为什么天会下冰雹并冰雹怎么形
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冰雹是从积雨云中降落下来的一种固态降水。它主要发生在春夏之交的过渡季节对流发展旺盛的时候。冰雹的形状很多,有球状、圆锥状、椭球状或其它不规则的形状。冰雹的核心是由霰或冻结的雨滴构成,一般直径约为0.2~0.3毫米,大的直径可达6毫米。外面交替地包以透明和不透明的冰层,通常可以有3~5层,多的可达28层。冰雹的密度变化很大(0.1一0.9克/厘米’),平均密度约为0.7~0.8克/厘米3。雹的大小也很不相同,最常见的是直径介于0.5~3厘米之间的,最大的冰雹可达数千克重。在我国曾出现过4.5千克的冰雹,但世界各地降大冰雹的概率是比较小的。
冰雹的多层结构反映了它的复杂的生成过程。当冰雹与过冷却水滴碰撞时,水滴相继在冰雹表面上冻结,同时释放潜热。这潜热一部份消耗在冰雹的蒸发和空气的热传导上,一部份使冰雹温度升高。这则云内可能有两种情况:一种是云内气温低,含水量也很低,此时冰雹所能捕获的过冷却水滴并不多,冻结时释放的潜热也不多,并且很多热量很快扩散到空气中去,过冷却水滴与冰雹碰撞后能很快地冻结。原来水中溶解的空气和水滴之间存在的空气来不及逸散,于是冻结而形成不透明的冰层。因此,冰雹的不透明层反映了云内温度低,有水量小的生长条件。这种增长过程称为干增长过程。另一种情况是云内含水量充沛,气温高,此时冰雹捕获大量的过冷却水滴,冻结时释放出大量的潜热,由于冰雹蒸发与空气的热传导只消耗其中一部份热量,另一部份热量则使冰雹温度升高。最后在冰雹表面上形成一层水膜,由里向外慢慢地冻结,形成透明的冰层。显然,透明层反映了云内含水量高气温高的生成条件。这种增长过程称为湿增长过程。有人利用风洞模拟自然条件下冰雹的增长过程,发现除了干、湿增长的透明层与不透明层外,还有一种叫做“海绵”型的冰水混合层。因为冰中可以包含液态水,结构也较松散,故叫“海绵”冰层。海绵冰层是一种不稳定状态,它可以通过不同途径产生、还可能演变成干的不透明层或湿的透明层。由于失水变为多孔状干层,多孔状的干层嵌入水后也可以变成海绵层。产生海绵层的热力条件是当总的热量不完全散失,因而与冰雹碰并的水份未能全冻结又未被气流完全吹散掉,于是多余的水分残留在你的骨架之中,形成海绵状结构。设想冰雹是通过下述方式形成的。强大的风暴随着高空引导气流方向运动,发展旺盛的积雨云中,有一股强烈而稳定的向上倾斜的上升气流。当云中个别大水滴冻结成的冰粒,籍凝华过程迅速增长而成雹胚,这种雹胚第一次被上升气流携带上升时长成小冰雹,并沿轨迹AA向前运动,被抛出云外,降落在上升气流的前方,部分小冰雹可能再次进入倾斜的上升气流中。稍大的颗粒可能在强大的上升气流中部沿BB轨迹线运动。通过过冷水区继续增长并缓慢降落,然后在较低的高度上,再次卷入强大的上升气流之中,最后变成中等尺度的冰雹下降。如果云内强大的上升气流速度是随高度增加的,那么,有一部份适当尺度的颗粒随上升气流沿CC轨迹线运动,这时冰雹不断增大,而其下降速度也不断加大,当下降速度增加率相当于上升气流速度的增大时,冰雹最后可以长得很大,这就是大冰雹的形成过程。
综上所述,冰雹形成必需有以下条件:
(1)大气中必须有相当厚的不稳定层存在,
(2)积云必须发展到能使个别大水滴冻结的高度(一般认为温度达- 12~- 16℃);
(3)要有强的风切变;
(4)云的垂直厚度不小于6~8千米;
(5)云内含水量丰富。一般为3~8克/米’,在最大上升速度的上方有一个液态过冷却水的累积带;
(6)云内有倾斜的,强烈而不均匀的上升气流,一般在10~20米/秒以上;
(7)雹胚的数密度要小,一般为0.1~0.2个/米8左右(这些只是形成冰雹的必要条件,不是充分条件)。
