天空射手——冰雹
2021-06-17
“这一阵冰雹下得又急又快,而冰雹的个头差不多有小枣那么大,我开车在冰雹中行进,能听见哐哐哐的敲击声,吓死我了……”
“冰雹下得很密集,虽然只下了几分钟,但却把许多车辆砸出了一个个窟窿……”
这是2020年5月中国山东省的市民关于一次冰雹的描述,够吓人吧!
下冰雹赶紧躲起来
冰雹是一种球形或圆锥形的冰块,属于固态降水物。一般冰雹的半径为2.5~25毫米,大冰雹半径能达到5厘米。春夏之交和夏季最为常见。
冰雹是一种严重的气象灾害,具有很大的破坏力,会损坏房屋、毁坏大片农田和树木、摧毁建筑物和车辆、危害生命。冰雹出现时还常伴有阵性降水、大风、降温等,加剧灾害。
冰雹虽然“杀伤力”十足,不过它和温柔的雨点、雪花却是同一种东西。说起冰雹的起源,先要说一说积雨云。积雨云又叫对流云,对流十分旺盛,有很强的上升气流。普通的雷雨云虽然也有较强的上升气流,但是跟积雨云比起来还是差远了。世界上有个“冰雹之都”,在美国怀俄明州的东南部地区。
哦不,我可不建议你在下大冰雹的时候出去看热闹,一个大冰疙瘩打到头上的滋味可不好受。
最大的冰雹
人类历史上有记录的最大的冰雹于1979年落在美国堪萨斯州科菲维尔市,这个冰雹直径达到了19.05厘米,相当于一个排球。
冰雹并不是中国的特产哦,它发生的区域很广,从亚热带到温带都能找到冰雹的踪迹。
有了积雨云这个良好的生长温床,还需要一颗种子——雹胚。雹胚是冰雹中央的特殊的生长中心,非常非常小,冰雹就是围绕它发育而成的。雹胚有两种,一种叫霰(xiàn)胚,一种叫冻滴胚。雹胚在对流云内上下运动,逐渐变大成为冰雹。
要支撑冰雹在空中运动需要很强的气流,这种强势气流往往不会大面积存在。一般下冰雹的范围都不会很大,长度为20~30千米,宽度也不过几千米,有些只有几米。中国民間有种说法叫“雹打一条线”,还真是生动呢。
冰雹有多个特征,降雹地区小只是其中一个。历时短是冰雹的另一个特点,很少听说冰雹下啊下个不停,一般下冰雹的时间只能维持2~10分钟。
冰雹不像雨雪,每年来拜访的次数没有规律,它就像任性的孩子,想来就来,想走就走。有些地方可能一年中下了好几次冰雹,搞得人心惶惶,第二年大家都提着心,冰雹却不来了。
冰雹虽然是天上来的客人,却受地面因素影响较大,平坦的地区不容易下冰雹,地形复杂的地区下冰雹的概率要高很多。
虽然冰雹看起来大小不一、样子复杂,人类科学家还是依照结构、软硬程度将它们分成了四种:霰、冰丸、软雹、冰雹。其中冰雹质地坚硬,落到地上能弹起来,它的直径也最大,平均直径在5毫米以上。冰雹之所以质地结实,因为它是由透明和不透明的冰层交替包裹出来的,危害性比霰、冰丸和软雹都要大。
我们喜欢山区不喜欢平地,是急性子,而且最不喜欢梅雨那一套时间约定。
上升气流决定冰雹大小
冰雹大小不一,与它的形成过程有很大关系。总体来讲,冰雹的大小与上升气流——也就是雷暴中的一种力成正比。科学家研究认为,要形成12厘米以上的大冰雹,就得有速度达161千米/时以上的上升气流。
冰雹最早形成的地方是积雨云,上升的气流将水汽带到比较冷的地方,水汽会凝结成小水滴,小水滴如果继续往高处运动,温度继续下降。一旦周围温度低到0℃以下,小水滴就会变成小冰粒。小冰粒还在继续往高处跑,一边跑一边吸收其他的小水滴或者比它小的冰粒。它越来越大,等上升气流再也无法托住它的时候,就会往下掉了。
小冰粒坠落的过程中,会经过温度高的地方,表面遇热融化成水。在这个过程中,它又会吸收身边的小水滴,让自己变得更大。
如果运气好,它遇上一股上升气流,就能再次回到高空中了,而且随着高度升高温度降低,它的表面会再次凝结成冰。这个升起——落下——升起的运动反复几次,小冰粒就像摇汤圆一样越变越大。当冰粒的重量大于空气给它的浮力时,会掉落到大地上。要是落到地面上之前它没有融化成水,依然保持着冰的样子,就成为了冰雹。
由于冰雹的表面是一层一层冻结起来的,所以它并非完全透明,是由透明层和不透明层相间组合而成的。在低温环境下把冰雹切开——嘿,里面有一层层年轮一样的东西,通过数这些层,就能知道它做过多少次高空旅行。
开炮打冰雹
我国是冰雹灾害严重的国家,时不时就会有冰雹从天而降,把一切搞得乱七八糟,建筑、交通、通信、农业……影响的范围很大,每年仅冰雹一项带来的损失,少则几亿元,多则几十亿元。
不过,人们通过对气象的观察,总结出了一套预测冰雹的法则,并编成了顺口的民谚,比如“早晨凉飕飕,午后打破头”“不刮东风不下雨,不到南风不降雹”“黑云尾,黄云头,冰雹打死羊和牛”,听起来简单,却都是有科学依据的。
不过,冰雹从天而降,像密集的石头弹对地面攻击,仅仅靠防卫很难从根源解决问题,最终损失还是很大。科学家经过一番努力,发明了人工防雹。
有些地区选择用爆破法防雹。爆破法的方法比较“暴力”,用高射炮、火箭甚至土炮瞄准云层中下部集中发炮。这种方法的科学道理众说纷纭,有人认为是爆炸能让更多的水汽凝结成小水滴,不至于让水汽被已经成形的冰雹吸收,影响冰雹变大。还有人认为爆炸会影响到积雨云中的气流,阻碍冰雹的形成。
另一种防雹法是向云朵中播撒成冰催化剂。发明这种方法的科学家认为,积雨云中有很多很多水汽,不过雹胚却不多,少量的雹胚与大量的水汽结合在一起,会产生大颗的冰雹。往云层中撒入成冰催化剂后,会有很多人工雹胚生成,它们会和自然生成的雹胚争夺水汽,这样大家都无法变成大冰雹,也就不会引发自然灾害了。
因为冰雹来无影去无踪,很难盯住它们做专门研究,因此科学家们进行实战的概率并不高,影响了防雹效果。20世纪50年代,法国、意大利都进行了人工防雹的尝试,可惜收效不大。进入60年代,更多的国家加入了防雹的研究队伍,不过效果却大相径庭,有的地方有效,有的地方说没效,看来防雹还是个运气活呢。