冰雹形成的原理是什麼
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冰雹的原因是由於冷熱氣流對衝導致,兩種氣流相沖以後,隨時都可能會出現氣體液化然後再凝固的現象。
首先,我們要知道,冰雹是一種固態降水,也就是說,它是從雲裏掉下來的冰塊。
但是,不是所有的雲都能產生冰雹,只有一種特殊的雲叫作冰雹雲。
冰雹雲是由水滴、冰晶和雪花組成的,一般分爲三層:最下面一層溫度在0℃以上,由水滴組成;中間層溫度爲 20至0℃,由過冷卻水滴、冰晶和雪花組成;最上面一層溫度在 20℃以下,基本由冰晶和雪花組成。
那麼,冰雹是怎樣在這種雲裏形成的呢?
其實,這要歸功於強烈的上升氣流。在春夏季節,天氣轉暖,近地面形成不穩定的溫熱空氣,當高空有弱冷空氣時,冷暖氣流相遇,整層大氣呈現出上冷下熱的不穩定狀態,空氣對流,溼熱空氣迅速上升。這就爲冰雹的形成創造了有利的條件。
當上升氣流把雲的下部水滴帶到雲的中上層時,水滴便很快變冷,凝固成小冰晶。小冰晶在下降過程中,與過冷水滴碰撞後,就會形成冰雹胚胎。
由於冰雹雲中氣流升降變化很劇烈,冰雹胚胎就這樣上下翻滾,附着更多的過冷水滴,好像滾雪球似的.,越滾越大。一旦滾成大的冰雹,在雲中上升氣流託不住時,它就從空中摔下。
因此,我們可以得出一個結論:只有在有強烈的上升氣流向雲層輸送充足的水汽,並支撐 冰晶在雲中不斷增長到足夠大時,冰雹纔會形成。
雖然一提到“冰”字,大家可能會想到冬天,但是,冰雹一般多發生於5月至9月。這5個月下冰雹的天數達到了全年的80%,其中又以6月份最爲盛行。這是因爲這個時候正是春夏交替之際,大氣不穩定性最強。
下冰雹的時間一般不會很長,大約只有2至20分鐘。但是冰雹會給人類的生產、生活造成影響。強烈的冰雹損壞房屋、打毀莊稼、砸傷行人、危及人們的生命安全。所以,在遇到冰雹天氣時,我們要做好防範措施:
戶外人員應暫時停工,不要在高樓屋檐、電線杆等地躲避;
室內人員應避免外出,關閉門窗,妥善安置好易受冰雹影響的物品;
值得注意的是,在防冰雹的同時也一定要做好防雷電的準備。
1、夏季出現積雨雲時,頂層上部的溫度會降低到零下30攝氏度至零下50攝氏度。
2、上層雲有冰晶組成,下層雲中含有過冷水滴,再往下還有0攝氏度以上,含大量水滴的溫暖層。
3、冰晶在降落過程中進入冷水滴層,水在冰晶表面凍結,形成白色冰雹。
4、雹繼續降落到含有水滴的溫暖層,水滴再次凍結在雹的表面。
5、上升氣流無法承擔其重量時,冰雹就會落在地上。
冰雹生長的時間和它的含水量是由空氣環境影響的。所以說有的地區冰雹比較大,有點地區冰雹比較小,當上升到最後,氣流完全支撐不住冰雹的時候就會從雲中掉落下來。
其次是空氣中的積雲必須能夠發展到比較大的水滴凍結的高度,一般情況下是在零下12攝氏度到16攝氏度。如果積雲中的溫度比較低,可能形成不了凍結情況。
形成冰雹最基本的條件
1、要有強大的風力變化,這樣才能夠保證冰雹在雲層充分移動。
2、大氣中有不穩定層存在,必須要相當厚才行。
3、雲的垂直厚度不小於6~8km,保證冰雹的充分液化。
4、雲必須是傾斜式,在雲層內想要保證能夠有氣流上升,此時的雲層便不能是垂直向下,因爲垂直向下的重力勢能太大,需要的能量就非常巨大。因此傾斜式的'雲層更能夠讓氣流上升,並且在傾斜式雲層中,最容易完成冷熱空氣的對衝。
5、雲層中的水分必須要豐富,冰雹在形成的過程中需要大量的水分。因爲在上方冷空氣與下方熱流碰撞的過程中會形成少部分冰雹,但是在雲層當中會不斷地運動。運動過後冰寶的體積大小會發生變化,這時就需要大量的水分加以補充。
冰雹是凝華還是凝固
冰雹的形成既有凝華也有凝固過程。大量的熱水蒸汽升到高空遇冷,可直接凝華成固態的小冰晶,也有的先液化後凝固而形成。大量的小冰晶聚結在一起,達到一定程度後落下就形成了冰雹。
冰雹是一種天氣現象,夏季或春夏交替最爲常見。它是一些小如綠豆、黃豆,大似栗子、雞蛋的冰粒。它具有局地性強,歷時短,年際變化大,發生區域廣的特點。
其實在冰雹形成的過程當中,天空上雨水形成低溫的冰晶,然而這些冰晶在上升的過程當中會吸收很多的水滴,變成很大的冰晶。
這些冰晶在運動的過程中會出現冰凍情況,然後形成比較大的顆粒。這些顆粒會隨着一些溫度比較低水分,然後運輸到水量比較多的區域,這個區域會形成冰雹的核心區域。
其實在冰雹上升的過程當中會慢慢進入生長期,慢慢的一些雲層水量比較多,溫度不是很低,通過一些較低的水分碰撞之後會形成一層透明的冰層。
然後進入水量比較少的低溫區,這個時候主要由冰晶和少量的冷水組成,在凍結的過程中形成不透明的冰層,這個時候冰雹的大小已經開始慢慢成長。
在冰雹形成的.過程當中會在慢慢上升的過程中,慢慢開始下落。然後不斷的合成冰晶雪花和水滴,當落到溫度比較高的地區之後,和一些溫度比較低的水形成一個透明的水層球。
這時候如果再遇到一個更強的上升氣流區,那麼冰雹可能會再次上升,在這個過程當中可能會反覆出現生長的過程。
也就是說,冰雹生長的時間和它的含水量是由空氣環境影響的。所以說有的地區冰雹比較大,有點地區冰雹比較小,當上升到最後,氣流完全支撐不住冰雹的時候就會從雲中掉落下來。
在冰雹整個形成的過程當中也有抑制的條件,就是在大氣中必須要有非常厚的、不穩定雲層存在,這樣給形成有一個前提的基礎。
其次是空氣中的積雲必須能夠發展到比較大的水滴凍結的高度,一般情況下是在零下12攝氏度到16攝氏度。
如果積雲中的溫度比較低,可能形成不了凍結情況。在這個過程當中,還會有比較強的風變化。這樣能夠讓凍結的雨滴在風的作用下來回上下翻轉,收集更多的冰水。
冰雹形成的特徵一般是局地性比較強,也就是說冰雹的影響範圍可能只有幾十米或者是幾千米長,有的時候在十幾千米左右。而且它的時間比較短,一般是在十分鐘左右,很少在30分鐘以上的。
在一些地形比較複雜的地方冰雹產生的機率會越大,有的地區可能會一年出現好幾次,但有的地區發生的次數很少,甚至幾年都不發生一次。
其實冰雹有一定的季節性,大部分是在4~10月左右,也就是我國的春夏秋三季。這段時間空氣比較活躍,冷空氣活動比較頻繁,再加上暖空氣相對流之後,冰雹的產生速度就會更加快。
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