你聽說過破壞力巨大的直線風暴德雷喬(Derecho)嗎?
你見過有著「晨暮之光」美名的牽牛花雲以及持續時間較長的卡塔通博閃電嗎?
你拍到過出現概率非常低的火彩虹嗎?
你經歷過大氣阻塞導致的洪水或極端炎熱與乾旱天氣嗎?
下雨是很正常的天氣現象,但你見過動物雨嗎?你又見過幾種顏色的雪?
這些奇特的天氣現象因為罕見而帶著一些神秘色彩。本期,小編帶你盤點奇特天氣現象,一起去探尋它們的氣象原理和成因。
01 德雷喬(Derecho)風暴
當地時間6月6日,美國西部部分地區遭遇極其罕見的德雷喬(Derecho)風暴。風暴從猶他州暴發,12小時內綿延750英裡,當途徑科羅拉多州、懷俄明州、內布拉斯加州的部分地區時,時速超過100英裡。其所經之地,風災事件報告超過400起。美國國家氣象局的專家表示,這是近年來美國遭遇的最強德雷喬風暴之一。
德雷喬(Derecho)一詞源於西班牙語,是「直線」的意思。它是一種影響廣泛、生命史相對長的直線風暴,常常伴隨快速移動的雷暴群,即人們常說的中尺度對流系統。
與其他風暴不同,德雷喬風暴似乎總是突然出現。當它發生時,數分鐘之內可能出現極強的風,足以掀翻高速公路標誌牌或者吹倒大樹。伴隨風的出現,還有降雨和頻繁閃電,因此常常造成線路中斷和大面積停電。
德雷喬風暴多誕生於暖溼天氣中,因此它多發生在夏季。在美國,該風暴常出現在美國中西部和內陸高地。在美國以外的地區,人們聽到它的名字較少,但事實上只是因為人們給它取的名字不同。在南非、巴西和中國,德雷喬風暴都曾出現過。在我國,有學者將其稱為「區域雷暴大風」。
02 火彩虹
6月4日,有天氣愛好者在河北省張家口市崇禮拍攝到了一次「七彩祥雲」現象,引起了公眾的關注。
這種七彩祥雲的學名叫「環地平弧」,在民間也有「火彩虹」的說法。
火彩虹的「顏值」非凡,但形成條件卻非常苛刻。它是太陽光照射高層大氣中冰晶折射所產生的,需要太陽和一些雲層(捲雲等)在正確的時間和正確的位置,出現罕見的交匯。
只有當光源的高度大於58°時,才會出現環地平弧。當太陽達到約68°的高度時,它會達到最大強度(最明亮)。在北緯55°或南緯55°的國家,由於那裡的太陽高度總是低於58°,所以是看不到環地平弧的。
儘管罕見,但它們還是會被人們捕捉到。2014年7月16日,一個網名為「夕陽騎士」的荊州小夥子在騎行青藏線路過可可西裡無人區時拍攝到環地平弧;2017年2月21日,新加坡出現罕見的火彩虹,據目擊者稱,最初只是一團很小的橙色圓圈,後來逐漸擴大,陸續出現其他顏色並持續15分鐘左右。
03 卡塔通博閃電
在委內瑞拉馬拉開波湖和卡塔通博河交匯處的孔古米拉爾多村,閃電現象十分奇特。一年中有140天至160天會發生閃電,有時,一次閃電過程可持續長達10小時,一小時內發生閃電的次數高達280次。人們將該地如此頻繁、奇特的閃電稱作「卡塔通博閃電」。
閃電為何頻繁「光顧」這一地區?原來,這是氣候環境和獨特地形共同作用的結果。馬拉開波盆地位於委內瑞拉西北部,盆地中心正是南美洲最為溼熱的馬拉開波湖,該湖是南美洲最大的湖泊,除北部委內瑞拉灣沿岸氣候乾燥、年降水量不足500毫米外,湖區大部分地區高溫多雨,年平均降水量超過1500毫米。這種溼熱多雨的氣候,為雷雨雲的孕育提供了基礎條件。
氣象專家稱,在白天,湖中和周圍溼地的水受高溫影響快速蒸發,形成大量的溼熱空氣;夜晚來臨時,海上來的信風將暖溼空氣抬升到半空,與山上下來的冷空氣相遇,兩者出現激烈交鋒,形成密集的雷雨雲。在雷雨雲中,上升暖溼空氣中的水滴與冷空氣中的冰晶發生碰撞,產生大量的靜電荷,這樣雷電交加的暴風雨天氣便出現了。
還有專家提出了另一種解釋,這與馬拉開波湖沼澤區的有機物質有關。在沼澤中掩埋了許多有機物,它們腐敗後產生沼氣,因為沼氣的密度比空氣輕,升到空中後會堆積在雲的上方,其與雲相互作用,促進閃電形成。
04 大氣阻塞
你能想像當大氣中高壓系統受阻時,會導致天氣氣候異常嗎?
