冰雹是一种在雷雨天气中形成的冰块,其形成过程受到多种因素的影响。要理解冰雹的大小如何被决定,需要考虑气象条件、环境变化以及人类活动等多方面因素。
在冰雹云中,强烈的上升气流携带许多水滴和冰晶。其中一些水滴和冰晶合并冻结成较大的冰粒,成为冰雹的核心。这些核心在上升气流的作用下进入含水量较多且温度不太低的区域,与过冷水滴碰撞并冻结,形成一层透明的冰层。随后,它们进入水量较少的低温区,与冰晶、雪花和少量过冷水滴结合,形成不透明的冰层。随着冰雹的增长,当上升气流不足以支撑时,冰雹开始下落,在下降过程中继续与冰晶、雪花和水滴结合生长。如果遇到更强的上升气流,这一过程会重复,直到冰雹最终从云中落下。
冰雹的形成对气温有特定要求,通常在-12℃至-16℃之间,水滴才能冻结成冰雹。此外,大气中的不稳定气流、强烈的上升和下沉气流也是冰雹形成的关键因素之一。大气中必须存在相当厚的不稳定气流层,积雨云需发展到能使个别大水滴冻结的温度,同时云的垂直厚度不能小于6~8千米,内部含水量丰富。云内还需具备倾斜的、强烈而不均匀的上升气流,一般速度在10~20米/秒以上。另外,雹胚的数量密度应较小,约为0.1~0.2个/米³左右。
冰雹的形成比云和雨更为复杂。在强烈的上升气流作用下,云层高度可达10000米以上,温度极低(约-30℃至-40℃)。上升气流将云下层的水滴运送到云中部形成过冷水滴,而下沉气流则将上层的冰晶、雪花带到云中部,与过冷水碰撞形成冰雹的核心。这些核心在云层内部不断上下移动,逐渐增大,直到上升气流无法再托住其重量,最终落在地面上形成冰雹。