冰雹是怎么形成的?一文揭秘冰雹形成的秘密

冰雹大如鸡蛋

有朋友问,为什么很少听说寒冷的冬季下冰雹,夏天炎热却有这么大的冰雹?

这是个好问题。

首先,冰雹并不是夏天独有的天气现象,只要条件合适,在其它季节里也可能下冰雹。当然了,夏天更容易有冰雹形成的条件,这就是对流天气。

在地球的周围包裹着厚厚的大气层,空气里氮气占了78.09%、氧气有20.95%,像氩气、氖气等稀有气体约0.932%,而我们天天呼吁大家重视的“温室气体”二氧化碳只占0.03%。空气中只有0.002%是水和其它杂质,看起来微不足道,但就是这“微不足道”的水既滋润了万物,也时常给我们带来灾害。

冰雹是怎么形成的?一文揭秘冰雹形成的秘密

冰雹如雨点般落下

水在空气中大多以独立的分子形态出现,我们叫它水蒸气,只有水分子冷却聚集在一起形成小水滴时我们才能看见它们,这时候它被称为“水汽”。

地球有一颗炙热的内核,我们地心的温度高达5000℃,每当火山喷发,汹涌而出的炙热岩浆最高能达1400℃,但地壳的隔热性能非常好,地球表面最主要的热量来源还是太阳。地球吸收了47%的阳光能量,然后再将热能向外辐射出去。地表辐射加热了对流层的空气,这使我们感觉到温暖。

古人常说“高处不胜寒”,这是因为大部分的地面辐射热都被靠近地表的空气吸收,越往高处接收到的辐射热越少,因此温度也就越低。

高空中的水分子因为低温而聚在一起,形成我们常见的云。实际上在距离地面1万米的高度,空气的温度甚至达到零下50℃,云中的一些小水滴凝结成了冰晶。

冰雹是怎么形成的?一文揭秘冰雹形成的秘密

万米高空温度低至零下50度

冰晶在云层里与其它云滴碰撞,一部分过冷水滴(低于0℃而未结冰的水)会在冰晶的表面冻结,使冰晶越来越大。越来越重的冰晶会往下掉落,一路吸收新的水滴加入,最后变成一颗冰粒或一朵雪花从云层里掉下来。

如果是在冬天,云层下方温度比较低,那么我们会看到下雪、冻雨或雨夹雪。而在温暖的季节里,脱离云层的冰粒会在半空中一点点融化,在降落到地面前就化成了雨水。

冰雹是怎么形成的?一文揭秘冰雹形成的秘密

冷暖空气与雨雪的关系

但当地面温度比较高,或者暖湿气流在运动过程中遇到山峰阻挡,下方的热空气向上剧烈抬升,这时候就会将云向上托举,从而形成对流云团。

在对流云团中,冻结的冰粒并不只是向下掉落,它们会在云团的下方被上升气流重新推到云层的高处,这时候潮湿的冰粒表面有机会吸附更多冰晶和过冷水滴,它会变得更大更重,再一次向下掉落,然后又被下方热气流往上推……如此循环之后,冰粒外面包裹上一层一层的冰壳,直到下面的上升气流再也推不动这颗冰球,最终落到地面。这就是冰雹。

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冰雹分层

切开任何一颗冰雹,你都不难发现明显的分层现象,这就是冰粒在云层中一点一点长大的证据,而促使冰雹生长的条件除了云中丰富的冰晶和过冷水,一个重要的力量就是足够有力的上升气流。

冰雹是怎么形成的?一文揭秘冰雹形成的秘密

地表暖空气推动对流云团形成冰雹

一般来说,冬天地表的气温比较低,不具备生成对流云团的条件,因此在冬天不容易下冰雹。但事无绝对,在英国西部寒冷的冬季,由于陆地与海洋之间存在比较大的温差,在海水热能的驱动下也容易在陆地形成冰雹;另外,当湿冷的云团遭遇山峰阻挡,在剧烈的抬升过程中也容易产生强对流的效果。

我国青藏高原及其周边地区成为冰雹灾害的高发区,每年冰雹天数为3~20天,部分地区超过20天,并非因为这里特别热,而主要是山脉抬升形成了强对流云团。

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