Om te begrijpen hoe zomerhagel ontstaat, moeten we eerst begrijpen hoe hagel in het algemeen wordt gevormd. Hagelstenen ontstaan in onweerswolken, ook wel cumulonimbuswolken genoemd. Deze wolken kunnen enorme hoogtes bereiken, soms wel tot  ruim 16 kilometer in de atmosfeer. Binnen deze wolken zijn er sterke opwaartse luchtstromen, ook wel updrafts genoemd, die waterdruppels omhoog duwen naar koudere lagen van de atmosfeer.

Wanneer de waterdruppels hoog genoeg worden opgestuwd, bevriezen ze en vormen ze kleine ijskorrels. Deze ijskorrels kunnen vervolgens door de opwaartse luchtstromen herhaaldelijk naar boven en beneden worden geslingerd, waarbij ze telkens een nieuwe laag water opvangen die bevriest. Dit proces gaat door totdat de ijskorrels te zwaar worden voor de opwaartse luchtstromen en als hagel naar beneden vallen.

Hoewel hagel meestal wordt geassocieerd met koude omstandigheden, kan het wel degelijk tijdens de zomer ontstaan. Zomerhagel vormt zich tijdens sterke onweersbuien die vaak voorkomen bij warm en vochtig weer. Dit zijn de ideale omstandigheden voor de vorming van enorme cumulonimbuswolken.

In de zomer is tijdens warme dagen de luchtlaag dicht bij de grond vaak zeer warm en vochtig, terwijl de luchtlagen hoger in de atmosfeer veel kouder zijn. Dit temperatuurverschil is cruciaal voor de vorming van onweersbuien. Warme lucht stijgt snel op, en wanneer deze lucht omhoog beweegt, koelt ze af en condenseert het vocht erin, wat leidt tot de vorming van stapelwolken en uiteindelijk onweersbuien.

In zomerse onweersbuien zijn de opwaartse luchtstromen vaak bijzonder krachtig. Deze sterke updrafts kunnen waterdruppels hoog in de atmosfeer tillen, waar de temperaturen onder het vriespunt liggen. Hier bevriezen de druppels en vormen ijskorrels. Dankzij de intense opwaartse luchtstromen kunnen deze ijskorrels meerdere keren door de wolk circuleren, telkens een nieuwe laag ijs opvangen en zo groeien tot hagelstenen van significante grootte.

In de meest zware onweersbuien, zoals supercells, zijn de opwaartse stromingen (updrafts) enorm sterk.  In de meest extreme gevallen kan de snelheid van een updraft oplopen tot ruim 160 km/uur. Hoe sterker de updraft is, hoe lastiger het voor een hagelsteen wordt om uit de wolk te ontsnappen. Hierdoor kan de hagelsteen meerder 'rondjes' maken in de buienwolk en steeds verder aangroeien. Je kan dan ook stellen: hoe sterker de updraft, hoe groter de hagelstenen die uit de wolk vallen.

Hagelstenen grootte en snelheid updraft

Een andere belangrijke factor bij de vorming van zomerhagel is windschering. Windschering verwijst naar de verandering in windsnelheid en -richting met de hoogte. Dit fenomeen kan helpen bij het in stand houden van sterke opwaartse luchtstromen en kan ervoor zorgen dat hagelstenen langer in de wolk blijven en groter worden.

In situaties met sterke windschering kunnen hagelstenen zelfs nog groter worden omdat de opwaartse luchtstromen langer en krachtiger zijn, waardoor de hagelstenen meer tijd hebben om te groeien voordat ze uiteindelijk uit de wolk vallen.

Grote hagelstenen kunnen leiden tot grote schade. We hebben het dan niet alleen over schade aan gebouwen of auto's. Zware hagelbuien die over gewassen trekken kunnen lokaal hele oogsten verwoesten. E zijn verhalen bekend dat fruittelers een deel van hun oogste verloren zagen gaan door grote hagelstenen. Ook wijnbouwers kunnen soms veel schade oplopen door zomerhagel.

Er zijn aanwijzingen dat door het opwarmende klimaat de frequentie en intensiteit van hagelbuien, inclusief zomerhagel. Met stijgende temperaturen is er meer energie beschikbaar voor de vorming van zware onweersbuien. Bovendien kan warmere lucht meer vocht bevatten, wat kan bijdragen aan hevigere hagelbuien.

Meteorologen kunnen met behulp van een verticale doorsnee van de atmosfeer op een bepaalde plek (zoals hierboven) zien hoe groot de onstabiliteit is en hoe hevig de buien kunnen worden als die bij deze omstandigheden zouden ontstaan. In het linkerdiagram zijn de temperatuur en dauwpunt af te lezen met de hoogte. Dit geeft inzicht in de stabiliteit en vochtverhouding van de atmosfeer. Met de info kan bijvoorbeeld een inschatting maken van convectie en de sterkte van buien.

Foto boven artikel: 28 juni 2022 Beieren, Wouter van Bernebeek