冰雹是如何长到高尔夫球甚至柚子那么大的？这种破坏性天气现象背后的科学依据

冰雹有柚子那么大 破碎的车窗 在德克萨斯州约翰逊城。2024年6月，一位风暴追逐者几乎发现了冰雹 像菠萝那么大. 。甚至出现了更大的冰雹 记录于南达科他州, 、堪萨斯州和内布拉斯加州。冰雹有 损坏的飞机 甚至冲破了屋顶。

冰雹为何变得如此之大，冰雹是否变得越来越严重？

作为 大气科学家, ，我研究并教授有关极端天气及其风险的知识。以下是冰雹的形成方式、冰雹可能如何变化以及一些安全提示。

冰雹怎么变得这么大？

冰雹开始时是微小的冰晶，被卷入雷暴的上升气流中。当这些冰胚与 过冷水 – 温度低于冰点的液态水 – 水在每个胚胎周围结冰，导致 胚胎生长.

根据冰雹表面的温度，过冷水会以不同的速度结冰，当冰雹在雷暴中移动时，会留下一层透明或浑浊的冰。如果你切开一块大冰雹，你可以看到这些层，类似于树木的年轮。

冰雹穿过雷暴云的路径，以及它收集过冷水的时间，决定了它能增长到多大。

旋转、持续时间长、严重的雷暴被称为 超级单体往往会产生最大的冰雹. 。在超级单体中，冰雹可以在强烈的雷暴上升气流中悬浮 10-15 分钟或更长时间，那里有充足的过冷水，然后由于其重量而从风暴中掉下来或移出上升气流。

冰雹在春季和夏季最常见，此时存在以下几个关键成分：地表附近温暖潮湿的空气；对流层中部不稳定的气团；风随高度变化剧烈；以及由天气系统引发的雷暴。

冰雹越大，损失越大

冰雹可能具有破坏性，特别是对于农场来说，即使是小冰雹也可能会造成破坏。 击倒庄稼 和 损害果实.

随着冰雹变大，它们的 能量和力量 当它们撞击物体时会急剧增加。从天而降的棒球大小的冰雹具有与典型的大联盟快球一样多的动能。因此，当冰雹尺寸超过 25 美分硬币时，屋顶、壁板、窗户和汽车等财产损失就会增加。

承保恶劣天气造成的损失，其中 以冰雹灾害为主, ，在过去几十年里大幅增加。这些增长主要是由冰雹多发地区人口增长推动的，导致 更多可能受损的财产 修理或更换被冰雹损坏的财产的成本不断增加。

气候变化是否会加剧冰雹？

许多人问冰雹灾害的增加是否与气候变化有关。

我和我的同事们 分析了四十年的冰雹环境 并发现，产生比高尔夫球还大的冰雹的大气成分在美国中部和东部的部分地区变得更加常见。自1979年以来。其他研究考虑 形成因素 产生冰雹的风暴或观察到 雷达预测冰雹 发现大冰雹的增加有限，主要是在北部平原。

有一个 几个主要假设 为什么气候变化可能使大冰雹的一些关键成分变得更加常见。

首先，已经有一个 温暖潮湿的空气增加 随着地球变暖。这为雷暴提供了更多的能量，并使雷暴中的过冷水更加充足，有利于冰雹的生长。

其次，出现了更多的 不稳定的气团, 起源于北美西部较高的地形，然后向东移动。随着积雪在今年早些时候消失，这些不稳定的气团更容易形成，因为太阳更快地加热土地，类似于打开厨房炉灶，然后加热上面的大气。

气候变化也可能 导致小冰雹减少，大冰雹增多. 。随着大气变暖，大气中的冰点会升高。小冰雹在到达地面之前就能完全融化。另一方面，较大的冰雹下落速度更快，需要更多时间融化，因此受较高冰冻水平的影响较小。

此外，更有利的大冰雹成分与冰雹本身特征的变化相结合可能会导致 未来特大冰雹将会增加.

如何在冰雹中保持安全

遭遇严重的雷暴天气，周围下着大冰雹，可能会很可怕。这里有 一些安全提示 如果你遇到这样的情况：

• 如果您正在开车，请安全靠边停车。留在车内。如果您发现可以在车库或加油站遮阳篷下寻求庇护，请开车前往。

• 如果您在外面，请寻找坚固的庇护所，例如建筑物。如果您在户外被困，请保护好您的头部。

• 如果您在室内，请远离窗户并留在室内，直到冰雹停止。

处理冰雹损坏的后果也可能会带来压力，因此 现在采取一些步骤 可以避免以后头痛。了解您的房主和汽车保险保单的承保范围。谨防人们在冰雹后更换屋顶的骗局。此外，首先要进行预防性思考，选择能够更好地抵御冰雹损坏的建筑材料。