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炎熱夏天為何會下冰疙瘩

發布時間:2022-06-14 15:43:00來源: 光明網-《光明日報》

  光明日報記者 崔興(xing) 毅

  6月12日下午至夜間,北京市大部分地區出現雷陣雨天氣,雨量分布極不均勻,東(dong) 北部及通州北部達暴雨量級,局地大暴雨。延慶、懷柔、密雲(yun) 、平穀、順義(yi) 、昌平、通州、朝陽、大興(xing) 、豐(feng) 台、房山多區局地出現冰雹,最大冰雹直徑5厘米。

  不少市民拍到,密密麻麻的冰雹落在窗戶上,發出清脆的響聲,有的地方地麵上覆蓋了厚厚的一層。一些農(nong) 戶的蔬菜大棚遭受損失,室外停放的汽車也不能幸免,擋風玻璃被“轟”成篩子,有的甚至整個(ge) 被砸碎。

  北京此次冰雹為(wei) 何又大又密

  據北京市氣象台首席預報員翟亮介紹,北京周末連續兩(liang) 天的強對流天氣,均受高空冷渦係統影響,冷渦配合大氣中的水汽輸送,在不穩定大氣層結條件下,形成了逆時針旋轉的螺旋雨帶,雨帶內(nei) 強烈發展的對流風暴,給北京帶來了短時強降水、冰雹、雷暴、大風等強對流天氣。

  具體(ti) 來說,6月11日和12日的強對流天氣過程又有所差異,11日由於(yu) 高空缺乏足夠的幹冷空氣介入,強對流天氣的類型主要以短時強降雨為(wei) 主。相反,12日由於(yu) 冷渦旋轉過程中,高空帶來明顯的幹冷空氣,造成高低空溫差進一步加大,對流不穩定層結急劇增強,0℃層和-20℃層高度下降到非常有利於(yu) 冰雹形成的高度,在低空切變線等中尺度天氣係統觸發對流後,對流風暴迅速發展並加強,造成北京地區多地出現明顯冰雹等災害性天氣。

  記者了解到,冷渦相當於(yu) 一個(ge) 冷空氣的聚集地,這個(ge) 冷性渦旋旋轉著“闖入”暖空氣地盤後,被暖空氣“包圍”,最終形成一個(ge) 冷渦。冷渦一年四季都會(hui) 出現,在夏季最活躍。對北京來說,冰雹每年的高發期就是6月中下旬,因為(wei) 相比主汛期,這個(ge) 時候處於(yu) 盛夏之前,大氣中的溫度層結還沒有那麽(me) 暖,空中容易有幹冷空氣下來,有助於(yu) 冰雹形成。

  據介紹,接下來兩(liang) 天,冷渦係統逐漸東(dong) 移,但北京仍未擺脫其影響,多雷雨天氣,午後至傍晚為(wei) 雷雨多發時段,降雨雲(yun) 團分散,局地性強。

  夏季冰雹是如何形成的

  北京六月下冰雹也登上了熱搜,網友們(men) 感歎冰雹個(ge) 頭大小的同時,也困惑於(yu) 夏季形成冰雹的原因。

  雖然冰雹裏有個(ge) “冰”字,但其實,這種天氣現象經常發生在炎熱的夏季。冰雹主要出現在5至9月,這5個(ge) 月的總雹日占全年雹日的80%以上,其中又以6月為(wei) 冰雹盛行月。

  冰雹出生和成長的地方,位於(yu) 雲(yun) 層中-10℃到-30℃之間的部分。在這裏,有大量的過冷水滴隨著氣流飄動,而其中較大的過冷水滴通過凍結、凇附、凝華,形成了固態雹胚。雹胚形成以後,在不穩定能量所致的強烈上升氣流的推動下不斷運動,繼續吸收兼並附近的水滴,或利用自身表麵的潮濕水膜,“捕獲”周圍的細小冰晶或冰粒子,從(cong) 而不斷成長。

