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[摘 要]冰雹是一种破坏程度极大的气象灾害,其危害最大的对象往往是农业。冰雹对农作物枝、叶、茎以及果实会产生机械性损伤,严重的还会给农业造成绝收。与此同时,冰雹天气发生时常伴有阵性降雨、大风和降温等,这也加重了灾害的影响程度。这种自然灾害给人们群众的财产安全造成了严重的威胁。
[关键词]冰雹 形成 地面观测 财产安全
中图分类号:TQ577 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0300-01
冰雹是由强对流天气系统引发的剧烈气象灾害。以下笔者将结合自身多年实践工作经验,并通过本文,在阐述冰雹形成的基础上,归纳、总结冰雹地面观测的重点及其注意事项,力求在未来的工作中给人们提供一定的指导意见。
一、冰雹的形成
(一)冰雹形成的原理與条件
冰雹主要是来自于对流极为旺盛的积雨云中,当水汽伴随气流上升遇冷便会凝结成水滴,如果随着高度不断增加温度持续下降,那么当达到0摄氏度时,水滴便会凝结成为冰粒。在冰粒上升的过程中,还会逐渐吸附一些周边的小冰粒或者小水滴而变大,直至自身重量无法为上升气流承载便开始下落。当下落到较高温度区时,其表层便会融化成水,这一过程也会吸附周边的小水滴,此时如果再遇到强大上升气流被抬升,其表层便会再次凝结成冰,这样反复下去其体积会逐渐增大,直至其体积大于空气浮力,便向下降落。如果到地面还未融化成水而是固态冰粒,则为冰雹;若完全融化成水,那么就是我们常见的雨。
冰雹作为一种降自积雨云内的固态降水,其形成过程应具备下列条件:首先,大气内必须存在着相当厚度的不稳定层;其次,积雨云必须发展成为能够使部分水滴冰冻的温度,并且要具有较强的风切变;再次,云的垂直高度应不小于6至8千米;然后,积雨云内一定要含有丰富的水量,通常是3至8克/立方米,在最大上升速度的上方有一个液态过冷却水的累积带;最后,云中应含有强烈、倾斜而又不均匀的上升气流,通常是10至20米/秒。
(二)冰雹云的形成
通常情况下,积雨云都会产生雷阵雨天,但只有发展成为极强的积雨云,并且云体较为高大,云内具有强大的上升气流以及丰沛的水分,才能够形成冰雹,我们将这一类云称之为冰雹云,它主要是由水滴、结晶以及雪花构成,通常是3层,最下层的温度一般大于0摄氏度,由水滴构成;中间温度在0至-20摄氏度之间,由过冷却水滴、冰晶以及雪花构成;最上面一层的温度低于-20摄氏度,主要是由冰晶和雪花构成。冰雹运内的气流较为旺盛,一般在云前进的方向,都有一股极为强大的上升气流自云底进入到又从云的上部而留出,并且还有一股下沉气流自云后方中层流入,自云底留出。这两股具有组织上升和下沉的气流和环境气流相通,因而一般强雹云内气流结构相对更持续一些。强烈上升气流一方面可以给冰雹云输送充分水汽,另一方面支撑冰雹例子停留在云中,在长成至相当大小时开始下降。因此,冰雹是从积雨云被降落下来的固态降水。
二、冰雹的地面观测
(一)把握区域内冰雹盛期的气候情况
冰雹作为一种在中小尺度天气系统下的局地强对流天气现象,其具有显著的季节性特征,一般多发生在4月至7月之间,春夏之交最为频繁。若想把握区域冰雹的气候情况就应当不断分析总结区域内经常出现冰雹天气的具体范围、时间、强度以及季节,并且要分析总结区域内冰雹天气出现之前的气候要素变化以及征兆等,从而为地面观测冰雹打下坚实基础。
(二)掌握区域地理特征
按照区域冰雹天气的地理分布及灾害状况,熟悉掌握地形规律,减少对冰雹天气的错判和误判。冰雹的空间分布受海拔高度的影响特别显著,我国冰雹天气发生频率较高区域大多为高原或山区,通常情况下,山区冰雹天气的发生频率小于川区,海拔高的地区小于低的地区,迎风坡小于背风坡;较大冰雹天气较多发生在海拔高度为1000至1700米的山区背风坡。
(三)冰雹天气前的具体征兆
