每年夏天,美国大片地区都会为冰雹做准备。这个被称为“冰雹巷”的地区,从怀俄明州一直延伸到德克萨斯州,与该国其他地区相比,遭受冰雹风暴的次数更多,也更严重。
陆地和大气中的特征为美国的这个地区创造了完美的冰雹条件。但生活在冰雹“最佳”地带可能会很不方便。
“我在这里的第二年,我的车就被砸得坑坑洼洼了,”科罗拉多州立大学的研究员 Sam Childs 说。之后,“我想研究一下冰雹,”他说。
受损的车辆是严重冰雹风暴的众多后果之一。这就是为什么研究人员正在努力改进对这些天气事件的预报,以便更好地预测何时以及何种类型的冰雹侵袭可能会来临。随着气候变化可能使该地区的冰雹风暴更加普遍,这项技能的价值可能会随着时间的推移而增加。
最佳地带
要使冰雹落到地面,首先需要有带有强劲上升气流的雷暴。这些上升气流将落下的雨滴推回大气层中,直到变得足够冷,水能够结冰。就像一个悬停在通风口上方的乒乓球,冰雹落下,被上升气流一次又一次地带到高空。途中,冰雹会与其他水滴碰撞,形成冰冻层并增大尺寸,直到它变得太重,风无法再将其托起,然后落到地面。
科罗拉多大学博尔德分校的大气科学家 Katja Friedrich 说,尽管“冰雹巷”相对经常出现冰雹,但全国各地的雷暴一直在制造微小的冰球。但在大多数地方,空气太暖和了,无法保持冰块完好。它会在从云层最终落下到地面的过程中融化。“佛罗里达州甚至飓风中都产生过冰雹,”Friedrich 说。“但问题是,这个地区非常温暖,冰雹几乎无法到达[地面],或者只以非常小的冰粒到达[地面]。”
在“冰雹巷”,气温足够低,可以保持冰块的固态。此外,该地区大部分地区海拔较高,Friedrich 说。例如,科罗拉多州高平原的土地离冰雹源头更近,给冰雹落下留给融化的时间和空间更少。该地区在春季为冰雹做准备,因为那时来自南方的暖空气和来自北方的冷空气相遇,创造了完美的雷暴条件。
展望未来
由于每个雷暴都是独一无二的,每个冰雹风暴也是如此。大约五年前,美国国家气象局联系了 Friedrich,看看她是否能帮助追踪一个特殊的冰雹变量:地面上积累了多少冰雹。
科罗拉多的风暴有时会倾泻大量微小的冰粒,就像雪一样。在某些情况下,短时间内会有如此多的冰雹覆盖道路,以至于城市不得不出动已经收起来的扫雪车来清理街道。
理想情况下,市政当局能够预料到这些冰雹风暴并做好准备。因此,Friedrich 和她的研究团队着手收集关于不同风暴期间冰雹积累量的数据——这是一个他们仍在进行的项目,并构建预测模型,提供短期预报,预测是否可能出现冰雹以及冰雹会是什么样子。这项工作仍处于早期阶段。
“我们调查得越多,问题就越多,”Friedrich 说。虽然团队知道许多影响因素——例如云层中的水分含量或风暴的移动速度——但将这些观察转化为预测结果可能性的模型是一个挑战。
在 Friedrich 和她的团队解决预测未来冰雹风暴细节的同时,Childs 则着眼于更长远的未来。了解这些风暴在未来可能是什么样子,有助于制定应对其危害的政策——例如,保险公司如何处理损失,或者农民对冰雹袭击的农作物有何预期。
不断变化的气候
Childs 和其他研究人员发现,在未来几十年,气候变化可能会导致“冰雹巷”的冰雹风暴更加频繁,并落下更大的冰雹。例如,Childs 参与撰写的一项研究预测,到 2100 年,每年会增加三天冰雹天气。
这种转变似乎是可能的,因为一些主要的冰雹风暴影响因素将随着时间的推移而变得更强、更普遍。例如,变暖的大气将蒸发更多的水分到空气中。Childs 说,增加雷暴中的水量可能会使其更有可能产生冰雹。
研究还表明,在日益变暖的气候中,雷暴的上升气流可能会变得更强,从而使冰雹生长得更大,并继续到达上方足够冷的大气层。因此,更大的冰块更有可能完全落到地面,从而增加了特定风暴落下大量冰块的可能性。
这些预测并不适用于美国各地,并且取决于对未来大气条件的计算,这些条件可能不会如期发生。例如, Childs 说,如果大气层较低的湿度增加,冰雹可能不再是一个问题,因为较高的湿度会使融化更加普遍。并且,基于过去风暴层级的数据对西部地区未来冰雹事件进行预测存在一些注意事项。随着该地区人口的日益稠密,一个人处于冰雹风暴路径中并报告该事件的可能性也随之增加。
无论如何,近年来,冰雹研究受到了关注。也许是因为风暴的影响显示出一系列破坏性后果,从巨大的冰雹砸碎汽车挡风玻璃,到大量的冰粒堵塞排水沟并导致洪水事件,例如 2018 年导致动物死亡和工作人员受伤的科罗拉多州夏延山动物园的洪水事件。正如 Childs 所说,“我认为人们正在意识到冰雹风暴有多危险。”
编者注:本文已更新夏延山动物园的正确位置。














