Zunehmende Hagelstürme in Städten durch Zellzusammenführungs‑Mechanismus in Nordamerika und Ostasien

Warum Hagelstürme in Städten wichtig sind

Hagelstürme sind mehr als nur laute Störungen an einem Sommernachmittag. Sie zerschlagen Fenster, verbeulen Autos, vernichten Ernten und können Menschen im Freien schwer verletzen. Mit dem Wachstum der Städte und der Erwärmung des Klimas haben viele Gemeinden festgestellt, dass heftiger Hagel scheinbar häufiger auftritt und größeren Schaden anrichtet. Diese Studie stellt eine einfache, aber wichtige Frage: Begünstigen moderne Städte gefährlichere Hagelstürme, und wenn ja, wie?

Zwei Arten von Hagelstürmen

Die Forschenden untersuchten Tausende von Stürmen in Nordamerika und Ostasien und entdeckten, dass nicht alle Hagelstürme auf die gleiche Weise entstehen. Ein bekannter Typ bildet sich innerhalb eines einzelnen, isolierten Gewitters, das sie als normalen Hagelsturm bezeichnen. Der zweite Typ, der sich als häufiger und schädlicher herausstellt, tritt auf, wenn zwei oder mehr Sturmzellen zusammenkommen und verschmelzen. Diese Verschmelzungs‑Hagelstürme werden ausgelöst, wenn sich separate Aufwindtaschen und Regenwolken treffen und zu einem größeren, kraftvolleren System heranwachsen. Mithilfe langfristiger Radardaten und Bodenberichte über Hagel identifizierte das Team mehr als 1.100 Hagelereignisse, womit dies eine der umfassendsten Hagelstudien bislang ist.

Städte als Verstärker von Stürmen

Als die Wissenschaftler darstellten, wo Hagelstürme auftraten, zeichnete sich ein klares Muster ab: Verschmelzungs‑Hagelstürme konzentrierten sich in der Nähe großer urbaner Gebiete. Um große Stadtcluster wie die Region New York in den USA und die Yangtse‑ und Perlflussdeltas in China traten diese verschmolzenen Stürme häufiger auf als über dem umliegenden ländlichen Land. Insgesamt kamen Verschmelzungs‑Hagelstürme etwa doppelt so häufig vor wie normale Hagelstürme und erzeugten im Mittel nahezu 80 % größere hagelbedeckte Flächen. In Städten lag ihre Häufigkeit um 25–95 % höher als auf dem Land, und die extremsten Fälle traten deutlich häufiger in Stadtnähe auf. Das bedeutet, dass gerade dort, wo die meisten Menschen, Gebäude und wirtschaftlichen Werte konzentriert sind, auch die zerstörerischsten Hagelstürme besonders oft entstehen.

Wie städtische Erwärmung Sturmverschmelzungen fördert

Um zu verstehen, warum Städte diesen gefährlicheren Sturmtyp begünstigen, untersuchte das Team die umgebende Luft genauer. Sie kombinierten detaillierte Wetter‑Reanalysedaten mit Radaraufnahmen, die kurz nach Beginn der Sturmentwicklung gemacht wurden. In Stadtnähe waren die untersten Atmosphäreschichten wärmer und instabiler—Bedingungen, die das Entstehen vieler kleinerer Sturmzellen erleichtern. Wenn die Oberfläche um etwa ein bis zwei Grad Celsius wärmer wurde, stieg sowohl die Zahl neuer Zellen als auch die Häufigkeit ihrer Zusammenstöße deutlich an. Computersimulationen, die explizit vom Menschen erzeugte Wärme aus Gebäuden, Fahrzeugen und Industrie berücksichtigten, zeigten denselben Effekt: Stärkere Erwärmung über Stadtoberflächen führte zu mehr neuen Sturmzellen, mehr Verschmelzungen und deutlich größeren hagelbedeckten Flächen. Eine Fallstudie eines "Dreifach‑Hagels"‑Ereignisses in Südchina verdeutlichte diese Ereigniskette im Detail und zeigte, wie der entscheidende, am stärksten schädigende Hagelausbruch erst nach der Verschmelzung einer in Stadtnähe entstandenen neuen Zelle mit einem bestehenden Sturm auftrat.

Klimawandel und die Zukunft des städtischen Hagels

Da es schwierig ist, in künftigen Klimamodellen jeden einzelnen Hagelkorn direkt zu simulieren, trainierten die Forschenden ein maschinelles Lernmodell mit heutigen Hagelereignissen und den damit verbundenen Wettermustern. Dieses Modell wendeten sie dann auf Klimamodelprojektionen für Nordamerika unter mehreren Treibhausgas‑Szenarien an. In allen Fällen führten wärmere Bedingungen konsistent zu mehr Verschmelzungs‑Hagelstürmen und zu weniger normalen Hagelstürmen. Mit steigenden mittleren Temperaturen nahe der Oberfläche nahmen normale Hagelstürme um bis zu die Hälfte ab, während Verschmelzungs‑Hagelstürme zunächst stabil blieben und dann jenseits von etwa 3,5 °C Erwärmung rapide zunahmen. Wenn die zusätzliche Erwärmung durch städtische Wärmeinseln zum allgemeinen Klima‑Trend hinzugerechnet wurde, könnten viele ostnordamerikanische Städte diese Schwelle für einen raschen Anstieg von Verschmelzungs‑Hagelstürmen innerhalb der nächsten Jahrzehnte überschreiten.

Was das für Menschen und Planung bedeutet

Für Nicht‑Fachleute ist die Kernbotschaft, dass Städte und ein wärmeres Klima zusammenwirken und Hagelstürme zunehmend in einen gefährlicheren Modus kippen. An die Stelle eines einzelnen isolierten Sturms treten vermehrt mehrere Zellen, die sich bilden und zu größeren Systemen verschmelzen, die weiträumigere Bereiche mit zerstörerischem Hagel genau dort ausspucken, wo Menschen leben und arbeiten. Die Studie legt nahe, dass künftige Risikoabschätzungen und Warnsysteme besonderes Augenmerk auf Sturmverschmelzungen in Stadtnähe legen sollten und dass Stadtplanung sowie Baugestaltung die steigende Wahrscheinlichkeit intensiven Hagels in einer heißeren, stärker urbanisierten Welt berücksichtigen müssen.

Zitation: Zhou, A., Zhao, K., Chan, J.C.L. et al. Increased hailstorms in cities through cell merger mechanism across North America and East Asia. Nat Commun 17, 3922 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70826-0

Schlüsselwörter: Hagelstürme, städtische Erwärmung, schweres Wetter, Klimawandel, Gewitter