Hagelstenen

Waarom zijn de hagelstenen in de zomer vaak groter dan in de winter?

We gaan alweer richting zomer! Het prachtige seizoen met veel zon en hoog oplopende temperaturen. En daarbij ontstaan soms van die typische Hollandse stapelwolken. Deze kunnen uitgroeien tot pittige buien, waarbij hagel kan voorkomen. Flinke hagelstenen zijn geen uitzondering in de zomer, maar in de winter zien we dat soort taferelen haast nooit gebeuren. Hoe kan dat eigenlijk?

Soorten hagel
Er zijn eigenlijk twee typen hagel, harde en zachte. De harde hagel valt meestal in de zomer, en kan bij stevige buien uitgroeien tot stenen van meer dan 5 centimeter. De zachte hagel komt juist in de winter voor en is klein, een paar millimeter in doornsnede, en kaatst op de grond omhoog. Het zijn veel lichtere korreltjes omdat ze lucht bevatten.

Winterhagel
Zoals gezegd zijn de hagelkorreltjes in de winter lichter en kleiner.  Hagel ontstaat in buien. In een bui bevindt zich een wind omhoog, een stijgstroom, die de warme lucht vanaf de grond aanzuigt. In de relatief warme lucht bevindt zich waterdamp. Met de stijgstroom wordt de waterdamp snel omhoog getransporteerd, naar een hoogte in de atmosfeer waar het veel kouder is. Dit gaat zo snel, dat de waterdamp overgaat in een sneeuwvlok. Er zijn niet alleen stijgende luchtstromen in een bui, maar ook dalende luchtstromen. Zo wordt de sneeuwvlok weer snel naar beneden ‘gegooid’. Dat gaat zo snel, dat door de druk die erbij komt kijken, de sneeuwvlok samen geperst wordt tot een hagelkorreltje. Een sneeuwvlok bevat echter veel lucht, dat door de druk samengeknepen wordt. Zo bevat een hagelkorrel ook nog steeds relatief veel lucht en is vrij licht. Winterhagel is ook vaak glad van vorm, door de druk en snelheid van de beweging wordt de sneeuwvlok helemaal gepolijst. Buien zijn in de winter meestal niet zo pittig als in de zomer. De zwaartekracht gaat dan sneller overheersen, waardoor de hagelkorreltjes in een klein formaat al op de grond vallen.

Buien in de zomer
De stijg- en daalstromen in een bui zijn namelijk sterker als de onstabiliteit in de atmosfeer toeneemt. Koude lucht is zwaarder en wil graag dicht bij de grond hangen, warme lucht is lichter en heeft de neiging om op te stijgen. In de zomer, bij hoge temperaturen, warmt de lucht dicht bij de grond flink op. Dat veroorzaakt onstabiliteit en beweging in de atmosfeer. De warme lucht wil opstijgen, de koude lucht daar boven wil juist dalen. Als het verschil in temperatuur tussen de grond en de toppen van een bui toeneemt, neemt ook de onstabiliteit toe. Zo groeien wolken veel hoger door. De toppen van de buien kunnen in de zomer zelfs hoogtes bereiken van 12 kilometer!

Onderkoelde druppels
In de zomer stijgen warme luchtbellen vanaf de grond op. Met het stijgen daalt de temperatuur, waardoor de waterdamp in de lucht overgaat in een waterdruppels. Koudere lucht kan immers minder vocht bevatten, waardoor er condensatie plaatsvindt. Er ontstaat een wolk. In een wolk zet die stijging nog verder toe. Dat kan met ongelooflijke snelheden plaatsvinden, snelheden die in de winter niet bereikt worden, omdat het dan stabieler is. De druppel (in watervorm) wordt heel hard omhoog gegooid. Hij bevriest dus nog niet. Het is een onderkoelde druppel, die zelfs in extreme gevallen bij een temperatuur van -23°C soms nog in vrijwel vloeibare vorm voor kan komen.  Dit is het begin van de hagelkorrel, de kern is dus doorzichtig als water.

Zomerhagel
Wel bevinden zich vrieskernen in de druppel. In de weg naar boven botsen meerdere druppels tegen elkaar. De vrieskernen zorgen ervoor dat ze ‘aan elkaar plakken’. Juist omdat niet de hele ‘druppel’ bevroren is, groeit deze. Uiteindelijk bevriest de druppel wel en komt in een daalstroom terecht. Met het afdalen, neemt de temperatuur weer toe, waardoor het buitenste randje van de druppel ontdooit. Hier ontstaat rijp, een wit laagje, dat bij het transport naar boven eraan vast vriest. Zo kunnen we nog wel even doorgaan. Er zullen namelijk wederom druppels aan het onderkoelde laagje vast blijven plakken. Die geven dan weer een doorzichtig kapje. Gevolgd door weer een laagje wit rijp. Op een gegeven moment overheerst de zwaartekracht en valt de hagelsteen op de grond.

Niet altijd
In theorie is dat de weg die hagel aflegt. Een bui is echter nog veel complexer en soms blijft de hagel laag in een bui hangen of legt andere wegen af. Juist in de zomer, door de hogere temperaturen onderin een bui, kunnen ook meerdere hagelstenen aan elkaar vastvriezen. Daardoor kun je heel onregelmatig gevormde hagelstenen krijgen. Hier zijn de verschillende lagen dan ook haast niet meer te onderscheiden.

Klimaatsverandering
Het KNMI heeft vier nieuwe klimaatscenario’s ontwikkeld waaruit duidelijk blijkt dat de Nederlandse zomers warmer gaan verlopen. Dat houdt in dat de onstabiliteit toe zal nemen, waardoor de kans op (forsere) zomerhagel ook groter zal worden. Juist bij de grote hagelstenen zijn de verschillende lagen goed te zien. Mocht het deze zomer gaan hagelen, en er vallen grote stenen uit de hemel, snij er dan maar eens eentje doormidden. Dan zie je vaak de verschillende lagen goed afgetekend!

Bron: MeteoGroup, KNMI