冰雹天气前造成气温较低,并且相对湿度较大,若是中午太阳辐射较为强烈,便容易使空气对流变得旺盛,更易发展成为积雨云,最终形成冰雹。冰雹是一种强对流天气现象,唯有形成旺盛积雨云才存在降冰雹的可能性,形成冰雹天气的云必须使积雨云,并且云边为黄色,云底低沉,阴暗混乱的云块迅速形成,云层上下所有翻滚。若积雨云在远方出现时,通常是闪电密集,纵横交错,云底为浓黑滚动状,由远及近,运动速度较快。当云体移动至观测站时,乌云压顶一般,铺天盖地袭来。冰雹来临时,往往伴有狂风,风向变化频繁;若是持续刮起南风,那么以后风向将转换成西风或北风,在风力增加时,冰雹天气可能马上要来临。此外,在冰雹天气来临之前由于大气有强烈的上升运动,气压将迅速下降,天气变得闷热,一些生物的活动将变得异常频繁。
(四)提前识别冰雹云
可以结合相关资料信息对冰雹云进行提前识别。自上个世纪七十年代以来,我国逐渐在冰雹云识别方面总结了诸多综合识别方法。当前对冰雹云的探测以及识别研究,主要朝着两个方向发展:首先是雷达的多参量化,能够收集到更多的云中例子信息,以此更加准确地对冰雹云加以识别;其次是应用云模式,通常是观测为主、数值模拟为辅的检测方式,寻找冰雹云的原始特征。分析研究区域雷达资料,寻找识别冰雹云的雷达指标。
结语:
总而言之,冰雹对流天气系统引起的剧烈气象灾害,具有出现范围小、时间急促、强度大、来势猛烈等诸多特点,并且过程中往往伴有强降雨、狂风、气温骤降等灾害性天气。而冰雹的地面观测是一项相对繁琐的工作,观测结果的准确性对保障人民财产安全具有重要作用。然而,由于冰雹天气自身的特点以及当前观测技术及水平的局限性,使得实际操作仍存在一定困难。基于这种情况,相关工作人员就应在未来的工作里对区域内的气候状况及具体特征进行充分了解,对冰雹出现之前的天气征兆进行细致研究,并加以识别。与此同时,工作人员还应不断加强业务知识学习,使冰雹天气来临时可以充分应对。
参考文献
[1] 周非非,肖辉,黄美元,等.人工抑制上升气流对冰雹云降水影响的数值实验研究[J].南京气象学院学报,2005,28(02):153-161.
[2] 王位泰,张天锋,李照荣,等.河套一次低涡强冰雹的新一代天气雷达回波研究[J].安徽农业科学,2011,39(06):3540 -3543.
[3] 樊利强,王迎春,陈明轩.利用雷达资料反演方法对北京地区一次强对流天气过程的分析[J].气象,2009,35(11):9-16.
[关键词]冰雹 形成 地面观测 财产安全
中图分类号:TQ577 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)41-0300-01
冰雹是由强对流天气系统引发的剧烈气象灾害。以下笔者将结合自身多年实践工作经验,并通过本文,在阐述冰雹形成的基础上,归纳、总结冰雹地面观测的重点及其注意事项,力求在未来的工作中给人们提供一定的指导意见。
一、冰雹的形成
(一)冰雹形成的原理與条件
冰雹主要是来自于对流极为旺盛的积雨云中,当水汽伴随气流上升遇冷便会凝结成水滴,如果随着高度不断增加温度持续下降,那么当达到0摄氏度时,水滴便会凝结成为冰粒。在冰粒上升的过程中,还会逐渐吸附一些周边的小冰粒或者小水滴而变大,直至自身重量无法为上升气流承载便开始下落。当下落到较高温度区时,其表层便会融化成水,这一过程也会吸附周边的小水滴,此时如果再遇到强大上升气流被抬升,其表层便会再次凝结成冰,这样反复下去其体积会逐渐增大,直至其体积大于空气浮力,便向下降落。如果到地面还未融化成水而是固态冰粒,则为冰雹;若完全融化成水,那么就是我们常见的雨。
冰雹作为一种降自积雨云内的固态降水,其形成过程应具备下列条件:首先,大气内必须存在着相当厚度的不稳定层;其次,积雨云必须发展成为能够使部分水滴冰冻的温度,并且要具有较强的风切变;再次,云的垂直高度应不小于6至8千米;然后,积雨云内一定要含有丰富的水量,通常是3至8克/立方米,在最大上升速度的上方有一个液态过冷却水的累积带;最后,云中应含有强烈、倾斜而又不均匀的上升气流,通常是10至20米/秒。
(二)冰雹云的形成
