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冰雹的自白

2022-10-31李彦

科学之友 2022年10期
关键词:积雨云冰晶冰雹

文|李彦

冰雹灾害是一种常见的气象灾害,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。为了让大家科学认识冰雹,揭示冰雹高冷外表下的真实面目,下面我以冰雹的身份给大家做一个自我介绍。

我喜欢走固定的路线去做客

我的名字叫冰雹,是一种可怕的气象灾害,虽然我很可怕,面目却一点儿都不可憎。椭圆形或者球形的我晶莹剔透、闪闪发亮,外表看着可爱甜美,但内心坚硬无比。我的个头有时大有时小,小的像绿豆或石榴籽,大的像鸡蛋一样。我是个急脾气,经常来势汹汹,所到之处所向披靡,庄稼遭殃,果树零落,蔬菜大棚也被打得千疮百孔,给大家带来很大的危害,因此农民伯伯大都“谈雹色变”。

人们都说我喜怒无常、来去匆匆、防不胜防,但实际上我还是较为“遵纪守法”的。我并不是全年都在,一般只是4—9 月份出来活动,而且我出现的时间是有规律的,大都在午后或傍晚,你知道在山西省运城市我最喜欢走哪几条路径吗?悄悄告诉你:我在运城最喜欢走三条路径,一条西北路径、一条偏北路径、一条西南路径。

初夏时节,在高空冷涡后部西北气流引导下,我从陕西黄龙山出发,沿西北路径越过黄河,来到峨嵋岭台地的万荣县、临猗县,盐湖区北部的弘芝驿镇、上郭乡,成为当地的常客。有时我也从运城北部南下,去中条山东部的绛县、闻喜县、垣曲县串串门;盛夏时节,在副热带高压边缘西南气流引导下,我从中条山西部的永济市出发,一路西行,成为永济市、芮城县的常客;我偶尔也到盐湖区西部的席张乡、金井乡打扰一下当地居民。由于运城地理气候独特,地处北纬35°,属于黄土高原区,土层深厚,光照充足,雨量适中,无霜期长,温差大,是世界上公认的最佳苹果生产带。万荣县就有世界闻名的“万荣苹果”。我要走的这些路径上到处都是鲜美的瓜果,他们最害怕我了,农民伯伯们更怕我会破坏他们的劳动成果,为此他们真的是“谈雹色变”。听说在气象学上也有“雹打一条线”的说法。

我的生长历程曲折而复杂

我小的时候只是一个漂浮在空中的美丽水汽泡,如果不出意外的话,我会变成小水滴,“随风潜入夜,润物细无声。”不幸的是我遇到了特定的气象条件,也就是我的成长环境,对我的物理变形起着决定作用。

大地在太阳短波辐射光的强烈照射下,会迅速增温并以长波辐射的形式把近地面的空气烤热,由于地面和高空的温差变大,进而产生上升运动。温度越高,上升气流就会越强烈,这时我会被强烈的上升气流带到0 ℃层以上的高空,随着高度上升,温度递减,(在对流层中通常每上升100 米气温下降1 ℃)在往高空大气层行进的过程中,大量水汽因降温处于饱和状态,于是凝结成小水滴。如果继续上升,气温会降至0 ℃以下,就会变成过冷却水滴、冰晶和雪花。

上升气流不断发展,会产生庞大臃肿的积雨云,云的厚度可达数千米。积雨云下部温度高于0 ℃,主要由水滴组成,中部温度为0~-20 ℃,主要由过冷却水滴组成;上部温度为-20 ℃以下,有时达到-30~-40 ℃,主要由冰晶组成。在积雨云里,上升气流变化无常,时强时弱,因为云体中上部气温比较低,我的许多水滴姐妹和冰晶兄弟抱团取暖结合在一起,充沛的水汽使我逐渐长大,越来越重。当上升气流托不住我的时候,我又开始降落,在降落过程中,我不断地和冰晶、雪花和水滴碰并继续生长。当我落到较高温度区时,过冷水滴便形成一个透明的冰层,这时如果落到气流更强的上升气流区,我又将再次被上升气流抛向高空,在水量较少的低温区,与冰晶、雪花合并,冻结形成一个不透明的冰层。在对流活动激烈的积雨云中,我被上升气流反反复复地抛上抛下,与冰晶、雪花和过冷水滴碰并、凝结,一层透明一层不透明地增长。由于各次生长的时间、含水量和其他条件的差异,我的伙伴们的厚薄及形状也各不相同。我的生长过程就像滚元宵那样,慢慢地变圆变胖、变冷变硬。当我长得又胖又大,直到气流无法托起时,我和我的伙伴们便会成群结队地从空中跌落至地面,这就是我的成长过程。

