认识冰雹 ■ 张金平
冰雹是一种从强烈发展的积雨云(也叫冰雹云)中降落下来的坚硬球状、椭球状、锥状或形状不规则的固体降水,俗称雹子。它是一些小如绿豆、黄豆,大似栗子、鸡蛋的冰粒,直径一般为5-50毫米,最大的可达10厘米以上。
冰雹在夏季或春夏之交最为常见。与雨雪相比,冰雹的形成还需要又大又厚的冰雹云。冰雹云体型很大,最上面的云层和最下面的云层之间相差的温度非常大,这是因为云层顶部能达到10000米以上的高空,而云层下部距地面大约是1000米。只有这种发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。积雨云是冰雹的“加工厂”,一般可分为三层,0℃以下的云层由水滴组成,0℃至零下20℃的云层由过冷却水滴、冰晶和雪花等混合组成,零下20℃以上只有雪花和冰晶。因为来自冰雹云下部的气流温度比较高,比较轻,会自然地向上升;而来自冰雹云上部的气流温度比较低,比较沉,便会自然地向下降。于是,两股气流在冰雹云的中部就相遇了,便形成了冰雹最重要的组成成分——冻滴和霰即冰雹的核心,随后雹核又因重力作用下降到0℃以下云层,“勾搭”上这一高度上的液态“小伙伴”。此时若上升气流增强,雹核将被带回0℃层以上的低温区,表面的水又被冻成冰。这样的条件下,冰雹块在云层中几上几下、翻滚凝聚,就像滚元宵一样,“体型”越来越大,当超过上升气流所能托住的重量时,冰雹便从空中往地面下坠。
因此,上升气流越强大,最后形成的冰雹“块头”也就越大。冰雹内部的不均匀构造与其形成过程密不可分。如果把冰雹切成薄片,放到显微镜下观察,可以看到中间的雹核主要是由霰粒或软雹构成,或是由大水滴缓慢冻结而形成的透明冰核。雹核的外面交替地包裹着几层透明和不透明的冰层,有人见过十多层甚至三十层的冰雹,在冰层中还夹杂着大小不同的气泡。
很多人往往从“冰”字上去理解冰雹,常常会走入这样一个误区:“冰雹的形成应该需要低温,而夏天明显是高温,怎么还会下冰雹呢?”其实,夏季高温与冰雹并不是相悖的,反而成为产生冰雹的一个触发条件,正是夏天和春夏之交这种强对流天气多发的季节才极有可能下冰雹。冰雹主要发生在不稳定大气条件下,夏天天气炎热,太阳把大地烤得滚烫,近地面层极易形成不稳定的湿热空气,当高空有弱冷空气时,“上冷下暖”的结构将引起空气的强烈对流,湿热空气迅速上升,为冰雹的形成创造了极佳的条件。而在冬季,近地面气温很低,不能产生强大的快速上升气流,所以冰雹在冬季很难形成。安徽省主要在3-8月间下冰雹,但南北情况不同。有关资料分析表明,安徽省大部分地区降雹时间70%集中在13-19时,以14-16时为最多。
冰雹属于强对流天气,它虽持续时间短、影响范围小,但由于突发性很强,往往伴有雷电、大风,加之它又是层层包裹后形成的冰球,比常见的地面冰块致密得多,不容易融化,所以其破坏力特别大。
因为冰雹发生的区域太小,其发生、发展至消亡时间短,且移速较快,目前还很难准确预报降雹的时间和地点。不过,多了解一些冰雹发生和移动的规律,既有助于公众避险减灾,也为采取科学的方法进行人工消雹提供可能。
(作者系省科普作家协会会员)
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