通常情况下,积雨云都会产生雷阵雨天,但只有发展成为极强的积雨云,并且云体较为高大,云内具有强大的上升气流以及丰沛的水分,才能够形成冰雹,我们将这一类云称之为冰雹云,它主要是由水滴、结晶以及雪花构成,通常是3层,最下层的温度一般大于0摄氏度,由水滴构成;中间温度在0至-20摄氏度之间,由过冷却水滴、冰晶以及雪花构成;最上面一层的温度低于-20摄氏度,主要是由冰晶和雪花构成。冰雹运内的气流较为旺盛,一般在云前进的方向,都有一股极为强大的上升气流自云底进入到又从云的上部而留出,并且还有一股下沉气流自云后方中层流入,自云底留出。这两股具有组织上升和下沉的气流和环境气流相通,因而一般强雹云内气流结构相对更持续一些。强烈上升气流一方面可以给冰雹云输送充分水汽,另一方面支撑冰雹例子停留在云中,在长成至相当大小时开始下降。因此,冰雹是从积雨云被降落下来的固态降水。
二、冰雹的地面观测
(一)把握区域内冰雹盛期的气候情况
冰雹作为一种在中小尺度天气系统下的局地强对流天气现象,其具有显著的季节性特征,一般多发生在4月至7月之间,春夏之交最为频繁。若想把握区域冰雹的气候情况就应当不断分析总结区域内经常出现冰雹天气的具体范围、时间、强度以及季节,并且要分析总结区域内冰雹天气出现之前的气候要素变化以及征兆等,从而为地面观测冰雹打下坚实基础。
(二)掌握区域地理特征
按照区域冰雹天气的地理分布及灾害状况,熟悉掌握地形规律,减少对冰雹天气的错判和误判。冰雹的空间分布受海拔高度的影响特别显著,我国冰雹天气发生频率较高区域大多为高原或山区,通常情况下,山区冰雹天气的发生频率小于川区,海拔高的地区小于低的地区,迎风坡小于背风坡;较大冰雹天气较多发生在海拔高度为1000至1700米的山区背风坡。
(三)冰雹天气前的具体征兆
冰雹天气前造成气温较低,并且相对湿度较大,若是中午太阳辐射较为强烈,便容易使空气对流变得旺盛,更易发展成为积雨云,最终形成冰雹。冰雹是一种强对流天气现象,唯有形成旺盛积雨云才存在降冰雹的可能性,形成冰雹天气的云必须使积雨云,并且云边为黄色,云底低沉,阴暗混乱的云块迅速形成,云层上下所有翻滚。若积雨云在远方出现时,通常是闪电密集,纵横交错,云底为浓黑滚动状,由远及近,运动速度较快。当云体移动至观测站时,乌云压顶一般,铺天盖地袭来。冰雹来临时,往往伴有狂风,风向变化频繁;若是持续刮起南风,那么以后风向将转换成西风或北风,在风力增加时,冰雹天气可能马上要来临。此外,在冰雹天气来临之前由于大气有强烈的上升运动,气压将迅速下降,天气变得闷热,一些生物的活动将变得异常频繁。
(四)提前识别冰雹云
可以结合相关资料信息对冰雹云进行提前识别。自上个世纪七十年代以来,我国逐渐在冰雹云识别方面总结了诸多综合识别方法。当前对冰雹云的探测以及识别研究,主要朝着两个方向发展:首先是雷达的多参量化,能够收集到更多的云中例子信息,以此更加准确地对冰雹云加以识别;其次是应用云模式,通常是观测为主、数值模拟为辅的检测方式,寻找冰雹云的原始特征。分析研究区域雷达资料,寻找识别冰雹云的雷达指标。
结语:
总而言之,冰雹对流天气系统引起的剧烈气象灾害,具有出现范围小、时间急促、强度大、来势猛烈等诸多特点,并且过程中往往伴有强降雨、狂风、气温骤降等灾害性天气。而冰雹的地面观测是一项相对繁琐的工作,观测结果的准确性对保障人民财产安全具有重要作用。然而,由于冰雹天气自身的特点以及当前观测技术及水平的局限性,使得实际操作仍存在一定困难。基于这种情况,相关工作人员就应在未来的工作里对区域内的气候状况及具体特征进行充分了解,对冰雹出现之前的天气征兆进行细致研究,并加以识别。与此同时,工作人员还应不断加强业务知识学习,使冰雹天气来临时可以充分应对。
参考文献
[1] 周非非,肖辉,黄美元,等.人工抑制上升气流对冰雹云降水影响的数值实验研究[J].南京气象学院学报,2005,28(02):153-161.
[2] 王位泰,张天锋,李照荣,等.河套一次低涡强冰雹的新一代天气雷达回波研究[J].安徽农业科学,2011,39(06):3540 -3543.
[3] 樊利强,王迎春,陈明轩.利用雷达资料反演方法对北京地区一次强对流天气过程的分析[J].气象,2009,35(11):9-16.