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而形成各種不同雲狀,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,隻有幹對流。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,雲厚可達4~5千米。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10千米左右,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,而隻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:最下麵一層溫度在0益以上,由水滴組成;中間溫度為-20~0益,由過冷卻水滴、冰晶和雪花組成;最上麵一層溫度在-20益以下,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。這裏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。
冰雹是從積雨雲中降落下來的一種固態降水。冰雹的形成需要以下幾個條件:(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高度(一般認為溫度達-12~-16益)。
(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/米3,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。
在冰雹雲中冰雹又是怎樣長成的呢?
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並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的生長條件。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,這裏主要由冰晶、雪花和少量過冷水滴組成,雹核與它們黏並凍結就形成一個不透明的冰層。這時冰雹已長大,而那裏的上升氣流較弱,當它支托不住增長大了的冰雹時,冰雹便在上升氣流裏下落,在下落中不斷地並合冰晶、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、含水量和其他條件的差異,所以各層厚薄及其他特點也各有不同。最後,當上升氣流支撐不住冰雹時,它就從雲中落下來,成為我們所看到的冰雹了。
冰雹有哪些特征
總的說來,冰雹有以下幾個特征:
(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)曆時短,一次狂風暴雨或降雹時間一般隻有2~10分鍾,少數在30分鍾以上。
(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。
冰雹的分類
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厘米,累計降雹時間不超過10分鍾,地麵積雹厚度不超過2厘米。
(2)中雹:多數冰雹直徑0.5~2.0厘米,累計降雹時間10~30分鍾,地麵積雹厚度2~5厘米。
(3)重雹:多數冰雹直徑2.0厘米以上,累計降雹時間30分鍾以上,地麵積雹厚度5厘米以上。
冰雹造成的危害