Hagel

Hagel is een formidabele vorm van vaste neerslag die zich onderscheidt van andere ijzige fenomenen door zijn unieke ontstaansproces en potentieel voor grote impact. Hoewel het ogenschijnlijk eenvoudige ijsbrokken zijn, zijn hagelstenen het product van krachtige atmosferische dynamiek binnen torenhoge onweerswolken. Om hagel te begrijpen moet je je verdiepen in de ingewikkelde dans van vocht, temperatuur en sterke luchtstromingen.

Wat veroorzaakt hagel?

Hagel wordt in wezen veroorzaakt door robuuste opwaartse stromen binnen grote, convectieve wolken die bekend staan als cumulonimbuswolken (onweerswolken). Deze stijgstromen zijn krachtige luchtstromen die snel opstijgen vanaf het aardoppervlak, aangedreven door intense opwarming en atmosferische instabiliteit.

Het proces begint wanneer waterdruppels door deze opwaartse luchtstromen hoog de atmosfeer in worden gedragen en hoogten bereiken waar de temperatuur ver onder het vriespunt ligt (0C of 32F). Op deze koude hoogten raken de waterdruppels onderkoeld, wat betekent dat ze vloeibaar blijven ook al ligt hun temperatuur onder het vriespunt. Wanneer deze onderkoelde druppeltjes in botsing komen met een piepklein ijskristal of andere condensatiekernen, bevriezen ze onmiddellijk en vormen ze een klein ijsembryo.

Dit ijsembryo wordt dan herhaaldelijk opgetild en neergelaten in de turbulente updraft en downdraft regio's van de onweersbui. Tijdens zijn reis botst het tegen meer onderkoelde waterdruppels aan, die aan zijn oppervlak vastvriezen. Dit proces van accumulatie, dat accretie wordt genoemd, zorgt ervoor dat de hagelsteen groter wordt. De hagelsteen blijft door de wolk fietsen, waarbij bij elke passage lagen ijs worden toegevoegd, totdat hij te zwaar wordt voor de opwaartse luchtstroom en op de grond valt.

Wat bepaalt de grootte van hagel?

De grootte van een hagelsteen wordt voornamelijk bepaald door een aantal belangrijke factoren:

• Kracht en aanhouden van updrafts: Hoe sterker en aanhoudender de updraft, hoe langer een hagelsteen in de wolk kan blijven hangen, waardoor hij meer tijd heeft om onderkoeld water te verzamelen en groter te worden. Supercell onweersbuien, met hun uitzonderlijk krachtige en roterende updrafts, zijn bijzonder geschikt om zeer grote hagel te produceren.
• Hoeveelheid onderkoeld water: Een rijke aanvoer van onderkoelde waterdruppels in de wolk is cruciaal voor een snelle groei van hagelstenen. Hoe meer vloeibaar water beschikbaar is voor accretie, hoe sneller de hagelsteen in omvang kan toenemen.
• Verticale omvang van het onweer: Hogere onweersbuien bieden een grotere verticale afstand voor hagelstenen om te reizen en te groeien.
• Bevriezingshoogte: Een lager vriesniveau (de hoogte waarop de temperatuur daalt tot 0C) zorgt voor een groter volume van de wolk waar onderkoeld water voorkomt, waardoor de kans op hagelstenen toeneemt.
• Tijd in de wolk: Hoe langer een hagelsteen in de lucht blijft binnen het optimale groeigebied van het onweer, hoe groter hij kan worden.

Hagelstenen worden meestal gemeten door ze te vergelijken met gewone voorwerpen (bijvoorbeeld ter grootte van een erwt, een golfbal of een softbal). Hagel van 2,5 cm (1 inch) of groter wordt over het algemeen beschouwd als "ernstig" en in staat om aanzienlijke schade te veroorzaken.

De gelaagde structuur van hagelstenen

Als je een grote hagelsteen opensnijdt, zie je vaak concentrische lagen, zoals de ringen van een ui. Deze lagen kunnen er verschillend uitzien, afwisselend helder (doorzichtig) en ondoorzichtig (melkwit) ijs. Deze gelaagde structuur geeft aanwijzingen over de reis van de hagelsteen binnen het onweer:

• Heldere lagen worden gevormd wanneer de hagelsteen door een gebied in de wolk gaat met een hoge concentratie onderkoelde waterdruppels waar de temperatuur net onder het vriespunt ligt. In deze omstandigheden bevriest het water langzaam, waardoor ingesloten luchtbellen kunnen ontsnappen en er helder ijs ontstaat.
• Ondoorzichtige lagen worden gevormd wanneer de hagelsteen in aanraking komt met koudere delen van de wolk met minder onderkoelde waterdruppels. Hier bevriest het water snel bij de inslag, waardoor kleine luchtbelletjes in het ijs vast komen te zitten, waardoor het er melkachtig en ondoorzichtig uitziet.

Het aantal en de dikte van deze lagen geven aan hoe vaak de hagelsteen werd opgetild en door verschillende temperatuur- en vochtregimes binnen het onweer werd gedragen voordat hij uiteindelijk viel.

Wat is het verschil tussen hagel en sneeuw?

Hoewel hagel en sneeuw beide vormen van bevroren neerslag zijn, verschillen hun vormingsprocessen, kenmerken en typische omstandigheden om voor te komen.

‍

In wezen is hagel niet alleen maar bevroren regen - hetis het product van een turbulente atmosfeer waar water, wind en temperatuur in een delicate maar krachtige balans op elkaar inwerken. Van de gelaagde structuur tot het vernietigende potentieel, hagel biedt een fascinerende kijk op de innerlijke werking van zware onweersbuien.