从天而降的神秘“冰晶”

2020-04-02郭佳

食品与健康 2020年1期

郭佳

进入冬季以来，我国多地出现降雪现象。但是，其中一部分的天降冰粒并不是降雪而是下霰。那么，这个“霰”是什么呢？它与树枝上凝结的冰晶是一回事吗？别急，今天我就向大家介绍一下气象术语中常见的冰晶——雪、霰、冰雹、霜和雾淞。

雪，冷气流运动的结果

常见的雪是由白色或半透明的冰晶构成的。根据结晶时的温度与水汽的饱和程度不同，雪会呈现出不同的冰晶形状，基本形状有六角板状、六角树枝状、六角柱状、针状等。雪常降自于雨层云和高层云，也就是气层较稳定的云中。雪的形成需要具备两个条件：首先空气中要有充足的水汽，其次要有气流的上升运动存在。

当来自南方的暖湿空气与北方的冷空气相遇时，冷空气比较重往下沉，暖空气比较轻往上浮。暖湿空气上升至几千米高空时由于气温较低，空气中的水汽遇冷便发生凝结，凝结后变成冰晶，冰晶在空气中发生碰撞就形成了雪花。当雪花变多变大时，便受重力作用向下坠落，若地表温度高于零度，冰晶融化成水滴，形成降雨;若地表温度低于零度，冰晶缓慢飘落，则为降雪。

霰，过冷水滴的产物

霰又称雪丸或软雹，是由过冷的水附着在降落的冰晶、冰珠或破裂的雪片上形成的，多为白色不透明的球粒状或近圆锥状，直径约2～5毫米。因为霰在形成过程中是急速冻结，粒子里还有很多的空气，故不像雪一样有结晶构造，其质地松脆易碎，落到硬地会反跳。

霰常降自积雨云或层积云，也就是气层不稳、扰动强烈的云中。如果云中同时存在过冷水滴（低于零度但仍未结冰的液态水）、冰晶或尘埃，当过冷水滴接触到冰晶或尘埃，会以冰晶或尘埃为冻结核，立即于表面结冰形成小冰粒。过冷水滴不断地凝结在这个小冰粒表面，小冰粒就会越来越大成为较大的冰粒。当这类冰粒成长到一定大小后，云层无法再承载它的重量，它们便坠落地面。我们称这种现象为下霰。生活中，我们如果不细心观察会将雪与霰混为一谈，这是因为霰常出现在降雪前或与雪同时降落，让人傻傻分不清楚。其实，霰的坠落速度比雪快。当下雪天您行走在室外，感觉到从天而降的白色固体降落速度不同，就是雪和霰同时落下的现象。

冰雹，春夏季节的“捣蛋鬼”

冰雹俗称雹子，多呈坚硬的球状、锥状或不规则形状。个体大小差异大，直径约5～50毫米，大的有时可达10厘米以上。冰雹的大小受很多因素的影响，其中最主要的是热气流的强度。在强对流天气中，上升的热气流强度越高、范围越广，所形成的冰雹体积也就越大。冰雹的雹核一般不透明，外面包有透明的冰层，或由透明的冰层与不透明的冰层相间组成。

冰雹通常是剧烈天气形态下的产物。高空的温度低，当雨在云中滴下时，碰到剧烈对流的空气将雨滴往上吹，遇冷結成冰晶，冰晶在下落过程中又被往上吹，吸附周围小水滴，再次凝结、落下。这个过程会不断重复，直到气流无法承受冰晶的重量。这些经过反复“锻造”的冰晶掉落至地表，就成为冰雹。

霰和冰雹都是“冰晶”，但是它们的质地和大小有很大的差别。霰的晶体结构中存在气泡，故质地比较松散，而冰雹的结构中透明层与不透明层交替出现，故质地密实坚硬。冰雹常出现在对流活动较强的夏秋季节，砸坏庄稼，威胁人畜安全，是一种灾害性天气。

霜，成霜成露温度定

霜常常呈片状、树枝状等，是一种在晴朗无风或微风的夜晚，于地表岩石或植物叶面上所出现的结冰现象。气象上通常把秋季出现的第一次霜称为“早霜”或“初霜”，把春季出现的最后一次霜称为“晚霜”或“终霜”。

霜总是出现在寒冷的季节，是含有水汽的空气块遇到低温表面所产生的凝华现象。若接触到的表面温度高于零度，则水汽便凝结成水，形成露珠;若低于零度，则水气将凝华成冰，形成霜。

雾淞，树枝上的美景

雾淞，俗称树挂，是一种白色或乳白色的不透明冰晶沉积物。雾凇常呈毛茸茸的针状或表面起伏不平的粒状，多附在细长物体的迎风面上。雾凇因结晶较快，故结构松脆，受震易塌。

雾凇虽看起来与霜的形状相同，但雾凇较霜的密度更大且较硬，且两者的形成过程不同。两者的差别在于霜为水汽遇到冷表面凝华而成，雾淞则是过冷水滴碰到可作为凝固的表面而结冰。因此只要达到形成的必要条件后，雾淞便可在任何时间结晶出现。从农业角度来看，雾淞对作物有利，而霜对作物有害。雾凇融化产生的水分，对北方越冬作物有利。过度的霜则可能形成霜冻，对处于幼苗期抗寒能力差的农作物造成冻害。