我来的时候会提前惊动大家

我们冰雹大部队到来的时候,不是悄悄的,而是有声有色的,大家可以提前通过“观云测天”识别到我们将要到来。

听雷声 我来之前你会听到沉闷的雷声。冰雹云的雷声特点就是沉闷,而且连绵不断,听起来像潮水翻腾之声或拉磨的声音,老百姓称之为“闷雷”“拉磨雷”“连响雷”。为了形象表述这种天气情形,老百姓总结的谚语有“干炸雷雨多”“不怕硬雷响破天,就怕闷雷挤破眼”等。

看闪电 我来之前你就会看到闪电“横着悬在天上”。冰雹云也就是积雨云中的闪电,大多是云块与云块之间的闪电,也就是大家所说的“横闪”。看闪电还有一个小窍门,云内闪电每分钟可达2~4次,这属于弱一点的冰雹云;如果每分钟达到6~10次,则属于强雹云。

辨风向 我常和大风兄弟一起出行。下冰雹前一般都会刮大风,而且风向突变,一般常刮东风或东南风,然后突转为西北风或北风。当地老百姓常说:“西北遇东南,雹子没有完”,“恶云见风长,冰雹随风飞”。

观云态 我所在的冰雹云高大威猛,云体庞大如耸立的高山,云的厚度可达7~18千米。我来势凶猛,发展迅速,一般是上白下黑,周边略带土黄色。俗语说,“黑云黄边子,必定降雹子”。

了解了这些特点,你就能判断出我们冰雹大部队是不是要来了。

在气象高科技面前我将无处藏身

为了提前监测我所在的积雨云发展情况,气象部门在全国布设了270 部天气雷达,全天候对积雨云进行连续监测,每隔6 分钟就有一张雷达回波图呈现在预报员眼前。

雷达回波图由当地的地图和不规则的颜色块组成,颜色从蓝色到绿色、黄色、橙色、红色、紫色不等,颜色表示气象雷达的回波强度,从蓝色到紫色的渐进变化代表回波强度由小到大,降雨强度逐渐提升。图的旁边有雷达站名、时间和数据范围,还有一条标示着数字的竖向颜色条,从蓝色到紫色数字渐大,并标有数字单位为dBZ(表达雷达回波强度的一个物理量),范围是10 ~70 dBZ。预报员们通过分析雷达回波图,可以精密监测冰雹云的形状、强度、高度,分析冰雹云的移动路径和影响区域。一般发现红色、紫色的回波图,就是我要来的先兆,这时预报员会及时发布冰雹潜势预报、冰雹预警,提醒公众规避冰雹带来的损害。

为了有效抑制我在云中长大,运城市气象局在我经常出入的万荣县、临猗县等县设置了密集的高炮作业点。当雷达监测到冰雹云体高度达到7 千米、强度达到55 dBZ 时,就利用高炮、火箭炮直接把装有碘化银、干冰的炮弹发射到冰雹云的适当部位,碘化银会和我争夺云中的水分,我在冰雹云中躲来躲去,因水分不足不能继续增大,就会变得越来越小,甚至吓瘫了变成雨水。有时我也很倔强,2021 年9 月22 日,临猗县果园里的苹果快成熟了,我和兄弟们躲过炮弹袭击,来到农民伯伯的果园里大吃了一顿。

通过以上我的自白,相信大家对冰雹的身世已经有所了解了。我们是大自然中的一种天气现象,我们降落到地面上给大家造成的灾害并不是我们的初心,也希望人们能够利用一些科技手段预知我们的到来,提前做好防灾减灾工作,以减轻我给大家带来的灾害。

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