冰雹

冰雹

關注6.24冰雹災情冰雹是一種固態降水物。系圓球形或圓錐形的冰塊,由透明層和不透明層相間組成。直徑一般為5~50毫米,最大的可達10釐米以上,雹的直徑越大,破壞力就越大。冰雹常砸壞莊稼,威脅人畜安全, 是一種嚴重的自然災害,很多雹災嚴重的國家已進行了人工防雹試驗。

冰雹來自對流特別旺盛的對流雲(積雨雲)中。雲中的上升氣流要比一般雷雨雲強,小冰雹是在對流雲內由雹胚上下數次和過冷水滴碰並而增長起來的,當雲中的上升氣流支託不住時就下降到地面。大冰雹是在具有一支很強的斜升氣流、液態水的含量很充沛的雷暴雲中產生的。每次降雹的範圍都很小,一般寬度為幾米到幾千米,長度為20~30千米,所以民間有“雹打一條線”的說法。冰雹主要發生在中緯度大陸地區,通常山區多於平原,內陸多於沿海。中國的降雹多發生在春、夏、秋3季, 4~7 月約佔發生總數的70%。比較嚴重的雹災區有甘肅南部、隴東地區、陰山山脈、太行山區和川滇兩省的西部地區。

冰雹災害是由強對流天氣系統引起的一種劇烈的氣象災害。它出現的範圍雖然較小,時間也比較短促,但來勢猛和強度大,並常常伴隨著狂風、強降水、急劇降溫等陣發性災害性天氣過程。中國是冰雹災害頻繁發生的國家,冰雹每年都給農業、建築、通訊、電力、交通以及人民生命財產帶來巨大損失。據有關資料統計,中國每年因冰雹所造成的經濟損失達幾億元甚至幾十億元。因此,很有必要了解冰雹災害時空動盪格局以及冰雹災害所造成的損失情況,從而更好地防治冰雹災害,減少經濟損失。

冰雹是指從強烈發展的積雨雲中降落下來的固體降水物,它結構堅實,大小不等。氣象學中通常把直徑在5毫米以上的固態降水物稱為冰雹,直徑2~5毫米的稱為冰丸,也叫小冰雹,而把含有液態水較多,結構鬆軟的降水物叫軟雹或霰。冰雹的形狀也不規則,大多數呈橢球形或球形,但錐形、扁圓形以及不規則的也是常見的。

冰雹

浙江嵊州突降冰雹直徑3釐米冰雹誕生在發展強盛的積雨雲中,這種雲又叫雹雲。雹云云層很厚,雲內水汽十分豐富,上下對流強烈,雲頂可伸至10公里以上的高空,那裡非常寒冷,溫度可在-20℃~-40℃。雲體的下部離地面1公里左右,溫度在0℃以上。不難看出,雲的中上部主要由冰晶、雪花或過冷水滴組成,而云的下部大多是水滴。在雹雲中,上升氣流變化無常,時強時弱。當上升氣流比較強時,它把雲的下部水滴帶到雲的中上層,水滴便很快變冷,立即凝固成小冰晶。小冰晶下降過程中,跟過冷水滴碰撞後,就在小冰晶身上凍結成為一層不透明的冰核,這就形成了霰——冰雹胚胎。由於雹雲中氣流升降變化很劇烈,冰雹胚胎也就這樣一次又一次地在空中上下翻滾著,粘貼更多的過冷水滴,好像滾雪球似的,越滾越大,一旦滾成的大冰雹,重得雲中上升氣流託不住時,它就一落千丈,從空中摔下來,於是就成了通常百姓所說的“下雹”了。

據計算,雹塊從幾公里高空落下,直徑兩釐米的圓形雹塊重3.8克,落地速度達20米/秒;直徑20釐米的雹塊,重3.8公斤,落地速度可達63米/秒,一場冰雹甚至能夠降下3億立方米的冰。如此高速大量的雹塊對房屋建築、農作物、人畜等必然會造成毀滅性的破壞或打擊。1788年7月13日,法國遭到冰雹襲擊,冰雹約以十幾公里的降雹寬度、每小時70公里的速度,先後兩次從西南向東北席捲整個法國,道路上積了數十釐米厚的雹塊,冰雹所經之處,樹枝砸斷,莊稼被毀,家畜被擊斃,林中走獸滅跡。

