Hagl dannes som regel i store tordenskyer og består af underafkølede vanddråber.
Underafkølet vand er flydende, selvom det er under frysepunktet, og kan nå helt ned til -48 °C, før det fryser. Fænomenet optræder hyppigt som småbitte vanddråber i atmosfæren – såkaldte skydråber.
Rystelser danner is
Dråberne fryser ikke, fordi de består af meget rent vand. Rent vand mangler de såkaldte nukleationskerner, som iskrystallerne begynder deres vækst omkring. Det kan fx være et mikroskopisk støvkorn, der er fanget inde i dråben.
Hvis vandet forstyrres af voldsomme bevægelser, mens afkølingen finder sted, kan dannelsen af iskrystaller dog også forekomme uden nukleationskerner.
Sammenstød giver haglene vokseværk
1. En dråbe tvinges til vejrs
En almindelig skydråbe med en temperatur over frysepunktet løftes til vejrs i en opadgående luftstrøm og passerer på et tidspunkt højden, hvor temperaturen falder til under 0 °C.
2. Kuglen af is dannes
To underafkølede vanddråber støder sammen og danner en mikroskopisk iskugle – et haglkim. Kimet kolliderer med andre skydråber og bliver hver gang en smule større og tungere.
3. Det tunge hagl falder
På et tidspunkt er haglet så tungt, at den opadgående luftstrøm ikke kan bære det længere. Så falder det mod jorden – ofte med millioner af andre hagl, som sammen udgør en haglbyge.
Temperaturen i atmosfæren falder med højden, så kraftige, opadgående vinde kan sende de små vanddråber op i en højde, hvor temperaturen er under 0 °C.
Haglsæsonen begynder i foråret
På vores breddegrader sker det om foråret og i sommermånederne typisk et par kilometer over jordoverfladen. Og da store bygeskyer kan være op til 12 kilometer høje, er temperaturen i langt det meste af skyen under frysepunktet.
Når de underafkølede dråber oppe i skyen rammer ind i hinanden, er det nok til at forstyrre dem, så de begynder at danne iskrystaller.
I juli 2017 måtte en ukrainsk pilot lande et stort passagerfly i blinde, efter at både forruden og snuden på flyet blev knust af hagl på størrelse med æg.
De første krystaller skaber en mikroskopisk kerne, et såkaldt haglkim, som flere krystaller dannes omkring. Herfra vokser haglet hurtigt i størrelse, når det støder sammen med flere underafkølede vanddråber – indtil det er så tungt, at det falder til jorden.
I ekstreme tilfælde kan hagl nå at blive over 15 cm i diameter, før de rammer jorden.