冰雹是怎样形成的

人气:119 ℃/2024-03-01 14:37:14

冰雹像雨雪一样从云层中落下。然而,冰雹云是一种非常强的积雨云,只有特别强的积雨云才能下冰雹。

积雨云和各种云一样,是由地面附近的空气上升和凝结形成的。空气从地面上升。在上升过程中,空气压力降低,体积膨胀。如果上升的空气与周围环境之间没有热交换,则由于膨胀的能量消耗,空气温度会降低。这种温度变化称为绝热冷却。根据计算,大气中每上升100米,由于绝热变化,温度将降低约1度。我们知道,在恒定的温度下,空气中所含的水蒸气量是有限的。达到这个极限叫做“饱和”。温度降低后,空气中可能含有的水蒸气量将减少。因此,在上升运动中,由于绝热冷却,未饱和的空气可能达到饱和。空气达到饱和后,多余的水蒸气将附着在空气中漂浮的冷凝芯上,形成水滴。当温度低于摄氏零度时,多余的水蒸气将凝结成小冰晶。这些水滴和冰晶******在一起,漂浮在空气中,形成云。

大气中有各种形式的空气运动,形成不同形式的云。对流运动形成的云包括轻积云、厚积云和积雨云。它们统称为积云。它们是孤立的向上发展的云,因为对流运动中有上升和下降运动。云通常在上升气流区域形成,而云在下降气流区域形成间隙,有时可以看到蓝色的天空。

由于不同的对流强度,累积云形成不同的云形状,它们的云大小差异很大。如果云中的对流运动非常弱,上升气流无法达到凝结高度,则不会有云,只有干对流。如果对流很强,它可以发展并形成积云。积云顶部呈西兰花状,由许多轮廓清晰的凸形云泡组成,云厚可达4-5km。如果对流运动非常剧烈,积雨云就会形成。云层底部很暗,云层顶部很高,高达10公里左右。云顶的边缘变得模糊,云顶经常膨胀形成铁砧。一般积雨云可能会产生雷暴,但只有发展出特别强的积雨云,云体非常高,云中有强烈的上升气体,云中有大量的水,才会产生冰雹。这种云通常被称为冰雹云。

冰雹云由水滴、冰晶和雪花组成。一般有三层:最底层温度在0℃以上,由水滴组成;中间温度在0℃至-20℃之间,由过冷水滴、冰晶和雪花组成;最上层温度在-20℃以下,它基本上由冰晶和雪花组成。

在冰雹云中,气流非常强。通常,在云的前进方向,一股非常强烈的上升气流从云的底部进入,然后从云的上部流出。另一股下沉气流从云层后面的中间层流入,然后从云层底部流出。这是经常发生冰雹的降水区。这两种有组织的上升气流和下降气流与周围气流有关,因此强冰雹云的气流结构一般是相对连续的。强烈的上升气流不仅向冰雹云输送足够的水蒸气,而且支持冰雹粒子留在云中,使其在下落之前增长到相当大的尺寸。

冰雹是如何在冰雹云中生长的?在冰雹云中,强烈的上升气流携带着许多大大小小的水滴和冰晶。一些水滴和冰晶结合并冻结成更大的冰粒。这些粒子和过冷水滴通过上升气流输送到含水量累积区,并可能成为冰雹核心。这些冰雹的初始生长核心在含水量积累区具有良好的生长条件。冰雹核心a进入上升气流下的生长区后,在含水量大、温度低的区域与过冷水滴碰撞,形成透明冰层,然后向上进入含水量小的低温区。在这里,它主要由冰晶、雪花和少量过冷水滴组成。冰雹核心附着在冰雹上并冻结形成不透明的冰层。此时,冰雹增多,上升气流减弱。当冰雹无法支撑不断增长的冰雹时,冰雹将以上升气流的形式下落,并通过不断合并冰晶、雪花和水滴而继续增长。当它下降到较高的温度区域时,过冷的水滴将形成透明的冰层。此时,如果冰雹落入另一个更强的上升气流区,冰雹将再次上升,并重复上述增长过程。这样,冰雹就变得越来越透明。由于生长时间、含水量等条件的不同,各层的厚度等特性也不同。最后,当上升气流无法支撑冰雹时,它会从云层中落下,成为我们看到的冰雹

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