“变异”降水 ——冰雹

文｜王建民 郑秀文 高宏伟

冰雹的加工厂

冰雹的产生离不开冰雹云这个加工厂，冰雹云的产生需一定的条件和过程。夏季，晴朗的日子里，午后火辣辣的太阳直射大地，大地聚集的巨大热量迅速传导给地面空气，地面空气受热体积膨胀、重量变轻，不断升高扩散，周围较重的冷空气则乘机源源不断地向地面下降补充，形成了空气对流。

变热的空气里面含有大量水汽，水汽被上升气流持续推送到一定高度，随着高度升高，温度逐渐降低，空气变冷了，水蒸气就渐渐凝结成小水滴。刚开始许许多多的小水滴在高空形成了底部平坦、上部隆起、呈馒头状的单体云朵，人们形象地称作“馒头云”，气象学叫作“淡积云”。

云朵源源不断地受到地面上升空气的补充和推动，使云体像发酵的面团一样不断膨胀，顶部一团一团向外向上隆起，状如菜花，人们形象地称之为“菜花云”，气象学叫“浓积云”。随着对流不断加强，浓积云会乘势继续发展，云端顶部的温度因高度升高降到0 ℃以下，此时的水滴并未形成过冷却水滴。

随着对流的增强，云体继续快速发展，当升到七八千米甚至九千米以上的高空，云体随高度升高，气温逐渐下降，当云的上部几乎全为冰晶组成时，云顶向上发展受阻只好迅速向四周扩散，中间的云层由冰晶和过冷却水滴混合而成，底层由水滴组成，随着堆积的水滴越来越多，云底部变得又浓又黑，气象学称作“积雨云”。有积雨云，可能会下雷阵雨，但并不意味着一定下冰雹；如果下冰雹，一定离不开积雨云。能下冰雹的积雨云人们习惯称作“冰雹云”。

冰雹云比一般的积雨云云层较低，但云顶却比积雨云高，少则八九千米，多则超过万米，冰雹云云体高大而厚实，云体发展特别快、特别旺盛。当冰雹云出现时，天空黑压压的如傍晚来临，若从侧面看冰雹云底部常呈现黄红色，云中往往会出现横闪并伴随着沉闷的雷声，像推石磨发出的“隆隆”声音。

冰雹的形成

任何事物的形成都需具备一定的条件，由小到大发展是一个循序渐进的过程。冰雹按其形成过程首先是形成胚胎，胚胎逐渐发展成小雹，小雹反复发展成为大雹。其形成过程基本如下：胚胎是冰雹形成的萌芽阶段，没有这个胚胎就无法形成冰雹。如果把一个冰雹从中间分开，从其剖面就可以看见，冰雹胚胎就是冰雹最里面白而不透明的球状小珠，它是无光泽、不光滑的球状小珠，大小在2～5毫米。云底部不断增长的水滴在上升途中成为过冷却水滴，它们或者跟冰晶、雪花融合在一起，或者自然冻结形成冰雹的最初胚胎。

小雹以软雹为核，是表面透明、中心不透明的白色冰珠，其直径小于5毫米。在旺盛的积雨云中，上升气流时强时弱，小雹上上下下与过冷却水滴相碰撞，产生冻结，以及和冰晶、雪花黏附，使它裹上一层层冰衣，像滚雪球般不断滚大，如此反反复复，直到上升气流无力托住它的时候，便从空中降落到地面，这就是我们见到的冰雹。冰雹的形状各式各样，大部分类似球形，特殊情况也有各种不规则形状，落地的冰雹体积通常比小雹要大得多，直径从5毫米到几厘米或十几厘米不等，小的如绿豆、黄豆大小，大的可像鸡蛋、拳头，甚至更大。

冰雹产生于冰雹云中，冰雹云是发展特别强盛的积雨云，它是由水滴、冰晶和雪花组成的。

冰雹形成需要同时具备几个条件：首先，冰雹云发展得特别旺盛，垂直厚度高，一般要超过8千米，因为只有在这样的高空，温度才会比较低，过冷却水滴才能自然冻结，产生适量的冰雹胚胎，否则冰雹无从生成。其次，冰雹云中必须具有足够强烈的上升气流，能够托住冰雹，使冰雹在长大之前不会提前掉落。按科学测算，在冰雹云中上升气流速度必须要在15米/秒以上才行。冰雹一般出现的范围并不大，大多呈带状分布，老百姓有“雹打隔畔田”“雹打一条线”的说法。

冰雹的出现

冰雹不仅性子急，脾气也很怪。冰雹出现的地点一般北方多南方少，山区多平原少，内陆多沿海少。冰雹的分布特征和大规模冷空气活动及地形有很大的关系。山西省一带极锋急流活动频繁，地形地貌多样，高山、丘陵、盆地起伏较大，森林和地表植物覆盖率相差很大，炎热的夏季地面受热极不均匀，极易形成局地强对流天气，有利于冰雹的形成和发展，因此山西冰雹天气较多，尤其五台山、恒山、吕梁山、太行山、管涔山、芦芽山以西山区等地，忻定盆地、雁北盆地是冰雹多发地带。

冰雹一般出现在下午到傍晚，因为这个时间段大气层结极不稳定，冷暖空气活动频繁，对流作用是一天中最强的。冰雹天气一般来得快、去得也快，有时仅几分钟，有时持续十几分钟，不会像下雨能持续几小时、几十小时。

山西历史上1—12月均有降冰雹的记载，但一般出现在4—11月，4月冰雹多出现于运城、临汾、晋城、长治等地区，5月多出现在忻州及以北地区，6月各地冰雹普遍增多，多出现于恒山、五台山、芦芽山和神池、五寨、宁武、岢岚等地。7月多出现在雁北北部。山西的农业生产季节主要集中于5—9月，而冰雹主要出现在6—8月，因而雹灾对农业生产的影响很大。

冰雹的应对

冰雹是北方较为严重的气象灾害，它对农业的危害虽然不像干旱、涝灾等影响时间长、面积大，但由于它的形成和发展快，来势凶猛，往往伴随着大风、雷电等，破坏力强，且雹灾发生季节正是农作物、蔬菜和果品生长发育的主要阶段，一旦有雹灾常常会给一些地区的农业生产造成严重损失，甚至会导致蔬菜减收、果品绝产、粮食颗粒无收。

随着人类认识自然、改造自然的能力逐渐增强以及科学技术的快速发展，气象部门在不断加强对雹灾形成原理及规律的研究，积极开展人工防雹消雹，为地方经济建设作出贡献。

所谓人工防雹，是指人们利用科技改变冰雹生成过程或破坏生成的大冰雹以达到消除或减轻冰雹降落地面的目的而采取的方法。通常，实施消雹作业主要有两种方法。一为催化法：用高炮或火箭将装有碘化银的弹头发射到冰雹云中，以喷焰或爆炸的方式播撒碘化银，制造适量的冰核、冰晶，形成雹胚时会消耗大量的过冷云滴，使所有的雹胚都无法长大。冰雹下降时有的会融化，就形成了水滴，或者变成小冰雹，让冰雹大的变小，小的变没。第二种方法为爆炸法：用高炮、火箭、焰弹等在冰雹云中爆炸，产生冲击波，使云中还没有形成足够大的冰雹就被降落下来；另一方面，使云中雹胚快速增加，迅速减少周围水汽，阻止冰雹继续增大。