廣州下“拳頭大”冰雹，砸穿車窗、房頂！這冰雹怎麼會這麼大？

今天小編分享的科學經驗：廣州下“拳頭大”冰雹，砸穿車窗、房頂！這冰雹怎麼會這麼大？，歡迎閲讀。

4 月 27 日下午到晚上，廣西、廣東多地遭遇暴雨、雷雨大風、冰雹、龍卷風襲擊，有廠房屋頂被掀翻。

據廣州市氣象部門介紹，初步研判，此次廣州白雲區出現的龍卷風強度為強龍卷等級（相當于風力 15～17 級，即風度高達每秒 56.1～61.2 米，是極其強烈的風暴）。

此外，廣西、南寧一些地方下起冰雹，有的冰雹直徑大于 5 cm，比雞蛋還大，出現了多個車輛玻璃、簡易房屋頂等被砸壞的現象。

圖源：央視新聞

為什麼會出現強龍卷和 " 大如拳頭 " 的冰雹？近期還會有類似的災害天氣嗎？我們邀請了中國氣象局高級工程師信欣來解答一下。

為什麼會出現如此大的冰雹？

一句話總結：水汽充足，上升氣流足夠強，能托住冰雹不停地長，長到足夠大。

從雲圖和雷達看，本次廣西、廣東出現了多個 " 超級單體風暴 "。

4 月 27 日雲圖上（上圖）看到的明顯凸起，如開水冒泡般的大個頭的積雨雲，雷達圖上（下圖）可見近似橢圓形的紅紫色回波，就是超級單體風暴，圖源：作者提供

所謂 " 超級單體風暴 "，本質上是一種強烈的旋轉上升氣流，通常伴有強風、局地暴雨、冰雹，甚至龍卷風等等，具有非常大的破壞力，是世界上最危險的天氣現象。

如果把普通的積雨雲比作一個小孩，這個超級單體風暴，就像是 " 綠巨人 "。" 超級單體風暴 " 相比普通的雷暴單體，内部有着更強的上升運動，上升速度在 10 米 / 秒甚至 15 米 / 秒以上，這樣的上升氣流，可以托舉住 15～20 毫米的冰雹胚胎。

而且如果超級單體中，低空有較大的垂直風切變和螺旋度，還可能引發龍卷——低空風向不一致，搓出一個水平方向上的渦管，渦管在超級單體的上升和下沉氣流影響下，從水平到傾斜，豎起來再接地，就是龍卷。

我們知道冰雹是水滴在積雨雲中形成的。積雨雲中的上升氣流将雲層下部的水滴帶到雲的中上層。随着高度的增加，温度逐漸降低，當温度低到一定程度時，水滴就會開始凍結，變成小冰晶。這些小冰晶就是冰雹的胚胎。

随着氣流進行升降運動，冰雹胚胎會不斷地遇到過冷水滴，并凍結在冰雹胚胎外面，使得冰雹的尺寸不斷地增大。

形成大冰雹的過程，其實類似于 " 滾元宵 "。把元宵餡料蘸上水，在糯米粉中不斷翻滾。對應冰雹，就是冰雹的胚胎（小冰晶）在積雨雲中不斷上下來回，與雲中的過冷水滴不斷碰撞，進而變大。

當積雨雲中，上升氣流越強，可以托舉的冰雹個頭就越大，使得冰雹可以增長得越大。直到冰雹足夠大，上升氣流托不住，就會落到地面。

而下落過程中，在大于 0 ℃ 的空中，冰雹表面有些融化，低空往往因為有亂流，又會導致冰雹間可能產生粘連合并，進而形成個頭如雞蛋大小的冰雹。

圖超級單體冰雹雲的剖面結構圖，圖源：《天氣學原理和方法》，第四版

有些大冰雹細看，甚至就像是冠狀病毒，外邊的凸起其實是一個個較小冰雹合并時，沒有完全融合、部分保留下來的初始形狀。

最後，當冰雹增長到一定的尺寸，它的重量會超過上升氣流的支撐力，這時冰雹就會從雲層中落下，形成我們所説的冰雹天氣。

冰雹是一層一層的結構，圖源：wikipedia

因此，這次的冰雹個頭之所以 " 比雞蛋還大 "，主要是滿足了這幾個條件：

第一，" 超級單體風暴 " 讓上升氣流的托舉能力變得特别強。美國海洋和大氣管理局（NOAA）有數據顯示，時速 103 千米的上升氣流就能產生高爾夫球大小的冰雹，如果氣流速度達到 130 千米的時速，就會產生棒球大小的冰雹。

第二，中低空水汽比較豐沛，以及冰雹粒子在積雨雲中多次起落碰并粘連，使得冰雹個頭進一步變大。

4 月 27 日下午，廣州的大氣條件，0 ℃ 層高度剛好在 4000 米左右（600 百帕），在 0 ℃ 層附近和上方有強烈的上升運動，配合較好的水汽條件，利于形成冰雹。注：紅色粗線為 0 ℃ 層，縱坐标為氣壓高度，橫坐标為時間，虛線為上升運動。綠色為相對濕度較高，圖源：歐洲數值模拟的廣州綜合廓線圖

未來一段時間，

還會出現暴風、冰雹等災害天氣嗎？

今年春季我國強對流天氣極其活躍，強度也非同凡響。

一方面是暖濕氣流異常偏強，對應副熱帶高壓偏北偏強，北側的偏南風強于常年，使得低空大氣的濕熱程度，堪比 5～6 月夏季風爆發後的水平，南方低空大氣的水汽和能量都非常充足。

另一方面，3 月下旬以來，高空槽也非常活躍，多個高空槽從青藏高原東移，使得對流中層大氣幹冷。多次形成了，下暖濕、上幹冷的垂直結構，這是強對流的典型結構。

高空槽，是指高空存在的低壓區，通常也采用高度場的低值區來表示。在 500 百帕等高線圖上，一般呈現向下彎曲的，就是高空槽。高空槽帶來的幹冷空氣，是加劇對流的關鍵因素。

當低空暖濕空氣在上升過程中，氣温下降，水汽達到飽和點時，就會凝結。水的凝結過程會釋放熱量，使得自身變得更暖更輕，繼續上升。如果此時有幹冷空氣卷入，冷暖對比反差加大，會使得上升速度進一步加大，形成強烈上升，直衝萬米高空，達到對流層頂。