地理文化未解之謎:冰雹是怎樣形成的?風有多大威力?

2020-12-21 祝姐說歷史

從春末到夏季,是冰雹經常出現的季節。但是按常理來說,只有在冬天那種寒冷的天氣裡才會結冰,可為什麼在炎熱的夏天也能形成冰?這實在令人費解。中國面積遼闊,各地的氣候條件各具特點,有些地方就常常發生冰雹災害。冰雹的分布有這樣一個特點:西部多,東部少;山區多,平原少。冰雹在中國東南部地區很少見,常常幾年、幾十年也遇不到一次;而青藏高原則是冰雹常光顧的地區,局部地區每年下冰雹的次數超過20次,個別年份達50次以上。唐古拉山的黑河一帶是中國冰雹最多的地方,平均每年下冰雹34次之多。世界上冰雹最多的地方則是肯亞的克裡省和南蒂地區,那裡一年365天中有130天左右下冰雹。

1928年7月6日,在美國內布拉斯加州的博達,下了一次規模較大的冰雹,冰雹堆積有3-4.6米高其中最大的一個冰雹周長4318毫米,重680克,是當時世界上最重的冰雹塊。1968年3月,在印度比哈爾邦降下的冰雹中,有一塊重1000克,一頭小牛被當場砸死。這是人類歷史上一次嚴重的冰雹災害,十分罕見。那冰雹是怎麼產生的呢?它為什麼會在夏天出現呢?原來,在夏天,大量水汽在強烈的陽光照射下,急劇上升,到高空遇冷迅速凝結成小冰晶往下落,一路上碰上小水滴,摻合在一起變成雪珠。雪珠在下降過程中被新的不斷上升的熱氣流帶回高空。就這樣,雪珠在雲層內上下翻滾,裹上了層層冰外衣,越變越大,也越來越重,終於從空中落下,成為冰雹。冰雹小如黃豆,大如雞蛋,最大的像磚塊那麼大。

冰雹形狀並不規則,多數呈球狀,有時呈塊狀或圓錐狀。冰雹內部構造很不均勻,中間有一個核,叫雹核,主要是由霰粒或軟雹構成,也有由大水滴凍結而成透明冰核的。雹核的外面交替地包裹著幾層透明和不透明的冰層,有的冰雹多達十幾層甚至30層,在冰層中還夾雜著大小不同的氣泡。1894年5月11日下午,在美國的博文納一帶下了一場大冰雹。人們發現其中有一塊冰雹直徑竟然長達15.2-20.3釐米。仔細觀察後發現,冰雹裡居然有一隻烏龜,外面才是層層厚冰。

原來,在博文納,那天正刮著旋風,這只不幸的烏龜被旋風卷上天空,直上雲霄,在雲海裡被當作核,被冰晶層層包裹,等到超過上升氣流的承託力時,才墜落到了地面有趣的是,有時一場冰雹過後,人們會發現一些特大的冰雹,有的重幾十千克,足有面盆大;有的竟有汽車那麼大。如1957年,中國內蒙古伊克昭盟金霍洛旋下了一場冰雹,人們在山谷中發現了一塊像一輛吉普車那麼大的巨雹。更令人驚奇的是,1973年6月13日,在中國甘肅華池縣山莊橋發現的一塊巨雹比房屋還高。這些巨雹真是從天上降落下來的嗎?但上升空氣是託不住一個重10千克的巨雹的,所以巨雹來自天空的可能性微乎其微。

那它又來自何方呢?由於沒有足夠的證據,科學家只能對巨雹之謎進行推測。他們認為,在降雹過程中,冰雹雲後部受到乾冷空氣的侵襲,結果降落到地面的雨滴仍保持著冷卻性,隨風飄下的雨滴聚集在某一冷的物體側面上,邊凍結,邊增厚,形成稜形的巨雹。因此,它的原料來自於天上,成品卻是在地面上加工形成的。這種推測有一定的道理,但目巨雹究竟是怎麼回事?我們只能寄希望於氣象學家的研究。在空中飄蕩的「幽靈」。風是一種常見的自然現象,但是,大自然也造出了許多怪風,它就像在空中飄蕩的幽靈,給人類的生產、生活帶來了危害。

