Waakzaamapp.nl

Grote hagel, hoe kan dat?

Van kiezelsteen tot pingpongbal

Advertentie

Het gebeurt een aantal keer per jaar in Nederland: er trekt zwaar onweer over het land. Heel lokaal, tijdens een zware bui, kan het dan gebeuren dat er enorm grote hagelstenen naar beneden vallen.

Denk maar eens aan de hagelbui die enorm veel schade veroorzaakte in Luyksgestel. Of aan de iets minder maar toch ook behoorlijk grote hagelstenen in Utrecht, in 2018.

De vraag van vandaag is: hoe kan het dat zulke grote hagelstenen ontstaan? Waarom zijn de meeste eigenlijk heel erg klein en wat maakt het dat ze tóch soms zo groot kunnen worden?

In deze blog geven we antwoord op al deze vragen 🙂

Advertentie

Men neme een onweersbui: de updraft en downdraft

In het artikel over hoe een stapelwolk ontstaat heb je kunnen lezen dat dankzij verschillende mechanismen een bel lucht kan gaan stijgen, waarna deze condenseert. Er ontstaat dan een stapelwolk.

Op het moment dat deze stapelwolk doorgroeit, dan bereikt hij op den duur het buienstadium. Gaat dat nog even door, dan kan de bui uitgroeien tot een onweersbui.

 

Een grote cumulus congestus, een stapelwolk die nog net niet het buienstadium heeft bereikt. Fotograaf: Merikanto, licentie publiek domein.

In ieder type bui is er sprake van twee luchtstromingen: een updraft en een downdraft.

De updraft, oftewel de stijgstroom, is de continu stijgende bel warme lucht van het aardoppervlak de wolk in. Dankzij deze updraft wordt de bui continu van warme, vochtige lucht voorzien, met als gevolg dat ‘ie kan doorgroeien tot grote proporties.

Op het moment dat de waterdruppeltjes in de wolk te zwaar worden om door de updraft omhoog te worden gehouden, dan vallen ze naar beneden. Er ontstaat vanaf dat moment dus een dalende stroom koude lucht uit de bui. Deze wordt de downdraft genoemd.

Advertentie

De vorming van hagel

Naarmate je hoger in de atmosfeer komt wordt het kouder. De temperatuur bereikt vanaf de hoogtes die buien kunnen bereiken regelmatig het vriespunt. Vanaf dat moment beginnen langzaam maar zeker waterdruppeltjes te veranderen in ijskristallen; een proces dat pas bij circa -13 graden ophoudt (omdat alle waterdruppels zijn veranderd in ijs).

IJsdeeltjes kunnen in aanraking komen met waterdruppels, waardoor er een laagje ijs aangroeit. Langzaam maar zeker ontstaat er zo een ‘klompje’ ijs: de hagel.

Stijgkracht versus de zwaartekracht

Zoals je wel weet kennen we in ons universum de zwaartekracht. Objecten worden naar elkaar toegetrokken, waarbij geldt dat de grootste objecten de meeste ‘aantrekkingskracht’ uitoefenen.

En wat is het grootste object dat het dichtst bij ons is?

Advertentie

Kijk maar eens goed om je heen.

En dan omlaag.

Het is de aardbol. Het grote stuk massa van enorme proporties oefent een aantrekkingskracht op ons uit, waardoor we als we springen altijd weer netjes op het aardoppervlak terechtkomen. Dit is de zwaartekracht.

Zwaartekracht en hagel

De zwaartekracht werkt ook op hagel die in de bui hangt en net is ontstaan. Deze zwaartekracht kunnen we formuleren als:

F = m * g, met g de valversnelling op aarde (een constante waarde van circa 9,81 meter/seconde in het kwadraat) en m de massa van het object (de hagelsteen). Uit die vermenigvuldiging komt een kracht die we in Newtons uitdrukken.

Die kracht is naar beneden gericht, naar de aarde toe.

Advertentie

Maar vergeet de stijgkracht niet

Je weet tegelijkertijd dat er sprake is van een updraft. Dat is een omhoog gaande stroom lucht. Dat betekent dus dat er ook een omhooggaande kracht is.

Dat heeft natuurlijk een groot effect op de hagelsteen. Vergelijk het maar met tegen de wind in fietsen: als de wind maar sterk genoeg is, kom je geen meter vooruit.

Voor de hagel geldt dat ook. Op het moment dat de stijgkracht – die omhoog gericht is – gelijk of groter is dan de zwaartekracht, dan zal de hagel niet vallen.

Een sterke stijgstroom is vaak te herkennen aan onweersachtige torens zoals je op deze foto ziet. Foto: NOAA, licentie: publiek domein.

De groei van de hagelsteen

Op het moment dat het ijsklompje in de bui blijft hangen, dan zie je dat er continu water op blijft worden afgezet, waardoor het ijsklompje steeds groter wordt.

En als we dan nog eens goed naar de formule kijken – F = m * g – dan zien we dat terwijl g gelijk blijft, de m – de massa van het deeltje – toeneemt.

En dat hoe langer het hagelsteentje blijft hangen, en hoe groter het wordt, hoe meer zwaartekracht er dus op wordt uitgeoefend.

Tot op een bepaald moment de zwaartekracht toch groter is dan de stijgkracht. Het hageldeeltje maakt een val naar beneden om uiteindelijk op het aardoppervlak uit te komen (of onderweg te smelten).

Zoals je ziet is het ontstaan en vallen van hagel dus een bijzonder logisch proces! 🙂

Advertentie

Normale hagel versus grote hagel

Maar wat we nog niet hebben verklaard is waarom we toch met enige regelmaat ‘normale hagel’ zien, en zo heel af en toe grote hagel.

Is er dan sprake van een ander soort bui ofzo?

Eigenlijk niet. Maar wat wel verschillend is, is de sterkte van de stijgstroom. En dus de stijgkracht die de hagelstenen in de bui houdt.

Die kan bij zware onweersbuien namelijk enorm groot zijn! Zo groot dat er soms hagelstenen ter grootte van golfballen uit de bui komen vallen.

Dat is natuurlijk lang niet altijd het geval. De meeste hagel valt daarom al uit de bui voordat hij enorme proporties heeft bereikt. Maar zo af en toe… is het uitkijken geblazen.

Foto: National Weather Service (Wichita, Kansas), licentie publiek domein.

Christian Versloot is liefhebber van extreme weersomstandigheden sinds 2004, toen hij 9 jaar oud was. In de loop der tijd is Christians weerkennis flink gegroeid. Graag legt hij weerkundige verschijnselen aan u uit. Dat doet hij onder andere via de Waakzaam-app, op zijn website Bliksemdetectie.nl en als weerman bij de radio. Artikel geschreven op 28/11/2018.

Warmer in de stad: fabel of fictie?: Hoe komt dat eigenlijk? Een blik op het stadseffect.
Warmer in de stad: fabel of fictie?

Hoe komt dat eigenlijk? Een blik op het stadseffect.

Verder lezen
Onweersfoto’s uit noord-Nederland: Het onweer van 20 juli 2019 in Roodeschool
Onweersfoto’s uit noord-Nederland

Het onweer van 20 juli 2019 in Roodeschool

Verder lezen
Wat is een wolkbreuk?: De officiële definitie van zware neerslag
Wat is een wolkbreuk?

De officiële definitie van zware neerslag

Verder lezen
Zijn er in Nederland ook stormchasers?: Net als de tornadojagers in Amerika
Zijn er in Nederland ook stormchasers?

Net als de tornadojagers in Amerika

Verder lezen