2004年,出現在阿拉斯加的高溫天氣導致冰蓋融化,並在這一地區引發了大量的森林火災;2014年,巴西聖保羅遭遇了一個世紀以來最為嚴重的乾旱……這些都是因高壓受阻,無法移動到其他地方而發生的大氣阻塞導致的。
大氣阻塞是大氣環流低頻變化過程中的重要成員,是中高緯度地區準靜止和持續時間長的高壓系統,其影響範圍大,不僅對高壓南側區域造成天氣影響,還通過西風急流的南北分支影響北部區域,因而對阻塞區及相鄰區域的天氣都會造成持續而深遠的影響。
由於其很少移動,持續時間又比較長,阻礙上遊西風氣流和天氣系統東移,所以可能會引發洪水或極端炎熱與乾旱的天氣。
一般來說,大氣阻塞最常出現在大西洋、歐洲以及北美西部阿拉斯加地區,而且在大西洋上空比太平洋上空出現得更多一些。在亞洲地區,其經常出現在烏拉爾山以及鄂霍次克海地區。
近年來,北極增暖、一些地區極寒天氣頻發等受到廣泛關注,這些大多與大氣阻塞的影響有關。研究人員發現,北極增暖可以通過改變西風的水平結構和強度,而改變位勢渦度的經向梯度,從而影響中高緯度阻塞的維持。具體來說,在北極冷的情況下,不利於阻塞維持。而當北極海冰減少或北極增暖時,位勢渦度經向梯度較小,有利於阻塞的產生,從而產生強的極寒天氣。
05 牽牛花雲
在《甄嬛傳》中,甄嬛和果郡王圍繞一株藍白相間的小花展開了一次討論——「你不知道那是什麼花嗎?」「名叫牽牛花。」「這花還有一個別名,叫夕顏。」「黃昏盛開,明晨凋謝。」
如果甄嬛懂英文,可能就不會被果郡王忽悠了。牽牛花的英文是「morning glory」,直譯為「早上的光輝」。這就一目了然了,牽牛得名「晨光」,正是因其早晨盛開,而夕顏則是「黃昏盛開」,二者南轅北轍。
果郡王如果懂得一些氣象知識,或許既可以不被觀眾嘲笑,同時也能獲得談資。
繼續從morning glory說起。其實,以這個名字為人所知的,除了牽牛花外,還有一種神奇且罕見的雲——牽牛花雲,它也是一種在早晨「盛開」的雲。
在澳大利亞北部卡奔塔利亞灣,每年9月下旬至11月上旬的黎明,如果條件合適,有可能會幸運地一睹牽牛花雲的真容。它如同白化的金箍棒一般橫亙空中,有時只有一根,有時則10根連排,以每秒10米到20米的速度快速移動……雖然沒有身臨其境,但那種科幻電影般的情景哪怕只看照片都會非常震撼。
在美國中部,英吉利海峽,德國慕尼黑、柏林,俄羅斯東部以及澳大利亞其他海域偶爾也會看到這種雲,但神奇之處是它只在卡奔塔利亞灣每年固定時間出現。
因此,這也吸引了不少氣象學家探究其形成原因。他們推測:首先,海灣東部的半島面積足夠大,兩側都有海風;白天,珊瑚海沿岸的微風從東邊吹來,而海灣微風從西邊吹來,兩者在半島中部相遇,迫使空氣在那裡上升,並在半島的脊柱上形成一個雲層;當夜晚來臨,空氣冷卻並下降,會在兩條海風合併的水汽線的兩側產生空氣密度差異,從而導致大氣波從半島滾落並越過海灣;到了清晨,在波浪前進一側的上升空氣會使空氣飽和並形成可見的雲,從而打造出圓柱體的外觀,並在後部蒸發,這就形成了牽牛花雲。
回到《甄嬛傳》,如果學習過氣象知識,果郡王就可以指著牽牛花說:「你知道嗎?這花還有一個同名的雲,morning glory cloud,也叫『晨暮之光』。」
06 彩色的雪
自古以來,人們一般都認為雪是白色的。然而,你知道世界上還降過其他顏色的雪嗎?
