是指在高空中的水蒸氣遇到冷空氣凝華成的小冰粒,又稱雪丸或軟雹,俗稱雪珠。是由雪狀結(jié)構(gòu)的冰相粒子組成的固態(tài)降水,它是雪晶接觸到過冷云滴后凝結(jié)而成的,形態(tài)比冰雹松散,但比雪稍緊實。霰呈白色不透明的圓錐形或球形顆粒,直徑約2~5mm,質(zhì)地松脆易碎,降落在硬地上時多會反彈。霰作為一種固態(tài)降水,多在冬春季節(jié)的下雪前或下雪時出現(xiàn),降霰時常顯陣性。
霰的記載最早出現(xiàn)在《詩經(jīng)·小雅·頍弁》:“如彼雨(yù)雪,先集維霰。”是說像下雨一樣,先有細(xì)粒的霰結(jié)合起來,才有大片大片的雪花落下。所以降霰通常是降雪的前奏。
產(chǎn)生機(jī)制
形成條件
空氣中存在相當(dāng)厚、極不穩(wěn)定的大氣層。這樣強(qiáng)的上升運(yùn)動,完全靠大氣不穩(wěn)定的能量釋放而獲得。所以極不穩(wěn)定的大氣層越厚,越有利于降雹。積雨云必須發(fā)展到能使個別大水滴凍結(jié)的高度(一般認(rèn)為溫度達(dá)-16~-12℃)。還要有強(qiáng)的風(fēng)切變。并且云的垂直厚度不能小于6~8千米。積雨云內(nèi)含水量豐富,一般為3~8克/立方米,在最大上升速度的上方有一個液態(tài)過冷卻水的累積帶。云內(nèi)應(yīng)有傾斜的、強(qiáng)烈而不均勻的上升氣流,一般在10~20米/秒或以上。
形成過程
霰是由雪晶或雪團(tuán)在積雨云中碰撞過冷云滴并凍結(jié)而形成,顏色不透明,疏松易碎。因為霰在下降過程中前部接觸云滴的機(jī)會較多,所以常表現(xiàn)為圓錐形。但霰如果在下降中不斷轉(zhuǎn)動,就呈現(xiàn)球形。霰的直徑2~5mm,其降落速度較快,其著硬地反跳明顯。
霰常出現(xiàn)在冬春季節(jié)的下雪前,多產(chǎn)生于積雨云中,有時積云性層積云也可降霰,其多呈陣性。霰的形成機(jī)制與霧凇類似,當(dāng)冰晶與過冷水滴在一定的大氣條件下會共存,在溫度低于冰點(diǎn)、甚至-40℃時仍有可能呈液態(tài)。當(dāng)雪冰與過冷水滴碰撞,過冷水滴會凍結(jié)于冰晶的表面,這個過程稱為淞附或撞凍,當(dāng)碰撞過程持續(xù)到看不出原本冰晶外形時即稱為霰。
云中的上升氣流比一般雷雨云強(qiáng),常達(dá)15~20米/秒以上。當(dāng)上升氣流比較強(qiáng)時,它把云的下部水滴帶到云的中上層,水滴便很快變冷,凝固成小冰晶。小冰晶在下降過程中,跟過冷水滴碰撞后,就在小冰晶身上凍結(jié)成為一層不透明的冰核,這就形成了冰雹胚胎。由于冰雹云中氣流升降變化很劇烈,冰雹胚胎就這樣在空中上下翻滾,附著更多的過冷水滴,累積增大。一旦滾成大的冰雹,上升氣流不再能支撐它的重量時,就會下落。
形態(tài)結(jié)構(gòu)
霰的結(jié)構(gòu)較一般的雪及微粒更為密實,是外覆的霜所造成。它的密度在0.9克/立方厘米左右,與透明冰相差無幾。從剖面可看出,它常呈透明與不透明相間的多層結(jié)構(gòu),在雹塊中心有構(gòu)成雹的初始胚胎,它們可以是軟雹、小雹或凍滴。雹塊中有一個可以分辨出來的生長中心,叫作雹胚,常為白色不透明的,也有透明的。雹胚外包有透明或者透明和不透明相間的冰層,一般有4~5層,最多可達(dá)20多層。有的雹塊表面光滑,有的帶疙瘩。霰的形狀可分為五種類型:圓球形、橢球形、圓錐形、六角形和不規(guī)則形。
注:瘤塊狀屬于球狀,因為特殊性單獨(dú)列出。
霰的形狀對比圖
主要分類
霰分為冰霰、雪霰。冰霰是透明的小顆粒的冰球,相對冰雹在夏季強(qiáng)對流天氣形成而言,冰霰形成在氣溫較低的非強(qiáng)對流天氣,雪霰是白色的非透明的小球,密度相對冰霰較低,其形成是凍雨雨滴與雪花在空中結(jié)合而形成。
分布特點(diǎn)
霰的天氣現(xiàn)象多發(fā)生于中緯度大陸地區(qū),在中國通常北方多于南方,山區(qū)多于平原,內(nèi)陸多于沿海。主要特點(diǎn)是歷時短、季節(jié)性強(qiáng)。這種分布特征和大規(guī)模冷空氣活動及地形有關(guān)。中國多發(fā)生在春、夏、秋三季,4~7月約占發(fā)生總數(shù)的70%,并隨季節(jié)的變化逐漸向北推移,2~3月以西南、華南和江南為主,4~6月中旬以江淮流域為主,6月下旬至9月以西北、華北和東北為主。
