文|李彥
冰雹災(zāi)害是一種常見的氣象災(zāi)害,它不僅具有很強的破壞力,而且“來得快去得更快”,預(yù)報難度大。為了讓大家科學(xué)認識冰雹,揭示冰雹高冷外表下的真實面目,下面我以冰雹的身份給大家做一個自我介紹。
我的名字叫冰雹,是一種可怕的氣象災(zāi)害,雖然我很可怕,面目卻一點兒都不可憎。橢圓形或者球形的我晶瑩剔透、閃閃發(fā)亮,外表看著可愛甜美,但內(nèi)心堅硬無比。我的個頭有時大有時小,小的像綠豆或石榴籽,大的像雞蛋一樣。我是個急脾氣,經(jīng)常來勢洶洶,所到之處所向披靡,莊稼遭殃,果樹零落,蔬菜大棚也被打得千瘡百孔,給大家?guī)砗艽蟮奈:?,因此農(nóng)民伯伯大都“談雹色變”。
人們都說我喜怒無常、來去匆匆、防不勝防,但實際上我還是較為“遵紀守法”的。我并不是全年都在,一般只是4—9 月份出來活動,而且我出現(xiàn)的時間是有規(guī)律的,大都在午后或傍晚,你知道在山西省運城市我最喜歡走哪幾條路徑嗎?悄悄告訴你:我在運城最喜歡走三條路徑,一條西北路徑、一條偏北路徑、一條西南路徑。
初夏時節(jié),在高空冷渦后部西北氣流引導(dǎo)下,我從陜西黃龍山出發(fā),沿西北路徑越過黃河,來到峨嵋?guī)X臺地的萬榮縣、臨猗縣,鹽湖區(qū)北部的弘芝驛鎮(zhèn)、上郭鄉(xiāng),成為當?shù)氐某??。有時我也從運城北部南下,去中條山東部的絳縣、聞喜縣、垣曲縣串串門;盛夏時節(jié),在副熱帶高壓邊緣西南氣流引導(dǎo)下,我從中條山西部的永濟市出發(fā),一路西行,成為永濟市、芮城縣的??停晃遗紶栆驳禁}湖區(qū)西部的席張鄉(xiāng)、金井鄉(xiāng)打擾一下當?shù)鼐用瘛S捎谶\城地理氣候獨特,地處北緯35°,屬于黃土高原區(qū),土層深厚,光照充足,雨量適中,無霜期長,溫差大,是世界上公認的最佳蘋果生產(chǎn)帶。萬榮縣就有世界聞名的“萬榮蘋果”。我要走的這些路徑上到處都是鮮美的瓜果,他們最害怕我了,農(nóng)民伯伯們更怕我會破壞他們的勞動成果,為此他們真的是“談雹色變”。聽說在氣象學(xué)上也有“雹打一條線”的說法。
我小的時候只是一個漂浮在空中的美麗水汽泡,如果不出意外的話,我會變成小水滴,“隨風潛入夜,潤物細無聲?!辈恍业氖俏矣龅搅颂囟ǖ臍庀髼l件,也就是我的成長環(huán)境,對我的物理變形起著決定作用。
大地在太陽短波輻射光的強烈照射下,會迅速增溫并以長波輻射的形式把近地面的空氣烤熱,由于地面和高空的溫差變大,進而產(chǎn)生上升運動。溫度越高,上升氣流就會越強烈,這時我會被強烈的上升氣流帶到0 ℃層以上的高空,隨著高度上升,溫度遞減,(在對流層中通常每上升100 米氣溫下降1 ℃)在往高空大氣層行進的過程中,大量水汽因降溫處于飽和狀態(tài),于是凝結(jié)成小水滴。如果繼續(xù)上升,氣溫會降至0 ℃以下,就會變成過冷卻水滴、冰晶和雪花。
上升氣流不斷發(fā)展,會產(chǎn)生龐大臃腫的積雨云,云的厚度可達數(shù)千米。積雨云下部溫度高于0 ℃,主要由水滴組成,中部溫度為0~-20 ℃,主要由過冷卻水滴組成;上部溫度為-20 ℃以下,有時達到-30~-40 ℃,主要由冰晶組成。在積雨云里,上升氣流變化無常,時強時弱,因為云體中上部氣溫比較低,我的許多水滴姐妹和冰晶兄弟抱團取暖結(jié)合在一起,充沛的水汽使我逐漸長大,越來越重。當上升氣流托不住我的時候,我又開始降落,在降落過程中,我不斷地和冰晶、雪花和水滴碰并繼續(xù)生長。當我落到較高溫度區(qū)時,過冷水滴便形成一個透明的冰層,這時如果落到氣流更強的上升氣流區(qū),我又將再次被上升氣流拋向高空,在水量較少的低溫區(qū),與冰晶、雪花合并,凍結(jié)形成一個不透明的冰層。在對流活動激烈的積雨云中,我被上升氣流反反復(fù)復(fù)地拋上拋下,與冰晶、雪花和過冷水滴碰并、凝結(jié),一層透明一層不透明地增長。由于各次生長的時間、含水量和其他條件的差異,我的伙伴們的厚薄及形狀也各不相同。我的生長過程就像滾元宵那樣,慢慢地變圓變胖、變冷變硬。當我長得又胖又大,直到氣流無法托起時,我和我的伙伴們便會成群結(jié)隊地從空中跌落至地面,這就是我的成長過程。
