冰雹:冰冷外表下的“火爆心”
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冰雹:冰冷外表下的“火爆心”


来 源:中国气象报     发布日期:2017/8/21

    编者按:冰雹灾害是我国常见的一种气象灾害,它不仅具有很强的破坏力,而且“来得快去得更快”,预报难度大。仅仅在2017 年上半年,我国内蒙古、山西、陕西、江苏、贵州等省份多地均遭遇了不同程度的冰雹袭击。
  形成过程:“滚元宵”
  冰雹是一种从强烈发展的积雨云(也叫冰雹云)中降落下来的冰块或冰疙瘩,俗称雹子,夏季或春夏之交最为常见,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至50毫米,最大的可达10厘米以上,形状也不规则,大多数呈椭球形或球形,但锥形、扁圆形的冰雹也都出现过。
  只有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。
  过冷却水滴在这三层之间“上蹿下跳”,就有可能形成冰雹。在上升气流影响下,过冷却水滴和固态“搭档”冰晶结合生成冰雹的核心,随后雹核又因为重力下降到0℃以下,“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,冰雹便下坠至地面。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成形成的透明冰核。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。
  为什么夏天下冰雹?
  很多人往往从“冰”字上去理解冰雹,因而造成这样一个误区:“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多发强对流天气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”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。
  我国的降雹多发生在4月至10月,但不同区域冰雹集中发生的时间也不同。平均而言,华南和长江中下游地区3月冰雹最多,西南地区4月冰雹最多,而东北、华北、西北等地冰雹多集中在5至9月。
  应对冰雹:预报+防雹
  “拉磨雷,雹一堆”“风拧云转、雹子片”等说法,是古人对于冰雹预兆的经验总结。现代科学的发展,让冰雹的预报不再依靠类似的主观判断,而是主要根据气象地面资料、探空资料和雷达云图等寻找可靠的预报途径。
  目前冰雹预报分为三个时段,短期预报、短时预报和临近预报。短期预报中,主要利用动力、热力、水汽条件进行判断;短时预报和临近预报则主要依靠中尺度数值模式和天气雷达。
  从技术上而言,预报冰雹难度犹存。因为冰雹云团并不是以孤立的形式存在,周边往往有多个雷雨云团,冰雹的特征容易被强降水、雷雨大风等其他天气所掩盖。
  在我国,包括冰雹在内的强对流天气精细化预警尚处在实况监测和潜势预报阶段。今年8月11日北京城区的冰雹过程中,我国首次实现精细到公里级的冰雹预警,提前30分钟识别出冰雹信号和即将发生的区域。
  准确的冰雹预报,对于在降雹前积极地采取防护措施也非常重要。通常,人工防雹是用高炮或火箭直接把碘化银、干冰等催化剂送到冰雹云的适当部位,使雹胚增多、冰雹变小,或是破坏对云的水分输送。不过,消雹作业一般针对大范围的冰雹灾害,对于突发性、局地性的冰雹灾害,开展作业未必来得及。
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