可見,冰雹猶如自然界中最致命的“子彈”,難怪人們自古以來就竭力還擊。早在中世紀時期,許多人相信教堂的鐘聲和火炮開火時的聲音能夠將司管冰雹的神靈嚇跑,從而阻止冰雹。幾個世紀後,在1896年,一個奧地利葡萄酒生產商用火炮阻止冰雹取得了成功,這一技術被沿用下來。第二次世界大戰後,意大利人發明了用火箭消滅冰雹的方法。他們希望爆炸會使雹塊變鬆,生成更多的小冰雹,從而減少危險。

冰雹

冰雹冰雹,人們常稱為雹。冰雹是在對流雲中形成,當水汽隨氣流上升遇冷會凝結成小水滴,若隨著高度增加溫度繼續降低,達到攝氏零度以下時,水滴就凝結成冰粒,在它上升運動過程中,並會吸附其周圍小冰粒或水滴而長大,直到其重量無法為上升氣流所承載時即往下降,當其降落至較高溫度區時,其表面會融解成水,同時亦會吸附周圍之小水滴,此時若又遇強大之上升氣流再被抬升,其表面則又凝結成冰,如此反覆進行如滾雪球般其體積越來越大,直到它的重量大於氣流升力與空氣之浮力之和,即往下降落,若達地面時未融解成水仍呈固態冰粒者稱為冰雹,如融解成水就是平常所見的雨。

冰雹和雨、雪一樣都是從雲裡掉下來的。不過下冰雹的雲是一種發展十分強盛的積雨雲,而且只有發展特別旺盛的積雨雲才可能降冰雹。

積雨雲和各種雲一樣都是由地面附近空氣上升凝結形成的。空氣從地面上升,在上升過程中氣壓降低,體積膨脹,如果上升空氣與周圍沒有熱量交換,由於膨脹消耗能量,空氣溫度就要降低,這種溫度變化稱為絕熱冷卻。根據計算,在大氣中空氣每上升100米,因絕熱變化會使溫度降低1度左右。在一定溫度下,空氣中容納水汽有一個限度,達到這個限度就稱為“飽和”,溫度降低後,空氣中可能容納的水汽量就要降低。因此,原來沒有飽和的空氣在上升運動中由於絕熱冷卻可能達到飽和,空氣達到飽和之後過剩的水汽便附著在飄浮於空中的凝結核上,形成水滴。當溫度低於攝氏零度時,過剩的水汽便會凝華成細小的冰晶。這些水滴和冰晶聚集在一起,飄浮於空中便成了雲。

冰雹

冰雹大氣中有各種不同形式的空氣運動,形成了不同形態的雲。因對流運動而形成的雲有淡積雲、濃積雲和積雨雲等。人們把它們統稱為積狀雲。它們都是一塊塊孤立向上發展的雲塊,因為在對流運動中有上升運動和下沉運動,往往在上升氣流區形成了雲塊,而在下沉氣流區就成了雲的間隙,有時可見藍天。

積狀雲因對流強弱不同出一轍形成各種不同雲狀,它們的雲體大小懸殊很大。如果雲內對流運動很弱,上升氣流達不到凝結高度,就不會形成雲,只有幹對流。如果對流較強,可以發展形成濃積雲,濃積雲的頂部像椰菜,由許多輪廓清晰的凸起雲泡構成,雲厚可以達4-5公里。如果對流運動很猛烈,就可以形成積雨雲,雲底黑沉沉,雲頂發展很高,可達10公里左右,雲頂邊緣變得模糊起來,雲頂還常擴展開來,形成砧狀。一般積雨雲可能產生雷陣雨,而只有發展特別強盛的積雨雲,雲體十分高大,雲中有強烈的上升氣體,雲內有充沛的水分,才會產生冰雹,這種雲通常也稱為冰雹雲。

