Page - 32 - in Änderung des Gewitter- und Hagelpotentials im Klimawandel

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 32