  冰雹要想長大,需要足夠厚的-10℃到-30℃雲(yun) 層,也需要對流運動提供能量。冰雹通過0℃雲(yun) 層後會(hui) 在墜落過程中不斷融化。0℃雲(yun) 層相對較低也是出現大冰雹的必要條件。

  春夏季節,天氣轉暖,太陽把大地烤得滾燙,近地麵極易形成不穩定的濕熱空氣。當高空有弱冷空氣時,“上冷下暖”容易引起空氣的強烈對流,濕熱空氣迅速上升,為(wei) 冰雹的形成創造了極佳的條件。

  而在冬季,近地麵氣溫很低,不易產(chan) 生強大的快速上升氣流,所以冰雹在冬季很難形成。

  中央氣象台首席預報員方翀指出,我國出現的冰雹大多還是以直徑20毫米以下為(wei) 主,尤其在冰雹頻發的高原地區,多數情況均為(wei) 5毫米左右甚至更小的小冰雹。但在一些對流發展非常強的過程中,也會(hui) 出現直徑達30毫米至50毫米的大冰雹,50毫米以上的冰雹則較為(wei) 罕見。

  一次冰雹過程會(hui) 持續多長時間?方翀說,冰雹過程的持續時間較短,一般僅(jin) 為(wei) 2分鍾至10分鍾,少數情況下可持續十幾分鍾;高原地區的冰雹過程有時持續時間更長一些,少數可達30分鍾以上。

  單次冰雹過程的影響範圍也不大,一般為(wei) 寬約幾十米到數千米、長約數百米到十餘(yu) 千米的地帶。正是因為(wei) 冰雹“來去匆匆”,亦具有局地性,針對冰雹天氣的精準預報一直都是難題。

  出現冰雹天氣是否存在“時間規律”?盡管一天內(nei) 任何時間均有可能降雹,但分析相關(guan) 資料可知,我國各地在一天當中有一個(ge) 相對集中的降雹時段:大部分地區降雹時間70%集中在13時到19時,以14時到16時之間為(wei) 最多。湖南西部、四川盆地、湖北西部一帶降雹多集中在夜間,青藏高原上的一些地方多在中午降雹。

  平均每年會(hui) 出現多少次冰雹天氣?方翀表示,分析1981年至2010年全國756個(ge) 基本基準站冰雹觀測資料統計結果後發現,我國黃淮、江淮、江南、華南及四川盆地的大部分地區年平均冰雹次數在1天以下,而湘西地區年平均冰雹次數在1天至3天左右;東(dong) 北、華北北部、西南地區東(dong) 南部的年平均冰雹次數約為(wei) 1天至3天;冰雹高發區位於(yu) 西藏中北部、青海南部和川西高原等海拔高度較高的站點,年平均次數在10次至15次以上,最高達35次。

  我國發生冰雹次數最多的省份為(wei) 西藏,但多為(wei) 小冰雹,致災性並不強。除高原地區外,北方發生冰雹較多的省份有甘肅、山西、河北等,年平均次數在2次至7次左右;南方冰雹災害較嚴(yan) 重的省份則為(wei) 貴州、雲(yun) 南、湖南等地,年平均冰雹次數在2次至4次左右。

  一般來講,當冰雹直徑較大、過程持續時間較長、與(yu) 農(nong) 業(ye) 生產(chan) 關(guan) 鍵期相吻合時,冰雹天氣的致災性會(hui) 比較強。

  我們(men) 可以防禦冰雹嗎

  作為(wei) 防禦冰雹的重要手段之一,人工防雹作業(ye) 能有效避免和減輕冰雹災害,對防災減災有積極的作用。人工防雹的主要原理是什麽(me) ?在作業(ye) 過程中有哪些需要注意的事項?為(wei) 何有時冰雹還是防不勝防?