冰雹雲是由水滴、冰晶和雪花組成的。一般為三層:最下面一層溫度在0℃以上,由水滴組成;中間溫度為0℃至-20℃,由過冷卻水滴、冰晶和雪花組成;最上面一層溫度在-20℃以下,基本上由冰晶和雪花組成。

在冰雹雲中氣流是很強盛的,通常在雲的前進方向,有一股十分強大的上升氣流從雲底進入又從雲的上部流出。還有一股下沉氣流從雲後方中層流入,從雲底流出。這裡也就是通常出現冰雹的降水區。這兩股有組織上升與下沉氣流與環境氣流連通,所以一般強雹雲中氣流結構比較持續。強烈的上升氣流不僅給雹雲輸送了充分的水汽,並且支撐冰雹粒子停留在雲中,使它長到相當大才降落下來。

冰雹和雨、雪一樣,都是從雲裡掉下來的,它是從積雨雲中降落下來的一種固態降水。

形成條件

冰雹

地區降下短時冰雹①大氣中必須有相當厚的不穩定層存在。

②積雨雲必須發展到能使個別大水滴凍結的溫度(一般認為溫度達-12~-16℃)。

③要有強的風切變。

④雲的垂直厚度不能小於6~8千米。

⑤積雨雲內含水量豐富。一般為3~8 克每立方米,在最大上升速度的上方有一個液態過冷卻水的累積帶。

⑥雲內應有傾斜的、強烈而不均勻的上升氣流,一般在10~20米/秒以上。

形成過程

冰雹

地區降下短時冰雹在冰雹雲中強烈的上升氣流攜帶著許多大大小小的水滴和冰晶運動著,其中有一些水滴和冰晶併合凍結成較大的冰粒,這些粒子和過冷水滴被上升氣流輸送到含水量累積區,就可以成為冰雹核心,這些冰雹初始生長的核心在含水量累積區有著良好生長條件。雹核在上升氣流攜帶下進入生長區後,在水量多、溫度不太低的區域與過冷水滴碰並,長成一層透明的冰層,再向上進入水量較少的低溫區,這裡主要由冰晶、雪花和少量過冷水滴組成,雹核與它們粘並凍結就形成一個不透明的冰層。這時冰雹已長大,而那裡的上升氣流較弱,當它支託不住增長大了的冰雹時,冰雹便在上升氣流裡下落,在下落中不斷地併合冰晶、雪花和水滴而繼續生長,當它落到較高溫度區時,碰並上去的過冷水滴便形成一個透明的冰層。這時如果落到另一股更強的上升氣流區,那麼冰雹又將再次上升,重複上述的生長過程。這樣冰雹就一層透明一層不透明地增長;由於各次生長的時間、含水量和其它條件的差異,所以各層厚薄及其它特點也各有不同。最後,當上升氣流支撐不住冰雹時,它就從雲中落了下來,成為冰雹了。

2災害表現

冰雹

歷史上罕見的冰雹災害總的說來,冰雹有以下幾個特徵:

