冰雹属于什么物理现象
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冰雹属于凝华以及凝固现象
冰雹是什么物理现象
冰雹的形成既有凝华也有凝固过程,大量的热水蒸汽升到高空遇冷可直接凝华成固态的小冰晶,也有的先液化后凝固而形成,大量的小冰晶聚结在一起达到一定程度后落下就形成了冰雹。
形成条件
①大气中必须有相当厚的不稳定层存在。
②积雨云必须发展到能使个别大水滴冻结的温度(一般认为温度达-12~-16℃)。
③要有强的风切变。
④云的垂直厚度不能小于6~8千米。
⑤积雨云内含水量丰富。一般为3~8克每立方米,在最大上升速度的上方有一个液态过冷却水的累积带。
⑥云内应有倾斜的、强烈而不均匀的上升气流,一般在10~20米/秒以上。
主要分类
1、轻雹:多数冰雹直径不超过0.5厘米,累计降雹时间不超过10分钟,地面积雹厚度不超过2厘米。
2、中雹:多数冰雹直径0.5~2.0厘米,累计降雹时间10~30分钟,地面积雹厚度2~5厘米。
3、重雹:多数冰雹直径2.0厘米以上,累计降雹时间30分钟以上,地面积雹厚度5厘米以上。
大雾是什么物理现象
从物理角度来说,雾的形成源于接近地面的大气温度下降,饱和水汽压降低,使得原大气中所能容纳的气态水过量析出,附着在悬浮在空气中的微粒百上,形成“雾滴”悬浮于地面附近。
由于水的`蒸发,大气中含有一定的气态水,一定大气温度下,所能容纳的水的最大的度量是一定的,物理上以“饱和水汽压知”来描述,一般气温高,饱和水汽压高,也就是可以容纳较多的水气,气温低的饱和水汽压就低,气温高时已经存在的较多水气,因为气温下降,饱和水汽压降低,不能再容纳时,道只好成为液体从空气中分离出。
冰雹作为一种天气现象,本质上属于降水的一种,我们通常称为“固态降水”,虽然和雨、雪一样都是从云里掉下来的,而冰雹诞生的云称为冰雹云。冰雹云是由水滴、冰晶和雪花组成,一般分为三层:最下面一层温度在0℃以上,由水滴组成;中间层温度为-20至0℃,由过冷却水滴、冰晶和雪花组成;最上面一层温度在-20℃以下,基本由冰晶和雪花组成。
在冰雹云中,上升气流变化无常,当上升气流比较强时,它把云的下部水滴带到云的中上层,水滴便很快变冷,凝固成小冰晶。小冰晶在下降过程中,与过冷水滴碰撞后,就会形成冰雹胚胎。由于冰雹云中气流升降变化很剧烈,冰雹胚胎就这样上下翻滚,附着更多的过冷水滴,好像滚雪球似的,越滚越大。一旦滚成大的冰雹,在云中上升气流托不住时,它就从空中摔下。因此,我们知道,只有在有强烈的上升气流向云层输送充足的水汽,并支撑冰晶在云中不断增长到足够大时,冰雹才会形成。
虽然一提到“冰”字,大家可能会想到冬天,但是,冰雹一般多发生于5月至9月,这5个月下冰雹的天数达到了全年的80%,其中又以6月份最为盛行。
正如之前提到的,要形成冰雹必须有强烈的上升气流向云层输送充足的水汽,但是冬季的近地面气温较低,不能产生强大的快速上升气流,所以冰雹在冬季很难形成。
而在春夏季,天气转暖,近地面形成不稳定的温热空气,当高空有弱冷空气时,冷暖气流相遇,整层大气呈现出上冷下热的不稳定状态,空气对流,湿热空气迅速上升,这就为冰雹的形成创造了有利的条件。
下冰雹的时间一般不会很长,大约只有2至20分钟,少数在30分钟以上,但是冰雹会给人类的生产、生活造成影响。强烈的'冰雹损坏房屋、打毁庄稼的情况常有发生,甚至有的会砸伤行人,危及人们的生命安全。
所以,在遇到冰雹天气时,户外人员应暂时停工,不要在高楼屋檐、电线杆等地躲避;室内人员应避免外出,关闭门窗,妥善安置好易受冰雹影响的物品;值得注意的是,在防冰雹的同时也一定要做好防雷电的准备。
雹块形成于有强烈上升气流的积雨云中。首先通过两种途径形成雹胚:
(1)由云中过冷大云滴(小雨滴)冻结后撞冻水滴,或者由云中冰晶通过凝华、聚集长大后撞冻过冷水滴形成不透明的霰状雹胚;
(2)由云中过冷雨滴冻结形成透明的冻液雹胚。雹胚在云中相对于气流有较大的下落速度,可以碰撞大量过冷云滴和雨滴,使它们冻结并合而迅速长大。
这种增长过程,可能有两种方式:
l)干增长。在气温较低、过冷水含量较小的云环境中,碰撞到雹块上的.过冷水滴迅速冻结,空气来不及逸出,形成包含有大量小气泡的不透明冰层,冰的微观晶体比较小;
2)湿增长。在气温较高、过冷水含量较大的云环境中,大量过冷水滴碰撞到雹块上,冻结过程释放的潜热来不及传导到空气中去,使雹块表面温度升到0℃,一部分碰撞上去的水不能冻结,形成一层薄水膜附在雹块表面。这层水膜冻结较慢,形成了气泡较少的透明冰层,冰的微观晶体比较大。
在强对流云中,垂直气流和过冷水含量分布很不均匀、变化也复杂,雹块在云中可能上下升降几次,经历了具有不同温度和含水量的云环境,结果形成了透明冰层和不透明冰层相间的多层结构。
随着雹块的增大,自身下落速度增大,终于克服云内的上升气流而从云中落下。在高于0℃的环境中,雹块会逐渐融化,小的雹块融化较快,往往在到达地面之前就完全融化成为雨滴。强风暴中的上升气流速度大,过冷云滴和雨滴的含量大,云的过冷部分的厚度大,生命时间长,有利于雹块的
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