冰雹的多层结构反映了它的复杂的生成过程。当冰雹与过冷却水滴碰撞时,水滴相继在冰雹表面上冻结,同时释放潜热。这潜热一部份消耗在冰雹的蒸发和空气的热传导上,一部份使冰雹温度升高。这则云内可能有两种情况:一种是云内气温低,含水量也很低,此时冰雹所能捕获的过冷却水滴并不多,冻结时释放的潜热也不多,并且很多热量很快扩散到空气中去,过冷却水滴与冰雹碰撞后能很快地冻结。原来水中溶解的空气和水滴之间存在的空气来不及逸散,于是冻结而形成不透明的冰层。因此,冰雹的不透明层反映了云内温度低,有水量小的生长条件。这种增长过程称为干增长过程。另一种情况是云内含水量充沛,气温高,此时冰雹捕获大量的过冷却水滴,冻结时释放出大量的潜热,由于冰雹蒸发与空气的热传导只消耗其中一部份热量,另一部份热量则使冰雹温度升高。最后在冰雹表面上形成一层水膜,由里向外慢慢地冻结,形成透明的冰层。显然,透明层反映了云内含水量高气温高的生成条件。这种增长过程称为湿增长过程。有人利用风洞模拟自然条件下冰雹的增长过程,发现除了干、湿增长的透明层与不透明层外,还有一种叫做“海绵”型的冰水混合层。因为冰中可以包含液态水,结构也较松散,故叫“海绵”冰层。海绵冰层是一种不稳定状态,它可以通过不同途径产生、还可能演变成干的不透明层或湿的透明层。由于失水变为多孔状干层,多孔状的干层嵌入水后也可以变成海绵层。产生海绵层的热力条件是当总的热量不完全散失,因而与冰雹碰并的水份未能全冻结又未被气流完全吹散掉,于是多余的水分残留在你的骨架之中,形成海绵状结构。设想冰雹是通过下述方式形成的。强大的风暴随着高空引导气流方向运动,发展旺盛的积雨云中,有一股强烈而稳定的向上倾斜的上升气流。当云中个别大水滴冻结成的冰粒,籍凝华过程迅速增长而成雹胚,这种雹胚第一次被上升气流携带上升时长成小冰雹,并沿轨迹AA向前运动,被抛出云外,降落在上升气流的前方,部分小冰雹可能再次进入倾斜的上升气流中。稍大的颗粒可能在强大的上升气流中部沿BB轨迹线运动。通过过冷水区继续增长并缓慢降落,然后在较低的高度上,再次卷入强大的上升气流之中,最后变成中等尺度的冰雹下降。如果云内强大的上升气流速度是随高度增加的,那么,有一部份适当尺度的颗粒随上升气流沿CC轨迹线运动,这时冰雹不断增大,而其下降速度也不断加大,当下降速度增加率相当于上升气流速度的增大时,冰雹最后可以长得很大,这就是大冰雹的形成过程。
综上所述,冰雹形成必需有以下条件:
(1)大气中必须有相当厚的不稳定层存在,
(2)积云必须发展到能使个别大水滴冻结的高度(一般认为温度达- 12~- 16℃);
(3)要有强的风切变;
(4)云的垂直厚度不小于6~8千米;
(5)云内含水量丰富。一般为3~8克/米’,在最大上升速度的上方有一个液态过冷却水的累积带;
(6)云内有倾斜的,强烈而不均匀的上升气流,一般在10~20米/秒以上;
(7)雹胚的数密度要小,一般为0.1~0.2个/米8左右(这些只是形成冰雹的必要条件,不是充分条件)。
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冰雹和雨、雪一样都是从云里掉下来的。不过下冰雹的云是一种发展十分强盛的积雨云,而且只有发展特别旺盛的积雨云才可能降冰雹。
冰雹,俗称雹子,有的地区叫冷子。当地表的水被太阳曝晒汽化,然后上升到了空中,许许多多的水蒸气在一起,凝聚成云。此时相对湿度为100%,当遇到冷空气则液化,以空气中的尘埃为凝结核,形成雨滴或冰晶,越来越大,于是就形成了冰雹。
当地表的水被太阳曝晒汽化,然后上升到了空中,许许多多的水蒸气在一起,凝聚成云,此时相对湿度为100%,当遇到冷空气则液化,以空气中的尘埃为凝结核,形成雨滴或冰晶,越来越大,当气温降到一定程度时,空气的水汽过饱和,于是就下雨了,要是遇到冷空气而没有凝结核,水蒸气就凝结成冰或雪,就是下雪了,如果温度急剧下降,就会结成较大的冰团,也就是冰雹。
夏天天气炎热,太阳把大地烤得滚烫,容易产生大量的近地面湿热空气。湿热空气快速上升,温度急骤下降,有时甚至低到-30℃。热空气中的水气遇冷凝结成水滴,并很快冻结起来形成小冰珠。小冰珠在云层中上下翻滚,不断将周围的水滴粘附凝结成冰,变得越来越重,最后就从高空砸了下来,这就是冰雹。
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2018-08-17 · 万昌机电,身边的机电。武汉市
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只要发生强对流天气,即气温比较高,上升气流活动剧烈,上升气流很强,就能将小冰晶托住,在空中不断长大,最终成为冰雹落下来。因此,下冰雹的主要条件是强对流天气。亚热带下冰雹比较少,但是只要遇到强对流天气也会有,特别是春夏之交会较多。
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