①局地性強,每次冰雹的影響範圍一般寬約幾十米到數千米,長約數百米到十多千米。

②歷時短,一次狂風暴雨或降雹時間一般只有2~10分鐘,少數在30分鐘以上。

③受地形影響顯著,地形越複雜,冰雹越易發生。

④年際變化大,在同一地區,有的年份連續發生多次,有的年份發生次數很少,甚至不發生。

⑤發生區域廣,從亞熱帶到溫帶的廣大氣候區內均可發生,但以溫帶地區發生次數居多。

3冰雹分類

冰雹

突降雞蛋大小冰雹根據一次降雹過程中,多數冰雹(一般冰雹)直徑、降雹累計時間和積雹厚度,將冰雹分為3級。

1、輕雹:多數冰雹直徑不超過0.5釐米,累計降雹時間不超過10分鐘,地面積雹厚度不超過2釐米。

2、中雹:多數冰雹直徑0.5~2.0釐米,累計降雹時間10~30分鐘,地面積雹厚度2~5釐米。

3、重雹:多數冰雹直徑2.0釐米以上,累計降雹時間30分鐘以上,地面積雹厚度5釐米以上。

4冰雹危害

冰雹

冰雹冰雹災害是由強對流天氣系統引起的一種劇烈的氣象災害,它出現的範圍雖然較小,時間也比較短促,但來勢猛、強度大,並常常伴隨著狂風、強降水、急劇降溫等陣發性災害性天氣過程。中國是冰雹災害頻繁發生的國家,冰雹每年都給農業、建築、通訊、電力、交通以及人民生命財產帶來巨大損失。據有關資料統計,中國每年因冰雹所造成的經濟損失達幾億元甚至幾十億元。

許多人在雷暴天氣中曾遭遇過冰雹,通常這些冰雹最大不會超過壘球大小,它們從暴風雨雲層中落下。然而,有的時候冰雹的體積卻很大,曾經有80磅的冰雹從天空中降落,當它們落在地面上會分裂成許多小塊。最神秘的是天空無雲層狀態下巨大的冰雹從天垂直下落,曾有許多事件證實飛機機翼遭受冰雹襲擊,科學家仍無法解釋為什麼會出現如此巨大的冰雹。

5冰雹預測

總述

冰雹

下冰雹冰雹是春夏季節一種對農業生產危害較大的災害性天氣。冰雹出現時,常常伴有大風、劇烈的降溫和強雷電現象。一場冰雹襲擊,輕者減產,重者絕收。那麼如何預測冰雹和預防冰雹呢?氣象臺站根據天氣圖、衛星雲圖分析和雷達監測,雖能提前作出預報,但準確中仍然不是很理想。中國勞動人民經過長期的看大實踐,積累了比較豐富的預測冰雹的經驗,這些經驗儘管預測時效不長,比較好用,歸納幾條以供參考。

感冷熱

如果下雹季節的早晨涼,溼度大,中午太陽輻射強烈,造成空氣對流旺盛,則易發展成積雨雲而形成冰雹。故有“早晨涼颼颼,午後打破頭”、“早晨露水重,後晌冰雹猛”的說法。

辨風向

下雹前常常出現大風而風向變化則烈。農諺有“惡雲見風長,冰雹隨風落”、“風擰雲轉、雹子片”等說法。另外如果連續刮南風以後,風向轉為西北或北風,風力加大時,則冰雹往往伴隨而來因此有“不刮東風不下雨,不刮南風不降雹”之說。

觀雲態

各地有很多諺語是從雲的顏色來說明下冰雹前兆的,例如“不怕雲裡黑烏烏,就怕雲裡黑夾紅,最怕紅黃雲下長白蟲”,“黑雲尾、黃雲頭,冰雹打死羊和牛”,因為冰雹的顏色,先足頂白底黑,然後中部現紅,形成白、黑、紅亂絞的雲絲,雲邊呈上黃色。從雲狀為冰雹前兆的說法還有“午後黑雲滾成團,風雨冰雹齊來”,“天黃悶熱烏雲翻,天河水吼防冰雹”等,說明當時空氣對流極為旺盛,雲塊發展迅猛,好象濃煙股股地直往上衝,雲層上下前後翻滾,這種雲極易降冰雹。

聽雷聲

雷聲沉悶。連綿不斷,群眾稱這種雷為“拉磨雷”。所以有“響雷沒有事,悶雷下蛋子”的說法。這是因為冰雹雲中橫閃比豎閃頻數高,範圍廣,閃電的各部分發出的雷聲和回聲,混雜在起,聽起來有連續不斷感覺。

識閃電

一般冰雹雲中的閃電大多是雲塊與雲塊之間的閃電,即“橫閃”,說明雲中形成冰雹的過程進行得很厲害。故有“豎閃冒得來,橫閃防雹災”的說法。

看物象

各地看物象測冰雹的經驗很多,如貴州有“鴻雁飛得低,冰雹來得急”、“柳葉翻,下雹天”山西有“牛羊中午不臥梁,下午冰雹要提防”、“草心出白珠,下降雹穩”等諺語。要注意以上經驗一般不要只據某一條就作定斷,而需綜合分析運用。