  許多事物的產(chan) 生都要經過“胚胎”孕育的過程,冰雹也不例外。“人工防雹要做的就是通過各種途徑抑製雹胚的生長,使雹胚降落不到地麵上,也就形成不了冰雹災害。”中國氣象局人工影響天氣中心研究員姚展予表示,目前,在冰雹生長的各個(ge) 環節,都可以采取一些技術手段來抑製冰雹形成。

  比如說,可以采取動力學方法在雲(yun) 內(nei) 引發下沉氣流,抑製強對流發展,從(cong) 而抑製雹胚生長;可以向正在發展的雹雲(yun) 中大量播撒人工冰核,通過冰晶核化作用和凝華、碰凍增長,迅速形成很多人工雹胚,並與(yu) 自然雹胚“爭(zheng) 食”雲(yun) 中的過冷水,從(cong) 而抑製雹胚的生長和發展。

  姚展予表示,目前人工防雹作業(ye) 主要采取的是後一種方法,即通過地麵的火箭或高炮來發射含有碘化銀的火箭彈、炮彈,把它們(men) 發射到雲(yun) 中合適的位置,產(chan) 生過量的人工冰核,通過“爭(zheng) 食”雲(yun) 中的過冷水達到防雹的目的。

  開展人工防雹作業(ye) ,首先要進行天氣研判,尤其是夏季,在對流發展比較旺盛時要特別注意對對流單體(ti) 的監控與(yu) 分析。一旦判定天氣條件可能產(chan) 生冰雹,就應立即向空管部門申請空域,在空域允許的前提下及時開展防雹作業(ye) 。“開展防雹作業(ye) ,有三點應當特別注意:及時、到位和足量。”姚展予特別強調了防雹作業(ye) 的關(guan) 鍵點。

  從(cong) 雹胚的產(chan) 生、發展到降落至地麵形成冰雹災害,往往隻需要20分鍾左右的時間,如果作業(ye) 晚了,冰雹就會(hui) 落地形成災害,因此防雹作業(ye) 一定要“及時”。作業(ye) 時,火箭彈或炮彈一定要打到對流雲(yun) 中上升氣流的通道上,這樣播撒的碘化銀才能隨上升氣流向上運動,通過冰晶核化作用和凝華、碰凍增長形成人工雹胚,因此防雹作業(ye) 一定要“到位”。“足量”是強調防雹作業(ye) 一定要“過量播撒”,這樣才能產(chan) 生大量的人工雹胚與(yu) 自然雹胚“爭(zheng) 食”雲(yun) 中的過冷水,從(cong) 而抑製雹胚的生長和發展。

  廣西柳州融安縣曾遭遇強降雨冰雹天氣,不少雨棚和汽車擋風玻璃被砸壞,並損毀了部分曆史古跡;貴州貴陽也曾因冰雹襲擊,造成直接經濟損失2900萬(wan) 元,4.6萬(wan) 畝(mu) 農(nong) 作物受雹災影響……實際上,類似的案例還有很多,那麽(me) ,既然有人工防雹技術,為(wei) 何冰雹災害仍然經常發生呢?

  “冰雹是一種比較複雜的天氣現象,對冰雹雲(yun) 的形成及其移動路徑,各地雖然有一定的統計經驗,但局地突發性強對流天氣還是會(hui) 經常發生,對冰雹的準確預報非常困難,因此容易產(chan) 生冰雹災害。”姚展予解釋。目前,一些地方的人工影響天氣作業(ye) 點的布局不夠合理,當冰雹雲(yun) 產(chan) 生時,有些地方沒有防雹作業(ye) 能力或者作業(ye) 準備不到位、不充分,就可能影響了防雹的實效。

  另外,當產(chan) 生了冰雹雲(yun) 需要防雹作業(ye) 時,如果空域申請困難,就無法及時開展人工防雹作業(ye) 。“總之,很多主客觀原因都可能影響防雹工作實效。”姚展予說,因此,各地氣象部門應“苦練內(nei) 功”,提高強對流天氣預報的及時性和準確率,科學合理地布局人工影響天氣作業(ye) 點,增強人工防雹效果。

(責編: 常邦麗)

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