據不完全統計,人們至今為止見到過紅、黃、綠、褐等顏色的雪。那麼,這些彩色的雪是怎樣產生的呢?
原來,彩色的雪是因為雪中摻雜了有顏色的物質,比如,在寒冷地區,生長著多種多樣的藻類,其中,含有葉綠素的藻類呈綠色,含有紅色素的藻類呈紅色。這些藻類由於重量較輕,在遇到大風天氣時,很容易被吹向高空。而當空中的藻類與雪花相遇時,不同類別(顏色)的藻類可能會將雪染成不同的顏色。
當然,其他的生物或非生物也可能形成彩色的雪,原理同樣如上。
1897年11月9日,在俄國聖彼得堡出現過一次黑雪。這些黑雪的粘附物不是煤煙,而是像小螞蟻一樣的小昆蟲。億萬個黑色的小昆蟲附著在雪花上飄落下來,看起來好像撒了煤粉似的。此外,挪威曾下過一場黃雪,是由於一種松木的鋸末被風卷到空中,然後同水蒸氣凝華而成的。在我國,天山東段和阿爾泰山上飄落下來的雪花有時帶著黃顏色,這是因為它們夾雜著從沙漠卷揚起來的黃色沙塵的緣故。
07 動物雨
天空下雨再正常不過,但你見過天空下動物雨嗎?顧名思義,動物雨是指魚、青蛙等動物和雨一起降下來的現象。
關於動物雨的記錄,我國史籍中早有記載。《漢書·五行志》記載,成帝鴻嘉四年(公元前17年)秋,「雨魚於信都,長五寸以下」。
在美國、澳大利亞和歐洲等地也有不少關於動物雨的報導。從天而降的動物種類不一,有魚、青蛙、蝦、螃蟹等,其中關於魚雨和青蛙雨的報導明顯較其他動物雨更多。比如,在宏都拉斯就下過多次壯觀的魚雨。
關於魚雨,還有一個傳說。據說在1856年,宏都拉斯來了一個西班牙神父。當時,宏都拉斯人民生活困難,過著有上頓沒下頓的日子。為了幫助窮人走出困境,神父連續三天三夜跪地祈禱,請求神賜予食物。最終,他的真誠感動了神,從那時起,宏都拉斯就經常下魚雨。有了魚肉飽腹,窮人再也不用過飢腸轆轆的日子了。
然而,事實真是這樣嗎?自古以來,人們對動物雨一直深感好奇,它究竟是因何形成的呢?
科學家一般認為,造成動物雨這種現象最可能的天氣是龍捲。以魚雨為例,要將魚從水中捲起再拋落到地面需要很大的能量,而龍捲最有可能滿足魚雨產生的條件。
龍捲的形成與強雷暴雲中強烈的升降氣流有關。它是雷暴雲的產物,是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的區域內集中釋放的一種形式。若龍捲發生在水面上,其下方的水很可能被吸進龍捲內部,這種現象被稱為水龍捲。假如龍捲下面恰好有魚群,會被吸入內部帶到遠處。當龍捲從水面移動到陸地時,由於摩擦力增大,風速減小,魚群就會落地,於是就有了天上下魚的情景,形成所謂的動物雨。
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中國氣象報社 出品
審核:段昊書
專家顧問:中國氣象局氣象幹部培訓學院 副教授 範雯傑
圖片來源:中國氣象局氣象幹部培訓學院
原文作者:張格苗 簡菊芳 張明祿 李慧 盧健 劉若馨 宛霞
編輯:宛霞
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轉載自中國氣象