6冰雹防治

預報

冰雹

冰雹20世紀80年代以來,隨著天氣雷達、衛星雲圖接收、計算機和通信傳輸等先進設備在氣象業務中大量使用,大大提高了對冰雹活動的跟蹤監測能力。當地氣象臺(站)發現冰雹天氣,立即向可能影響的氣象臺、站通報。各級氣象部門將現代化的氣象科學技術與長期積累的預報經驗相結合,綜合預報冰雹的發生、發展、強度、範圍及危害,使預報準確率不斷提高。為了儘可能提早將冰雹預警信息傳送到各級政府領導和群眾中去,各級氣象部門通過各地電臺、電視臺、電話、微機服務終端和災害性天氣警報系統等媒體發佈“警報”“緊急警報”,使社會各界和廣大人民群眾提前採取防禦措施,避免和減輕了災害損失,取得了明顯的社會和經濟效益。

防治

中國是世界上人工防雹較早的國家之一。由於中國雹災嚴重,所以防雹工作得到了政府的重視和支持。已有許多省建立了長期試驗點,並進行了嚴謹的試驗,取得了不少有價值的科研成果。開展人工防雹,使其向人們期望的方向發展,達到減輕災害的目的。常用的方法有:①用火箭、高炮或飛機直接把碘化銀、碘化鉛、乾冰等催化劑送到雲裡去;②在地面上把碘化銀、碘化鉛、乾冰等催化劑在積雨雲形成以前送到自由大氣裡,讓這些物質在雹雲裡起雹胚作用,使雹胚增多,冰雹變小;③在地面上向雹雲放火箭打高炮,或在飛機上對雹雲放火箭、投炸彈,以破壞對雹雲的水分輸送;④用火箭、高炮向暖雲部分撒凝結核,使雲形成降水,以減少雲中的水分;在冷雲部分撒冰核,以抑制雹胚增長。

農業防雹措施

常用方法有:①在多雹地帶,種植牧草和樹木,增加森林面積,改善地貌環境,破壞雹雲條件,達到減少雹災目的;②增種抗雹和恢復能力強的農作物;③成熟的作物及時搶收;④多雹災地區降雹季節,農民下地隨身攜帶防雹工具,如竹籃、柳條筐等,以減少人身傷亡。

7雹災記錄

澳大利亞昆士蘭省布里斯班遭受30年來最強風暴吹襲,強風及冰雹造成至少39人受傷,有飛機及直升機被吹翻、大量建築物玻璃窗碎裂、多達9萬戶停電,估計損失達1億澳元。

冰雹

雹災後現場(5)2015年5月6日晚,河南省洛陽市突遭冰雹襲擊,並伴有雷雨大風,從網友發佈的圖片來看,冰雹猶如雞蛋大小,因冰雹“襲擊”,不少停在路邊的車玻璃被砸碎,車身也存在不同程度的受損。

2015年6月11日凌晨,北京市房山區琉璃河鎮中東部,遭冰雹襲擊,

致村莊受災嚴重,農田、果樹、蔬菜等受損。其中路村、北白、南白、石村災害較為嚴重,路村杏、葡萄幾近絕收,所幸沒有人員受傷。昨天,房山區政府官方微博發佈消息稱,在初步瞭解災情後,琉璃河鎮有關部門趕赴受災各村查看災情。目前,災害統計工作和農業保險出險工作正在進行中。現場果樹幾近絕收。

2015年7月20日,陝西省榆林市,榆林市橫山縣局地遭遇冰雹暴雨極端天氣。冰雹發生在當天下午15點10分至15點45分,持續半個多小時。冰雹多為鵪鶉蛋大,個別有雞蛋般大,導致當地莊稼損失慘重,玉米、豆子、蕎麥、西瓜、香瓜以及蘋果、梨等農作物、經濟作物受災嚴重。


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