我們冰雹大部隊到來的時候,不是悄悄的,而是有聲有色的,大家可以提前通過“觀云測天”識別到我們將要到來。
聽雷聲 我來之前你會聽到沉悶的雷聲。冰雹云的雷聲特點就是沉悶,而且連綿不斷,聽起來像潮水翻騰之聲或拉磨的聲音,老百姓稱之為“悶雷”“拉磨雷”“連響雷”。為了形象表述這種天氣情形,老百姓總結(jié)的諺語有“干炸雷雨多”“不怕硬雷響破天,就怕悶雷擠破眼”等。
看閃電 我來之前你就會看到閃電“橫著懸在天上”。冰雹云也就是積雨云中的閃電,大多是云塊與云塊之間的閃電,也就是大家所說的“橫閃”??撮W電還有一個小竅門,云內(nèi)閃電每分鐘可達2~4次,這屬于弱一點的冰雹云;如果每分鐘達到6~10次,則屬于強雹云。
辨風向 我常和大風兄弟一起出行。下冰雹前一般都會刮大風,而且風向突變,一般常刮東風或東南風,然后突轉(zhuǎn)為西北風或北風。當?shù)乩习傩粘Uf:“西北遇東南,雹子沒有完”,“惡云見風長,冰雹隨風飛”。
觀云態(tài) 我所在的冰雹云高大威猛,云體龐大如聳立的高山,云的厚度可達7~18千米。我來勢兇猛,發(fā)展迅速,一般是上白下黑,周邊略帶土黃色。俗語說,“黑云黃邊子,必定降雹子”。
了解了這些特點,你就能判斷出我們冰雹大部隊是不是要來了。
為了提前監(jiān)測我所在的積雨云發(fā)展情況,氣象部門在全國布設(shè)了270 部天氣雷達,全天候?qū)Ψe雨云進行連續(xù)監(jiān)測,每隔6 分鐘就有一張雷達回波圖呈現(xiàn)在預(yù)報員眼前。
雷達回波圖由當?shù)氐牡貓D和不規(guī)則的顏色塊組成,顏色從藍色到綠色、黃色、橙色、紅色、紫色不等,顏色表示氣象雷達的回波強度,從藍色到紫色的漸進變化代表回波強度由小到大,降雨強度逐漸提升。圖的旁邊有雷達站名、時間和數(shù)據(jù)范圍,還有一條標示著數(shù)字的豎向顏色條,從藍色到紫色數(shù)字漸大,并標有數(shù)字單位為dBZ(表達雷達回波強度的一個物理量),范圍是10 ~70 dBZ。預(yù)報員們通過分析雷達回波圖,可以精密監(jiān)測冰雹云的形狀、強度、高度,分析冰雹云的移動路徑和影響區(qū)域。一般發(fā)現(xiàn)紅色、紫色的回波圖,就是我要來的先兆,這時預(yù)報員會及時發(fā)布冰雹潛勢預(yù)報、冰雹預(yù)警,提醒公眾規(guī)避冰雹帶來的損害。
為了有效抑制我在云中長大,運城市氣象局在我經(jīng)常出入的萬榮縣、臨猗縣等縣設(shè)置了密集的高炮作業(yè)點。當雷達監(jiān)測到冰雹云體高度達到7 千米、強度達到55 dBZ 時,就利用高炮、火箭炮直接把裝有碘化銀、干冰的炮彈發(fā)射到冰雹云的適當部位,碘化銀會和我爭奪云中的水分,我在冰雹云中躲來躲去,因水分不足不能繼續(xù)增大,就會變得越來越小,甚至嚇癱了變成雨水。有時我也很倔強,2021 年9 月22 日,臨猗縣果園里的蘋果快成熟了,我和兄弟們躲過炮彈襲擊,來到農(nóng)民伯伯的果園里大吃了一頓。
通過以上我的自白,相信大家對冰雹的身世已經(jīng)有所了解了。我們是大自然中的一種天氣現(xiàn)象,我們降落到地面上給大家造成的災(zāi)害并不是我們的初心,也希望人們能夠利用一些科技手段預(yù)知我們的到來,提前做好防災(zāi)減災(zāi)工作,以減輕我給大家?guī)淼臑?zāi)害。