Im August 2022 suchte ein extremes Hagelunwetter die Region Katalonien im Nordosten Spaniens heim und verursachte hohe Schäden. Manche Bewohner ließen sich davon aber nicht abschrecken und sammelten sogar einige der Hagelkörner ein, die Durchmesser bis zu zwölf Zentimeter aufwiesen, und bewahrten sie in ihren Kühltruhen auf – ein Glück für Carme Farnell Barqué vom Meteorologischen Dienst Kataloniens und ihr Team: Sie konnten ein paar dieser Brocken in einem Computertomografen vermessen und auswerten.

Hagel entsteht, wenn Gewitterwolken sehr hoch in der Atmosphäre aufragen und Wassertröpfchen durch die Konvektion in diesen Wolkentürmen bis in solche sehr kalten Bereiche aufsteigen und gefrieren. Ab einer bestimmten Größe fallen sie wieder aus und wachsen dabei, wenn sich weiteres Wasser anlagert und gefriert oder Eisklümpchen sich verbinden. Manche Hagelkörner erreichen die Größe von Golfbällen, aber es wurde sogar schon von Dimensionen berichtet, die Handbällen oder Melonen entsprachen.

Derartige Geschosse mussten bislang zerlegt werden, um ihre innere Struktur zu entschlüsseln, während Farnell Barqué und Co erstmals auf Computertomografen setzten. Diese Aufnahmen ermöglichten einen direkten Einblick mittels dadurch erzeugter 3-D-Bilder, die aus insgesamt je 512 Einzelbildern Schicht für Schicht zusammengesetzt wurden. Und diese Schichten können selbst dann komplett irregulär ausfallen, wenn die Hagelkörner einheitlich rund aussehen.

Außerdem befanden sich die Entstehungszentren der Hagelkörner nicht in den Zentren, was selbst bei kugelförmigen Brocken galt. »Wir zeigen, dass sich der Eiskeim weit vom Zentrum entfernt befinden kann. Die Hagelkörner können heterogen in drei Richtungen wachsen«, sagt Mitautor Tomeu Rigo Ribas vom Meteorologischen Dienst in einer Mitteilung. Die Körner wiesen verschiedenen Schichten unterschiedlicher Dichte auf, und zwei der Proben hatten einseitig dickere Eislagen. Dies deute daraufhin, dass diese Bereiche nach unten zeigten, während der Hagel Richtung Erde fiel: Dort lagerte sich mehr Eis an.

Diese Einblicke in das Innere des Hagels stellten vorherige Annahmen auf den Kopf. »Bisher war man der Meinung, dass sehr große Hagelkörner nur unregelmäßige Formen haben können. Wir haben jedoch festgestellt, dass sich ihr Äußeres und Inneres unterscheiden kann«, so Farnell Barqué. »In einem Fall haben wir gezeigt, dass die Probe ein heterogenes Wachstum aufwies, aber eine regelmäßige äußere Form hatte. Umgekehrt zeigten Hagelkörner mit unregelmäßiger Außenform ein homogenes Wachstum.« Wegen der Erderwärmung und dadurch feuchteren wie energiereicheren Luftmassen, die höher in die Atmosphäre aufschießen können, rechnen Klimawissenschaftler zukünftig mit häufigerem Extremhagel.