夏天了,冰雹要来了,那么为什么夏天下冰雹?为什么有的冰雹不是球形?
看看这下面这两幅动画,就能明白个大概。
这是雨的形成:
雨的形成
原来雨的水是从别的地方搬过来的。
这是冰雹形成:
冰雹的形成
原来冰雹是自己本地的水汽升上去,又降下来的。
简单地说:夏天或热天,地表气温高,地表水会蒸发到大气中,再被气流带到上方,形成云层,再在某些特殊特殊条件下形成冰雹,落地前前没完全融化掉,就是下冰雹了 。下面说的稍微详细点
当地面被太阳暴晒时,在地表水分蒸腾到空气中,这部分空气也会暴晒而变热。 热空气比冷空气密度低,因此比冷空气轻,它会上升,若有更猛烈上升的气流,湿热气团被冲到高空云层。
在云层中,冰雹像雨滴一样,始于小水珠。当小水珠上升且温度降至冰点以下时,它们变成过冷的水,并喷到冷凝核时变成固体小冰雹,然后被气流进一步裹挟,继续上升。
随着冰雹的上升,它进入湿度和过冷小水珠密度都变化的云层区。冰雹的生长速率与遇到的湿度和过冷小水珠的密度有关。小水珠的积聚速度是冰雹进一步生长的重要因素。当冰雹运动到小水珠密度高的区域时,它粘住小水珠形成半透明层。如果冰雹碰到了水蒸气为主云层,将在表面形成不透明的白层。
冰雹的生长速度取决于它在上升气流中的位置及自身大小。过冷小水珠在冰雹外层的积聚速率与二者的相对速度有关。如果原冰雹上升速度比较大,那么就能在云层中待的长时间之后才下落,从而形成尺寸超大的冰雹。
随着冰雹的生长,它释放出热量,从而外层能保持液态,进而有粘性吸住其它冰雹,从而形成形状不规则的大冰雹。这种生长称为 “湿生长”。由于冰雹可以是多个小冰雹粘在一起形成的大冰雹,所以有点冰雹像刺猬就不难理解了。
冰雹的奇形怪状
刺猬般形状
冰雹也能“干生长”,即它释放热量不足以让外层保持液态。此时它吸附别的小冰雹粒时,它们之间就有小气泡,最后形成的冰雹看起来不透明。而 “湿生长”模式下,气泡会逸出,所以冰雹看起来透明。
洋葱结构
冰雹的两种生长方式交替进行,就形成了看起来像洋葱的那样结构。
冰雹在云层中不断上升,直到其重量超过上升气流的支撑力,这个历程可能至少需要30分钟,高度超过10 km。然后,它会向地面落,同时继续增长,直至离开云层为止。
当然它进入高于冰点的空气层时,它将融化变小。如果没有完全融化前就落到地面上,那就是你看到冰雹。
雷雨天气遇到高空的干燥冷空气也容易出现冰雹,因为后者能促进蒸发,从而降温,进而增加冰雹可能性。这就是为什么热带地区经常雷鸣闪电,但却很少有冰雹的原因,这是因为缺少冷干气流, 当然在高海拔确实有。
冰雹在山区更为常见,这是因为山体迫使水平风向上抬升,从而加剧了雷暴天气中上升气流,进而增加了冰雹的概率。
当云层温度低于-30°C,也不会形成冰雹,因为在这个温度下很难出现过冷的小水珠。
冰雹的破坏力与落地速度(学术术语叫收尾速度)和冰雹大小直接相关。
冰雹的速度与其大小、形状、空气的摩擦力、风速、雹间撞击、融化的速度有关。据研究,直径为1厘米的落地速度是 9 m/s(32 km/2), 而直径为8厘米的收尾速度可达48 m/s(173 km/h,约为复兴号速度的一半)。
冰雹的大小不一。目前最大的记录是2018年在阿根廷Villa Carlos Paz镇那一个,据说长度方向达到31.5 厘米(9.7英寸),而足球的标准直径是22.1cm。
美国南达科他州2010年的大冰雹(尺子单位是英寸)
1986年在孟加拉的Gopalganj区曾经记录到重达1.02 kg的大冰雹,这是最重的历史记录。