觀測記錄
“霰”之前是中國氣象局規(guī)定的34種地面觀測天氣現(xiàn)象中的一種,但2014年由于天氣現(xiàn)象定義消除了13種,霰在地面觀測中的定義也隨之被取消。由于霰出現(xiàn)機(jī)率不是很大,出現(xiàn)雪暴、霰、米雪、冰粒時,記為雪。這4種天氣現(xiàn)象與雨同時出現(xiàn)時,記為雨夾雪。
影響與危害
①霰對降雨的影響。
云在大氣水循環(huán)和能量平衡中起著重要作用,而霰粒子大量存在于降水云中,對云的發(fā)展和降水起到了主要作用。當(dāng)雨滴譜形參數(shù)增大時,雨水蒸發(fā)量先增大后減小,霰與云水的碰撞也減小;當(dāng)霰譜形參數(shù)增大時,主要使霰融化成雨水的量減少,因此導(dǎo)致降水分布以及降水量級的差異。
②霰對云的起電機(jī)制的影響。
雷暴云前期發(fā)展階段上升氣流較強(qiáng),更多的水汽被帶入高空,云滴自動轉(zhuǎn)化為霰粒子的過程發(fā)展較為迅速,霰粒子增多后不斷沉降,形成固態(tài)降水。與霰有關(guān)云的起電機(jī)制,主要包括感應(yīng)起電機(jī)制和非感應(yīng)起電機(jī)制。
感應(yīng)起電機(jī)制:在液體水的云中,冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電和過冷水滴在霰粒上撞凍起電。
非感應(yīng)起電機(jī)制:指大小冰粒子之間碰撞分離后,由于碰撞界面的溫差產(chǎn)生的表面接觸電壓導(dǎo)致大小粒子間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移的起電機(jī)制。霰升華不飽和時吸收熱量,表面溫度比中心溫度低,一旦發(fā)生碰撞表面的正電荷就會失去,從而帶負(fù)電荷。霰凝華過飽和時與上面相反,帶正電荷。非感應(yīng)起電機(jī)制是雷雨云中最重要的起電機(jī)制。
③霰對農(nóng)作物和人類生活的影響。
霰是一種正常的天氣現(xiàn)象,雖然霰的體積較小,但是對農(nóng)作物的危害卻很大。陶淵明曾有詩云“常恐霜霰至,零落同草莽”,就言明了霜霰的突降,很容易凍壞農(nóng)作物,使農(nóng)作物凋零如草莽。霰對人們的影響主要體現(xiàn)在交通方面。如果霰量過大,會影響道路的行車安全,因為霰可能會使路面變得濕滑。另外,遇到霰這種天氣,外出時要戴上口罩,保護(hù)好口鼻,防止因細(xì)菌的侵入而引發(fā)呼吸道疾病。
霰與雪、冰雹區(qū)別
霰與雪、冰雹它們的共同點(diǎn)均為固態(tài)降水,但三者之間仍然存在一些差異。
霰與雪的區(qū)分:雪多呈六角形,而霰是近似球狀或圓錐形;霰個頭比較大,直徑2~5毫米,著硬地常反跳;霰有點(diǎn)像冰雹,落地會有聲音,而雪落地比較安靜。霰與雪相比更重,黏性更低。
霰與冰雹的區(qū)分:堅硬程度不同,霰落到地上會反彈、易破碎。而冰雹很硬,落撞擊地面后彈跳四散。霰白色不透明,冰雹半透明。霰多在冬春季節(jié)的下雪前或下雪時出現(xiàn),而冰雹常出現(xiàn)在對流活動較強(qiáng)的夏秋季節(jié)里。此外,霰出現(xiàn)的幾率較小,冰雹出現(xiàn)的幾率較大。
參考資料 >
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氣象科普:大城4日降的不是“冰雹”而是“霰”.大城縣人民政府網(wǎng).2023-03-26
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今冬首“霰”灑落沈城.新浪網(wǎng).2023-05-11
剛剛,萬州多地遭受霰襲擊.今日頭條.2023-03-25
哈爾濱寒潮來襲,一天集齊降溫、大風(fēng)、雨夾雪、霰.哈爾濱新聞網(wǎng).2023-02-28
霰和雪,區(qū)別是啥.今日頭條.2023-03-25