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冰雹的形成原因

一、积雨云与冰雹的起源

1. 水汽的升腾与积雨云的诞生

话说这地表的水汽,它不断地通过蒸发、蒸腾的方式被送往大气层。每当冷暖空气交汇或者地表受热时,这些水汽便汇聚成一股强大的力量,形成强烈的上升气流。这气流中的水汽在上升过程中,因为绝热冷却,逐渐凝结成小水滴或冰晶,这就是积雨云的雏形。

2. 低温世界的冰晶初现

积雨云的上部,那是一个冰冷的世界,温度常低于-20℃。在这样的低温环境下,水汽不是凝结成小水滴,而是直接凝华为冰晶。这些冰晶,就像是冰雹形成的最初的小小颗粒。

二、冰粒的成长历程

1. 凝华与碰撞:冰粒的初长成

这些小小的冰晶,并不满足于一开始的形态。它们会通过吸附周围的水汽(这个过程叫做凝华),还会与其他冰晶、过冷水滴相互碰撞(称为碰并),不断地增大自己的体积,形成了所谓的雹胚。

2. 升降间的华丽转身:冰雹的层积过程

想象一下,这些雹胚被强烈的上升气流托举上升,遇到了低温区,水分被冻结。当它们下沉时,又吸附了液态水,再次被抬升冻结。就这样,反复循环,形成了冰雹特有的透明与不透明相间的层状结构。每一次循环,都能让冰雹直径增加0.2-5mm。

三、冰雹诞生的关键要素

想要冰雹诞生,可不是件容易的事,它需要满足一系列的条件:

强上升气流:想象一下风速达到或超过15m/s的垂直风,它可是支撑雹胚多次循环的大功臣。

温度梯度:积雨云中存在着从0℃到-40℃的垂直温差,为冰晶的生成和增长提供了理想环境。

过冷水滴的富集:云体中需要维持至少1g/m³的液态水含量,为冰雹的成长提供充足的“养料”。

深厚的云体:积雨云的厚度要达到6km以上,确保冰雹有足够的空间增长。

当这雹体重量超过上升气流的托举力(通常直径超过5mm)时,它便不再被气流托举,坠落地面,成为我们所说的冰雹。这一过程通常在春夏季节的雷暴云、超级单体等强对流系统中发生,并伴随着大风、暴雨等极端天气现象。

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