聊聊和冰雹有關的那些事兒

冰雹天氣早在三千多年前的甲骨文占卜中就有記載,古代更是殺傷力十足,常被認為是天災的一種。如今千百年過去了,冰雹卻並沒有因為時間的流逝而減弱威力,隨著夏季和汛期的到來,各地冰雹等強對流天氣逐漸增多,砸壞屋棚、損傷車輛甚至傷害行人,讓人叫苦不迭,本期氣象控,我們就來聊一聊和冰雹天氣有關的故事。

古人對抵禦冰雹的思考

明武宗正德皇帝朱厚照是個個性十足的皇帝,他厭倦了宮裡的生活,常常穿著便裝“微服私訪”。有一年7月,他照例帶著兩個太監出宮,行至西直門外高粱橋時,突然遭遇冰雹天氣,朱厚照驚恐萬分,兩個太監手忙腳亂的把他推到一個土地廟裡避災,土地廟只有一間,高不過五尺,十分矮小,兩個太監硬是把他推了進去。這時暴雨夾雜著大量冰雹,鋪天蓋地而降。正德皇帝因躲避及時未被冰雹所傷,但兩個太監卻被冰雹砸破了頭。

明武宗貴為一朝天子,卻險些被從天而降的冰雹砸破了頭,足見這種天氣的殺傷力。如今幾百年過去了,冰雹卻並沒有因為時間的流逝而減弱,隨著汛期的到來,各地冰雹等強對流天氣逐漸增多,砸壞屋棚、損傷車輛甚至傷害行人,令人畏懼,本期氣象控,我們就來聊一聊和冰雹天氣有關的故事。

聊聊和冰雹有關的那些事兒

喜愛“微服私訪”的明武宗朱厚照,險些被冰雹“砸破了頭”成為一段讓人津津樂道的故事。

冰雹這種天氣自古就有,由於它的破壞性較大,雖然冰雹持續時間不長,但殺傷力十足,因此古人一般把它認為是災害性天氣的一種。我國勞動人民在長期與大自然鬥爭中,根據對雲中聲、光、電現象的仔細觀察,在認識冰雹的活動規律方面積累了豐富的經驗。

我國有記載的最早冰雹是什麼時候?從目前的文獻來看,早在商代甲骨文卜辭中涉及到的天氣現象就有冰雹天氣。我國第一部編年體史書《左傳》中對冰雹有了更詳細的記載;左傳·昭公四年“四年春王正月,大雨雹。季武子問於申豐曰:「雹可御乎?」對曰:「聖人在上,無雹,雖有,不為災。” 大意是公元前538年也就是魯昭公4年的春天,楚國申地也就是現在襄陽穀城一帶下了很大的冰雹,季武子向申豐請教冰雹的成因和抵禦冰雹災害的辦法。這說明早在兩千多年前,我國就開始對冰雹的成因和發生發展規律進行細緻深入的探索。

當然,古代對於冰雹災害的記錄不僅在《左轉》,例如東漢延光二年(公元123年)“河西雹如鬥”193年(東漢末年)6月“陝西右扶風郡發生冰雹災害,雹如斗大。” “432年,春,江蘇遭遇冰雹襲擊,傷牛馬,殺禽獸。”“1308年5月,河南新鄭縣發生冰雹災害,雹子積地深一尺,農作物絕收。”尤其是明清兩代,特別是清朝,僅以北京一地為例,有歷史記錄的平均5-6年就要遭受一次雹災侵襲,這對於以農業生產為主的封建社會,的確是個不小的打擊。

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甲骨文中的冰雹的“雹”字,作為象形字顯得十分生動形象,也反映了古人對這種天氣現象的認識

那麼,歷史上記錄的最大冰雹體積有多大呢?雖然我們無法做出精準的橫向比較,但從一些歷史資料中,可以窺探它們真實的體積,比如1923年的《申報》記載陝北的冰雹“初僅若豆,繼則若卵,後竟若拳”有拳頭大小。清朝《新會縣誌》記載:“清嘉慶十一年丙寅二月二十二日雨雹如拳如鬥如牛,大者重數百斤,落處地為之震。”說冰雹大的有數百斤重,落在地面就像地震一樣。顯然,這樣的記載可能有誇大的成分,難以令人信服。

目前以較有權威的世界氣象觀測資料為證,世界上公認的雹塊“冠軍”直徑為110毫米至120毫米(比成年人的一個拳頭稍大一點),重776克,是1970年9月3日在美國堪薩斯州發現的。

我國多雹帶與降水分界線走向相同

冰雹屬於強對流天氣的一種,它一般產生於對流特別旺盛的對流雲(積雨雲)中。空氣中的冰晶和過冷卻水滴碰撞,形成一種小雹塊,並在上升氣流的託舉下在對流雲中增長。如此反覆,雹塊就會越來越大。目前我國出現的冰雹大多還是以直徑20毫米以下為主,也會出現直徑達30毫米至50毫米的大冰雹,但50毫米以上的冰雹就較為罕見了。

為什麼從天而降的冰雹個體不會很大呢?原來,冰雹在降落到達地面之前,在空中是靠上升氣流托住的,冰雹越大,需要的上升氣流越強。如直徑為160毫米至180毫米的雹塊,要求上升氣流的速度至少為50~60米/秒,這幾乎相當於12級強風的二倍。但大氣中這麼強的大範圍上升氣流尚未見過。此外冰雹在下降的過程中也會融化。所以常見的冰雹個體一般多像玉米粒、拇指或乒乓球般大小,個別的也只有雞蛋或拳頭那麼大。像前文描述“如牛大”的冰雹,多少缺乏些科學依據。

