专家解读：滚元宵冰雹的形成过程及特点

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本文专家顾问：中央气象台首席预报员方冲

中国气象报记者 王美珏

形成过程：“元宵滚滚”

冰雹是一种从强烈发展的积雨云（也称为冰雹云）落下的冰块或冰片。它通常被称为冰雹。多见于夏季或春夏之际。小如绿豆、黄豆，大如栗子、鸡蛋冰块。直径一般为5～50毫米，最大可达10厘米以上。形状也是不规则的。大多数是椭圆形或球形，但也出现了圆锥形和扁圆形冰雹。

只有特别发达的积雨云才有可能产生冰雹。积雨云是冰雹的“加工厂”，一般可分为三层。 0℃以下的云层由水滴组成。 0℃至-20℃之间的云层由过冷水滴、冰晶和雪花的混合物组成。 -20℃的云层由过冷水滴、冰晶和雪花组成。上面只有雪花和冰晶。

过冷的水滴在这三层之间“上下跳跃”，可能形成冰雹。在上升气流的影响下，过冷的水滴与固体“伙伴”冰晶结合形成冰雹的核心。然后冰雹核由于重力作用下降到0℃以下，并在这个高度与液体“小伙伴”“挂钩”。如果此时上升气流加强，冰雹核就会被带回到0℃层以上的低温区，地表水就会被冻成冰。在这样的条件下，冰雹在云中上下滚动，就像滚滚的元宵一样。 “尺寸”越来越大。当重量超过上升气流所能承受的重量时，冰雹就会落到地面上。因此，上升气流越强，最终形成的冰雹“块”就越大。

冰雹内部的凹凸结构与其形成过程密不可分。如果把冰雹切成薄片，在显微镜下观察，可以看到中间的冰核主要由霰粒或软冰雹组成，或者是大水滴缓慢冻结形成的透明冰核。冰雹核的外部交替包裹着数层透明和不透明的冰。有人见过十几层甚至三十层冰雹，冰层中混杂着大小不一的气泡。

夏天为什么会下冰雹？

很多人往往从“冰”字来理解冰雹，这就产生了一个误区：“冰雹的形成应该需要低温，而夏天明显是高温，冰雹怎么还能下呢？”

事实上，夏季高温与冰雹并不矛盾。相反，它们成为冰雹发生的触发条件。夏季和春夏之际，由于强对流天气，最容易出现冰雹。

冰雹主要发生在不稳定的大气条件下。夏天天气炎热，太阳炙烤着大地。靠近地面很容易形成不稳定的湿热空气。当高空有弱冷空气时，“上冷下暖”就会导致空气膨胀。强对流和湿热空气迅速上升，为冰雹的形成创造了极好的条件。冬季，近地面温度很低，无法产生强烈的快速上升气流，因此冬季很难形成冰雹。

我国冰雹多发生在4月至10月，但不同地区冰雹集中的时间也不同。平均来看，华南和长江中下游地区3月冰雹最多，西南地区4月冰雹最多，东北、华北、西北地区冰雹多集中在5月至9月。

应对冰雹：预报+冰雹预防

“雷雨成堆，冰雹一堆”、“风卷云卷，冰雹翻身”等俗语，是古人对冰雹预兆的经验总结。随着现代科学的发展，冰雹预报不再依赖于类似的主观判断。相反，可靠的预报方法主要基于气象地面数据、探空数据和雷达云图。

目前，冰雹预报分为三个时期，短期预报、短时预报和临近预报。短期预报主要利用动力、热力、水汽条件进行判断；短期预报和临近预报主要依靠中尺度数值模式和天气雷达。

从技术上讲，预测冰雹仍然很困难。由于冰雹云并不是以孤立的形式存在，其周围往往存在多个雷暴云，而且冰雹的特征很容易被强降水、雷暴、大风等其他天气情况所掩盖。

在我国，冰雹等强对流天气精细化预警仍处于实时监测和潜在预报阶段。今年8月11日北京城区冰雹期间，我国首次实现了千米级冰雹预警，提前30分钟识别冰雹信号和即将发生的区域。

准确的冰雹预报对于在冰雹发生前主动采取防护措施也非常重要。通常，人工防雹是利用高射炮或火箭弹，直接将碘化银、干冰等催化剂投送到冰雹云的适当部位，以增加冰雹胚胎的数量，使冰雹变小，或破坏水汽输送到冰雹云的适当部位。云。然而，防雹行动一般针对的是大规模冰雹灾害。对于突发性、局部性冰雹灾害，可能无法及时开展作业。