人民日報
隨著全球變暖,冰川退縮、積雪融化,或許一些人會認為,一個更熱的地球,應該意味著“冰越來越少”。
但天空中卻存在例外。在盛夏的雷暴云里,有一種冰正在快速生長——冰雹。冰雹往往給城市運行、農業生產、交通運輸等帶來不利影響。
有不少人好奇:為什么全球變暖的同時,冰雹卻好像越來越大?

2016年起,我們課題組發起了一場“冰雹換瑪瑙”的活動:邀請各地的朋友們收集冰雹樣本,我們攜帶冷藏設備上門取樣,并回贈瑪瑙鑰匙扣。
這些收集到的“小冰球”,成為我們做科學研究的關鍵素材。我們逐步摸清了升溫環境下冰雹強對流的變化規律,證實氣候變暖會顯著提升特大冰雹的發生概率,相關成果近期在國際學術期刊《自然》發表。
冰雹的秘密,藏在高空的云層中,那里猶如一個天然懸浮的冷凍庫。
隨著逐漸遠離地面的大熱源,大氣溫度會逐漸下降,在達到一定高度、氣溫低于0攝氏度后,“大冰庫”的冷凍條件就達成了,但還差一個關鍵因素——水源。
而水源,恰恰來自地面的輸送。
冰雹通常在炎熱的午后出現,這是因為地面經過較高溫度的“烘烤”,近地面大氣逐漸變熱膨脹、密度變低,達到某個閾值后,會帶著地面蒸發的水汽一同向上爬升,形成一條連接地面與高空的“輸送通道”。
隨著暖濕氣流不斷上升,水汽開始凝結甚至凍結,形成大量云滴和冰粒,這為冰雹的形成提供了水源。而強烈的上升氣流,則像一臺巨大的“升降機”,將這些云滴和冰粒不斷托舉到高空,讓它們在冰凍區中反復碰撞、生長,冰雹“胚胎”像滾雪球一樣變大,最終形成一顆顆從天而降的冰雹。
冰雹的大小跟全球變暖有什么關系?
這臺天空中的“升降機”,所用的“燃料”是水汽。水汽從氣態變成液態或固態時,會釋放隱藏在其中的能量——潛熱。這些能量不斷加熱上升氣流,使雷暴云像一座持續運轉的巨大發動機。
而更高的溫度,意味著大氣能夠容納更多水汽。水汽被輸送到高空之后,會釋放更多潛熱,“升降機”就有了更強的動力。同時,更多水汽也意味著更豐富的云水供應。簡單來說,變暖的大氣就像同時給雷暴云裝上更強的發動機、提供更多的原材料,冰雹因此有機會在云中停留更久、積累更多冰層,最終變得更大。
當然,冰雹的旅程并不會止步于云中。它從高空降落的那一刻,就開始融化。體積較小的冰雹,融化速度更快,往往會在到達地面前變成雨滴,而體積較大的冰雹由于自身儲存的冰量更多,融化速度更慢,最終較完整地落地。
全球變暖改變了自然災害的規律,這項研究為未來的冰雹防災減災策略提供了理論依據,讓我們不僅能更好地認識現在的冰雹,也能找到更有效的方式去應對它。
(人民日報)
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審核:遲斌
責編:遲斌












