很多人都是想知道一些关于为什么冬天下雨下雪下冰粒就是不会下冰雹？和一些对流层厚度与气温的关系的相关题，下面小编就为大家解说。
你听说过冬天的冰雹吗？我觉得不应该！
它们都是冰构成的，那为什么冬天会下雪而不是冰粒而不是冰雹呢？冰雹有什么特别之处？它会出现在哪里？本文将从科学角度为您一一讲解。
无论天上或坠落，一开始都是冰
古人云“高处不胜寒”。无论是盛夏还是严冬，越往高处走，气温就越低。这在科学上是正确的，至少在地对流层中是这样。
在我们上方，对流层的平均厚度约为17公里，与大气相比并不算太厚，但它积聚了整个大气质量的75%和99%的水蒸气和气溶胶。大气层就像一块巨大的襁褓布，包裹着地，让我们保持温暖。
从空间站拍摄的航天飞机照片，背景为橙色的地对流层
地主要从太阳辐射的光中获取热量。太阳中大约47%的能量被表面吸收然后辐射出去。辐射加热大气中的二氧化碳和水蒸气等温室气体，因此大部分地表热量在对流层中循环。离地面越近，接收到的地面热辐射就越多，所以这里的温度就越高；越高的地方，受到的热辐射越少，温度就越低。
前几天我从北京飞回深圳，通过飞机上的信息系统了解了空气中的实时温度信息。可以看到，随着飞行高度的升高，机舱外空气的温度不断降低。当飞机最终上升到11万米的巡航高度时，机舱外的温度基本稳定在-60左右。由此可见，高处寒确实是事实。
飞行高度和外界气温的变化
受多种因素影响，大气温度与海拔高度之间没有严格的对应关系。然而，在海拔数千米的云层中，冬季和夏季温度低于0C的情况都很常见。云中常常混有几微米大小的冰晶、直径1至20微米的过冷水滴以及冷却的水分子。这里是雨、雪和冰雹的诞生地。
云中充满了水蒸气、水滴和冰晶
由于云中的水滴具有表面张力，因此很难变大，因此不容易落下。即使有一个头比较大的，比如长到100微米，从云层中掉下来，也会很快蒸发，变成水蒸气，重新回到云层中。只有冻结成冰，水滴才有机会逸出并来到地。
雨和雪的形成
云中的水滴通常非常小，直径大多在2至10m之间。由于过冷水滴周围的水蒸气被消耗，它们不易生长。同时，由于表面张力等原因，两个小水滴会相互排斥。当它们碰撞时，它们不会合并成一个，而是会像橡皮一样弹开。
在云中，水滴和冰晶大多发生弹性碰撞
云中的小冰晶更容易生长。它们与过冷水滴之间的蒸气压存在差异。冰晶表面的蒸气压比过冷水滴的蒸气压低0.266毫巴。假设冰晶的温度和过冷水滴的温度均为-10。对于水来说，蒸气压是刚刚饱和的，而对于冰来说，它是过饱和的。压力梯度从水过渡到冰晶，使冰晶有机会快速生长并成为大冰粒甚至雪花。
随着它的生长，冰粒和雪晶将从冷云中落下。如果云下气温高于云内温度，冰晶就会融化成雨滴落下；如果下面的温度不足以使冰晶完全融化，就会下雨夹雪；如果是在隆冬，我们看到的就是雪花。
下雨和下雪的区别
上升气流和冰雹第二次进入宫殿
切开一块冰雹，你会发现它的横截面像洋葱一样分层。为什么会出现这种情况？
冰雹横截面
所有冰雹都是分层的，这是由上升气流引起的。上升气流越强，冰雹分层越多，冰雹越大。
当地表附近空气温度较高时，热空气膨胀，密度降低，热气团上升形成向上的气流。上升气流将下落的冰粒向上提起，并将它们送回高空的寒冷云层中。那些来不及融化的冰粒在云层中重新冻结，周围的过冷水滴和冰晶也会快速凝结在冰的表面。冷云上方的温度非常低，水滴凝固得很快，里面有很多气泡，所以我们在这里看到的是白色。
冰雹长大后，又落下来。当它落到冷云和暖云的交汇处时，表面开始融化。这时，周围的水蒸气和雾滴慢慢凝结，冰面上的气泡才有机会逸出，于是冰雹表面变得透明，直到上升气流再次将其推入冷云中，重复旅程。
冰雹随着起落而不断增大
就这样，冰粒在一次次的起伏中逐渐变大，直到下面的热气团再也无法支撑它们，于是冰雹落下，砸在了地面上。
巨大的冰雹和损坏的汽车
冬季不具备冰雹形成的条件
从上一节对冰雹形成过程的分析可以看出，冰雹的形成需要上升气流。上升气流是冰雹形成和发展的必要条件。上升气流越强，一次又一次推动冰块向上的力量就越强，因此冰雹就可以在吸积、融化和凝结的循环中变得更大。这一切都需要在强对流云中完成。冬季，地表气温较低，不具备形成强对流云的条件，因此不会产生冰雹。
冰雹是在上升气流中形成的
也许有人会说，老粥，你错了。我清楚地看到冬天的冰雹！而且我有证据
冰霰
这种冬天常见的小冰块叫做冰霰，英文名Graupel。尽管有些人称之为“软冰雹”，但它实际上是豌豆大小的雪粒团。从微观角度来看，霰是落下时包裹在过冷雾滴中的雪晶。它松散易碎，不像冰雹那样有层层坚硬的冰壳。与冰雹相比，雨夹雪不过是表象而已。
冰雹、雨夹雪、冰粒和雪花
最后，我们来做个总结
雨、雪和冰雹都是由高海拔冷云中的冰晶形成的。云中的水蒸气和过冷水滴凝结在冰晶上，使冰晶变大、变重而落下，从而形成降雨或降雪。
冰雹的形成需要额外的上升气流，将下落的冰晶推回到潮湿、寒冷的云层中，在那里它们封装更多的水冰并生长。
冰雹的大小与上升气流的强度密切相关。39公里/小时的中等上升气流只能形成豌豆大小的冰雹；97公里/小时的上升气流可以使冰雹长到核桃大小；时速124公里的风可以将冰雹吹得更高，使其增大到网大小；而时速166公里的超强气流可以使冰雹直径超过10厘米。
大冰雹与垒
冬季气温较低，无明显上升气流，不具备冰雹发生的必要条件。当雪花和冰粒达到一定重量时，它们就会冲破云层，直接落到地面上。它们没有力量在寒冷潮湿的云层中反复徘徊，因此没有机会长大。
本篇文章关于为什么冬天下雨下雪下冰粒就是不会下冰雹？和对流层厚度与气温的关系的相关信息已解完毕，希望对大家有所帮助。
No Comment