ·D0,553 (D in cm; siehe Abb. 2.6). Somit ergibt sich im Mittel bei einem Korndurchmesser vonD=1cm eine Fallgeschwindigkeit von 10–20ms−1, während beiD=5cm Geschwindigkeiten von 29–46ms−1 erreicht werden. Letzteres ist durchaus im Aufwindbereich von schwe- ren konvektiven Ereignissen zu erwarten (Weisman und Klemp, 1982). Williams et al. (1999) schließen aus der Höhe der Overshooting Tops zweier Superzellen in den USA sogar auf vertikale Geschwindigkeiten von 60–100ms−1. Somit wird deutlich, welche enormekinetischeEnergiemitHagelschlagverbundenseinkann. Bei der Entstehung von Hagel spielen sowohl mikrophysikalische Vorgänge in den Wolkenunterhalbvon0◦C(PruppacherundKlett,1997)alsauchProzesseundVorgänge im mesoskaligen Bereich (Entstehung von Gewittersystemen, Einfluss hagelrelevanter Großwetterlagen)einewichtigeRolle: 29