有一句俗語——「清明前後刮『鬼風』」,這種所謂的「鬼風」能轉著圈跟著人走。世界上當然是沒有鬼的,這種風其實是一種塵捲風,它一旦遇到障礙物便會改變前進的方向,在一個地方打轉,有時它還挾帶著泥沙、紙屑旋轉上升。有一種叫「焚風」的風可以把東西點燃,在乾燥季節能使樹葉、雜草等著火,引起火災;冬季,這種風可以使積雪在很短時間裡融化,造成雪崩。焚風最早是指氣流越過阿爾卑斯山後在德國奧地利和瑞士山谷的一種熱而乾燥的風實際上在世界其他地區也有焚風,如北美的落基山、中亞西亞山地、高加索山、中國新疆吐魯番盆地。這種風主要是因為受到山脈阻擋時沿著山坡上升而形成的。一般來說,空氣流動遇山受阻時會出現爬坡或繞流。氣流在迎風坡上升時,溫度會隨之降低。

空氣上升到一定高度時,水汽遇冷出現凝結,以雨雪形式降落。空氣到達山脊附近後,變得乾燥,然後在背風坡一側順坡下降,並以幹絕熱率增溫。因此空氣沿著高山峻岭沉降到山麓的時候,氣溫常有大幅度的升高,從而形成焚風。焚風常造成農作物和林木乾枯,也易引起森林火災,遇特定地形,還會引起局地風災造成人員傷亡和經濟損失。阿爾卑斯山脈在刮焚風的日子裡,白天溫度可突然升高20℃以上,初春的天氣會變得像盛夏一樣,不僅熱,而且十分乾燥,經常發生火災。2002年11月14日夜間,時速高達每小時160千米的焚風風暴開始襲擊奧地利西部和南部部分地區,數百棟民房屋頂被風颳跑,300公頃森林的大樹被連根拔起或折斷。風暴還造成一些地區電力供應和電話通訊中斷公路鐵路交通受阻。在怪風家族裡,不僅有可以點燃東西的焚風,還有無比寒冷的布拉風。

約100年前、俄國黑海艦隊的四艘艦艇停在海岸邊,忽然刮來一陣狂風,捲起千層巨浪,剎那間船被凍成了一座冰山,最後全部沉沒。布拉風是一種具有颶風力量的極冷的風,有時會整個晝夜吹個不停。2002年12月,海測艇和輔助船「北極圈」號由於沒有及時進入公海,被布拉風吹得冰凍起來並沉入海底。人們經過研究發現,這種可怕的風是因為陸地上空控制的冷空氣團和不斷上升的海上熱空氣之間的氣壓差而形成的。這種風的風力可以達到12級,甚至超過12級。它發出的巨大響聲,具有極強的摧毀力與破壞力,在這種風的襲擊下,一切事物都可被摧毀。

上面說的這些風雖然很奇怪,但要說對人類危害最大的還得算颱風。颱風是一種形成於熱帶海洋上的風暴,太陽的照射使海面上的空氣急劇變熱、上升,冷空氣從四面八方迅速趕攏來,熱空氣不斷上升,直到到達高空變為冷空氣為止。這些熱空氣冷凝後,立即變為暴雨,四面八方衝來的冷空氣夾著狂風暴雨形成了一個大漩渦,從而形成颱風。颱風對人類危害極大,它有時會把大樹連根拔起,會把房頂掀掉,伴隨狂風而來的瓢潑大雨還會淹沒莊稼、中斷交通。海面上,颱風的破壞力更是驚人,它掀起滔天巨浪,威脅著海上作業人員和海上航行的船隻的安全。

如果颱風在空中產生帶有垂直轉軸的旋渦,就會形成龍捲風這是一種強烈的小範圍旋風,其破壞力遠遠大於颱風。上海浦東地區曾受到過龍捲風的襲擊,那場風把一隻11萬噸重的儲油罐輕而易舉地拋到120米以外。怪風雖怪,但如果我們巧妙地加以利用,有些怪風也可以為人類造福。比如,人們利用「欽羅克」風帶來的熱量,在經常出現「欽羅克」風的地方種植一些作物和果樹,便可利用「欽羅克」風帶來的熱量來促進植物的生長,從而使當地也可種植一些原本要栽在南方的植物。同時,作物和水果的品質也得到了改善。只要我們能夠認識它們,就一定會找到辦法興利避害,讓怪風為人類服務。

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