冰雹的形成及特征

冰雹的形成及特征

2016-11-10 作者: xuzhiping 浏览: 5560 次

摘要: 冰雹是从发展旺盛的积雨云中降落到地面上的固体降水物,是一种圆形或不规则的透明与不透明相间的冰球或冰块。其直径大小不一,一般只有5~20mm,有的可达30mm。冰雹对农业生产的危害极大,轻者减产,重则颗粒无收。还可砸坏建筑物,危及人畜安全。 (一)冰雹的形成 冰...

冰雹是从发展旺盛的积雨云中降落到地面上的固体降水物,是一种圆形或不规则的透明与不透明相间的冰球或冰块。其直径大小不一,一般只有5~20mm,有的可达30mm。冰雹对农业生产的危害极大,轻者减产,重则颗粒无收。还可砸坏建筑物,危及人畜安全。

(一)冰雹的形成

冰雹的形成多数与冷空气的活动直接有联系。它形成于冷锋、切变线和髙空槽及冷涡西部,而以冷锋附近出现的机会最多。形成冰雹的积雨云常沿山脉、河谷移动,故降電地区往往呈现狭小的带状分布。一般宽度仅3~5km或更窄,长可达几千米至几十千米,甚至更长,故有“雹打一条线的说法。

冰霉虽是从强盛的积雨云中产生的,但有积雨云不一定都产生冰雹。形成冰雹必须具备以下四个条件:

(1)积雨云发展要特别旺盛,其垂直尺度应超过6km,以便有低温产生和很大的气温垂直梯度而形成冰雹。

(2)积雨云中要有一定数量的雹核存在。

(3)积雨云中要有时强时弱的上升气流,其速度应在15m/s以上,使冰雹形成之前不至于提前落地。

(4)积雨云中要有丰富的水汽,其含量应在15g/m3以上,以保证冰雹迅速增大。

(二)雹云特征

雹云有其自身的特点,识别时主要从以下几个方面着手:

1.貌

远看云如山峰耸立,云头如开锅水翻滚,或如怒发直冲云霄;近看云底扰动剧烈,常呈现滚轴状或悬球状,云下伴有黑色碎云乱飞。

2.色

云乌黑,黑中带暗红,上部黄色,呈黑云黄边状。

3.声

雷声沉闷,连绵不断,称为“拉磨雷”,云中多横闪,有的雹云临近时,可听到一种好似山中瀑布的声音。

4.态

指云的发展变化动态。所谓有“云打架”、“云搭桥”等都是两块云合并后猛烈发展成雹云。“云回头”是指移动雹云突然改变方向,或在本地打转。

(三)冰雹的形成过程

在高厚的冰電云中,云顶温度可低达-40℃以下,云底温度在0℃以上,云中间有一条0℃等温线。因而各层云滴结构也不一样,顶部为冰晶和雪花,中部为过冷水滴和冰晶,底部为水滴。当气流上升时,云底部的水滴和上部的冰晶、雪花等碰撞在一起,冻结成冰雹的核心。由于冻结的时间很短,雹心里混有空气,成为白色疏松的不透明体,这就是雹核。雹核形成后,在时强时弱的气流作用下上下翻滚,下降时,当落到0℃以上的水滴云中,此时雹核外层的冰壳表面被溶化,并不断有水滴在其表面凝结,使雹核增大,上升时,到达云的中部后,过冷水滴在雹核周围冻结成透明层,再往上,便是冰晶和雪花凝结在雹核外围,形成不透明层,然后又开始下降,体积和重量再次增大,如此下去,透明层和不透明层的同心层如同“滚元宵”一样越滚越大,直至重力超过气流浮力,受重力作用降落到地面就成为冰雹。

(四)冰雹发生的规律

冰雹多发生在春末夏初季节交替时,这个时期暖空气逐渐活跃,带来大量的水汽,而冷空气活动仍很频繁,这是冰雹形成的有利条件。在夏秋之交冰雹也常发生,冬季很少降雹。在一天中,冰雹多出现在14:00~17:00。冰雹云的范围不大,多数不到20km,移速可达50km/h。所以降雹的持续时间比较短,一般在5~15min之间,也有长达1h以上的,但为数极少。我国冰雹的地理分布特点是:山地多于平原,高原山地多于盆地,中纬度多于高纬度和低纬度,内陆多于沿海,北方多于南方。全国有三个多雹区,即青藏高原、北方和南方多雹区。易发生冰雹的地形是:山脉的向阳坡、迎风坡,山麓和平原交界地带,山谷,山间盆地,马蹄形地形地区。冰雹源地多出于山区或山脉附近10~20km的地带。

降雹从时间上看,我国一般出现在4~9月份,并随季节的变化逐渐向北推移。2~3月份以西南、华南和江南为主,4~6月份中旬以江淮流域为主,6月份下旬至9月份以西北、华北和东北为主。

(五)人工防雹

对于冰雹的防御,可采用一些植树造林、布局抗雹作物、灌水和紧急抢收等措施,更主要的还是进行人工消雹。人工消雹可以防止冰雹的产生或减轻危害。目前,人工消雹一般采用以下两种方法:

1.爆炸法

爆炸法是采用炸药包、土迫击炮、土火箭、三七高炮等进行消雹。其原理是用爆炸时产生的冲击波和声波的振荡力,干扰空气的垂直运动规律,促使已有的云中降水粒子提前下落,间接影响雹云的发展和冰電生长。同时爆炸时的冲击波使空气绝热膨胀可使云中过冷水滴冻结,造成大量胚胎,结果使每个冰雹都长不大,它们在降落时,或者化为水滴,或者成为危害很小的小冰雹,从而达到防雹之目的。爆炸法除可影响冰雹的生成条件,还可以炸碎一些大冰块。

2.播撒催化剂法

这种方法是利用飞机气球、高炮、小火箭等把碘化银或碘化铅等微粒撒播在冰雹云中,由于云中增多了凝结核,可以使云中的水汽和冰晶形成众多的小冰雹和水滴,从而减轻危害。

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