我國冰雹災害發生的季節主要有春峰型、初夏峰型、夏峰型和雙峰型4種,其中初夏峰型冰雹和夏峰型冰雹是最常見的冰雹,其中6-9月的夏峰型冰雹更是佔到全年降雹總數的70%以上。

從冰雹分佈地區來看,5-6月,主要位於中緯度海拔低的地區,如我國黃淮、江淮地區,而6-9月降雹多發生在海拔3000米以上的高原多山地區和較高緯度,如青藏高原。從時間上來看,我國冰雹大多發生在下午,一般集中在13-19時,以14-16時最多,估計很少有人遇到清早出門下冰雹的情況,當然也有一些特定地點存在夜間、午後等特殊降雹時間,範圍不是很大。

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我國冰雹災害發生的季節主要有春峰型、初夏峰型、夏峰型和雙峰型4種。

我國幅員遼闊,地勢複雜,冰雹分佈的特點是山地多於平原,內陸多於沿海。青藏高原是最大的一片多雹區,但人口比較少,高原以東,大致可分為南北兩個多雹帶。南方多雹帶從雲貴高原向東出武陵山,經幕阜山到浙江的天目山,斷續地呈帶狀分佈。這支多雹帶的多雹災區主要在雲貴高原,向東延伸到湘西,川鄂邊界。北方多雹帶從青藏高原東北部出祁連山、六盤山經黃土高原和內蒙古高原連線,包括河北省北部、內蒙古自治區東南部和東北三省的一些地區,是全國最寬、最長的一個多雹地帶。在這條多雹帶上以黃土高原北部、內蒙古高原南部和一些山脈東側雹災最為嚴重。

此外,我國南、北兩條多雹帶,與2000毫米、800毫米降水分界線走向大致相同,尤其是北方多雹帶,更是歷史上農業區與牧業區分界線,也是各代長城的大致走向,受雹災影響較大的農業種植業,絕大多數分佈在北方多雹帶以南。

不過,值得一提的是,雖然低山、丘陵地區降雹日數少,但雹災可能更加嚴重,特別是魯中、蘇北以及閩西北、浙北、贛南、粵北、湘南等地,都常有嚴重的雹災發生。

洛陽市民曾點贊冰雹“神預測”

冰雹是一種局地小機率事件,來去匆匆,這給預報增添了許多困難。中央氣象臺高階工程師劉鑫華表示,冰雹預報主要有三個難點,首先冰雹屬於中小尺度天氣過程,由於中小尺度天氣過程非線性強,數學描述難,模式模擬效果也不好;第二,目前對於中小尺度天氣的理解還不夠充分;第三,發生時間比較短,觀測監測體系還不夠健全,有些情況下冰雹未發生在測站周邊,而冰雹的雷達觀測還需要進一步經過檢驗和評估,這些都給冰雹觀測帶來挑戰。

從目前的預報準確率來看,冰雹預報準確率是低於暴雨預報準確率的,但是,這並不意味著冰雹就完全無法預報,近幾年,隨著預報技術的不斷進步和氣象科技的逐漸發展,目前,在釋出強對流預警期間或系統性比如大尺度天氣系統觸發的中小尺度天氣過程或區域性、大範圍的強天氣過程時,冰雹預報的準確率會相對較高。

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2014年3月20日,浙江台州遭遇冰雹天氣襲擊。

比如2015年5月7日晚,河南省洛陽市遭遇了強對流天氣,根據當地媒體報道“8時45分左右開始,一場大雨夾雜冰雹的強對流天氣席捲洛城。幾分鐘內,全城狂風大作、電閃雷鳴,家家戶戶的窗戶都被從天而降的大雨和冰雹打得啪啪作響。約20分鐘後,天氣才恢復平靜,但天空並未放晴,至晚上11時左右,月亮又重新出現在天空。”不過,早在8時15分左右,洛陽市氣象局就釋出了相關預警,並特別提示會出現冰雹等強對流天氣,並可能造成雹災,市民對預報紛紛“點贊”稱氣象臺的預報堪稱“神預測”。

目前,對冰雹監測最有效的手段是靜止氣象衛星、雷達和閃電定位儀,天氣雷達在不同天線仰角發射雷達波探測空氣中雲、雨、雪等可降水粒子分佈。氣象衛星可以生成衛星雲圖,也有一系列的產品,主要觀測大範圍的系統發展。閃電定位主要是被動接受閃電產生的電磁波,根據多臺探測裝置組網形成監測網。

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4月5日晚,貴陽市出現雷電、冰雹、大風等強對流天氣,強度之強引起社會廣泛關注。石開銀 攝影

除了官方的預報預測,我國民間也總結出一些諺語,有一種說法叫“地潮天黃 禾苗提防”,說的就是古人對於冰雹預兆的經驗總結。例如,根據雷雨雲和冰雹雲中雷電的不同特點,有“拉磨雷,雹一堆”的說法。在冰雹來臨之前,雲內翻騰滾動十分厲害;有些地方把這種現象叫“雲打架”,常常是兩塊雲或幾塊濃積雲相對運動後合併而加強發展,而有力的地形條件也往往加強了這種“雲打架”的氣流匯合。這些都是我們老百姓對冰雹天氣的一些說法。

當然,同人工增雨一樣,冰雹也是可以人工干預的,並且我國早在明朝洪武年間就有土炮轟擊雹雲的人工干預案例。新中國成立以後,為了減輕和避免冰雹災害,從1958年開始,我國開始有組織的開展人工防雹工作,50多年以來,發展十分迅速。人工防雹工作有效地服務了當地社會經濟,取得了良好的經濟社會效益。