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2TheoretischerHintergrundundphysikalischeKonzepte
stattfinden (Yankofsky et al., 1981; Diehl et al., 2001). Bei Staubpartikel (10−4–10−2)
liegtdieTemperaturdagegenzwischen–15and–28◦C(Niemandet al., 2012).
Aus Eiskristallen (bzw. Schnee) und unterkühlten Wassertröpfchen können sich an-
schließend sogenannte Hagelembryos (Graupel oder gefrorene Tropfen) bilden. Da
Kondensation bei unterkühlten Wassertröpfchen nur bis etwa 50µm stattfindet (Knight
und Knight, 2001), wachsen diese nun durch Kollisionen mit anderen Wassertröpfchen
beimFallen(Koagulation)undKoaleszenz(ZusammenfließenvonWassertröpfchen)mit
anderen Tröpfchen an. Graupel entsteht dabei durch Deposition von Wasserdampf an
gefrorenenTropfenoderdurchAkkreszenzvonunterkühltenTröpfchenanEiskristallen
oder Schnee (Bildung durch Aggregation). Die Akkreszenz hat dabei den relevantesten
AnteilbeiderEntstehungderHagelembryos(PruppacherundKlett,1997).Dergesamte
Prozess wird Bereifung genannt. Der Grad der Bereifung ist dabei vom Flüssigwasser-
halt inderAtmosphäreundvonderTemperatur abhängig (Houze,1993).
AnschließendbildetsichHagelimWesentlichendurchAkkreszenzunterkühlterTröpf-
chen an Graupel aber auch an großen gefrorenen Tropfen. Aus welchen Hagelembryos
Hagelkörnerüberwiegendentstehen,istmöglicherweisevonderRegionabhängig(Prup-
pacher und Klett, 1997). Angaben, welcher Embryo überwiegt, sind in der Literatur
sehrunterschiedlich.BeispielsweisebeobachtetenList(1958a,b)undKnightundKnight
(1976), dass etwa 80% der Hagelkörner in der Schweiz und in Colerado (USA) aus
Graupel bestanden. Macklin et al. (1960) stellte dagegen fest, dass in England Hagel-
wachstumprimäraufgroßengefrorenenTropfenbasiert.Knight(1981)untersuchteeine
große Anzahl an Hagelembryos aus verschiedenen Regionen. Dabei stellt die Autorin
fest, dass wärmere Wolken mehr Hagel mit gefrorenen Tropfen als Hagelembryos pro-
duzieren,beispielsweise inSüdafrika (LowCountry) zu (62–83%).
DieWachstumsrate fürHagelwirddurchdieSpezifikationenderFallgeschwindigkeit
in Gleichung (2.26) und durch den effektiven FlüssigwassergehaltLWCef f ausgedrückt
(KnightundKnight, 2001):
dD
dt = vhail ·LWCef f ·ρw
2ρhail . [2.27]
LWCef f ist dabei die am schwersten zu bestimmende Variable, da sie zwischen 0 bis
5gm−3 variieren kann. Je größer die Hagelkörner werden, umso größer wird auch die
Wachstumsrate.
Abhängig von der Oberflächentemperatur Thail des Hagelkorns ergeben sich zwei
unterschiedliche Wachstumsregime (Ludlam, 1958). Diese können sich während des
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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