冰雹屬於什麼物理現象
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冰雹屬於凝華以及凝固現象
冰雹是什麼物理現象
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。
形成條件
①大氣中必須有相當厚的不穩定層存在。
②積雨雲必須發展到能使個別大水滴凍結的溫度(一般認爲溫度達-12~-16℃)。
③要有強的風切變。
④雲的垂直厚度不能小於6~8千米。
⑤積雨雲內含水量豐富。一般爲3~8克每立方米,在最大上升速度的上方有一個液態過冷卻水的累積帶。
⑥雲內應有傾斜的、強烈而不均勻的上升氣流,一般在10~20米/秒以上。
主要分類
1、輕雹:多數冰雹直徑不超過0.5釐米,累計降雹時間不超過10分鐘,地面積雹厚度不超過2釐米。
2、中雹:多數冰雹直徑0.5~2.0釐米,累計降雹時間10~30分鐘,地面積雹厚度2~5釐米。
3、重雹:多數冰雹直徑2.0釐米以上,累計降雹時間30分鐘以上,地面積雹厚度5釐米以上。
大霧是什麼物理現象
從物理角度來說,霧的形成源於接近地面的大氣溫度下降,飽和水汽壓降低,使得原大氣中所能容納的氣態水過量析出,附着在懸浮在空氣中的微粒百上,形成“霧滴”懸浮於地面附近。
由於水的`蒸發,大氣中含有一定的氣態水,一定大氣溫度下,所能容納的水的最大的度量是一定的,物理上以“飽和水汽壓知”來描述,一般氣溫高,飽和水汽壓高,也就是可以容納較多的水氣,氣溫低的飽和水汽壓就低,氣溫高時已經存在的較多水氣,因爲氣溫下降,飽和水汽壓降低,不能再容納時,道只好成爲液體從空氣中分離出。
冰雹作爲一種天氣現象,本質上屬於降水的一種,我們通常稱爲“固態降水”,雖然和雨、雪一樣都是從雲裏掉下來的,而冰雹誕生的雲稱爲冰雹雲。冰雹雲是由水滴、冰晶和雪花組成,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。
在冰雹雲中,上升氣流變化無常,當上升氣流比較強時,它把雲的下部水滴帶到雲的中上層,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,我們知道,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。
正如之前提到的,要形成冰雹必須有強烈的上升氣流向雲層輸送充足的水汽,但是冬季的近地面氣溫較低,不能產生強大的快速上升氣流,所以冰雹在冬季很難形成。
而在春夏季,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。
下冰雹的時間一般不會很長,大約只有2至20分鐘,少數在30分鐘以上,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、打毀莊稼的情況常有發生,甚至有的會砸傷行人,危及人們的生命安全。
所以,在遇到冰雹天氣時,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。
雹塊形成於有強烈上升氣流的積雨雲中。首先通過兩種途徑形成雹胚:
(1)由雲中過冷大雲滴(小雨滴)凍結後撞凍水滴,或者由雲中冰晶通過凝華、聚集長大後撞凍過冷水滴形成不透明的霰狀雹胚;
(2)由雲中過冷雨滴凍結形成透明的凍液雹胚。雹胚在雲中相對於氣流有較大的下落速度,可以碰撞大量過冷雲滴和雨滴,使它們凍結併合而迅速長大。
這種增長過程,可能有兩種方式:
l)幹增長。在氣溫較低、過冷水含量較小的雲環境中,碰撞到雹塊上的.過冷水滴迅速凍結,空氣來不及逸出,形成包含有大量小氣泡的不透明冰層,冰的微觀晶體比較小;
2)溼增長。在氣溫較高、過冷水含量較大的雲環境中,大量過冷水滴碰撞到雹塊上,凍結過程釋放的潛熱來不及傳導到空氣中去,使雹塊表面溫度升到0℃,一部分碰撞上去的水不能凍結,形成一層薄水膜附在雹塊表面。這層水膜凍結較慢,形成了氣泡較少的透明冰層,冰的微觀晶體比較大。
在強對流雲中,垂直氣流和過冷水含量分佈很不均勻、變化也複雜,雹塊在雲中可能上下升降幾次,經歷了具有不同溫度和含水量的雲環境,結果形成了透明冰層和不透明冰層相間的多層結構。
隨着雹塊的增大,自身下落速度增大,終於克服雲內的上升氣流而從雲中落下。在高於0℃的環境中,雹塊會逐漸融化,小的雹塊融化較快,往往在到達地面之前就完全融化成爲雨滴。強風暴中的上升氣流速度大,過冷雲滴和雨滴的含量大,雲的過冷部分的厚度大,生命時間長,有利於雹塊的
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