可能会下一整天的雨,也可能连续下几个小时的雪,但冰雹似乎总是只下很短的时间。为什么没有长时间的冰雹?
3答案
在雷暴中,上升气流将水滴带到温度低于水的冰点(32°F或0°C)的高度,从而形成冰雹。这个冻结过程形成了冰雹。这一过程可以重复,每次都增加冰雹的大小,直到冰雹变得太重而无法再次拾取。
冰雹的形成需要很高的风速,这种风速可能只会在风暴中持续很短的一段时间。长时间的冰雹是可能的,但通常需要大型强风暴,如龙卷风超级单体雷暴。
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\ begingroup美元 你说:“冰雹的形成需要高风速,而这种风速可能只会在风暴中持续很短一段时间”,这似乎是答案的关键部分。但为什么它们是否只在风暴中维持了很短的一段时间? \ endgroup美元- - - - - -杰克Aidley2017年3月2日15:03
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4\ begingroup美元 雷暴所需的输入有:水分、风和气团不稳定。强降雨和冰雹迅速消耗雷暴中的水分。当水汽输出大于输入时,雷暴强度减弱,风速降低,上升气流速度降低。需要较低风力的降雨事件可以持续更长时间。 \ endgroup美元- - - - - -江南体育网页版地球科学外籍人士2017年3月2日15:19
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2\ begingroup美元 @JackAidley因为强风造成负载不平衡(压力、能量等),或者如果你愿意,也可以是高熵。显然,风“消耗了这些资源”。 \ endgroup美元- - - - - -哟”2017年3月2日15:34
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2\ begingroup美元 巨大的上升气流速度实际上可以持续好几个小时……就像长轨道超级细胞一样。但即便如此,这也只是一个很小的区域,假设风暴以相当快的速度移动,每个地方的冰雹只会持续很短一段时间。但也有冰雹在缓慢移动的超级单体中持续一个小时或更长时间的情况。 \ endgroup美元- - - - - -JeopardyTempest2017年3月3日2:26
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2\ begingroup美元 @JeopardyTempest同意了。就在昨天,我们举了一个产生佩里维尔龙卷风的风暴的例子。这场风暴持续了大约6个小时。 \ endgroup美元- - - - - -凯西2017年3月3日2:41
第一个原因是冰雹与剧烈、高能、大风风暴中的极端上升气流密切相关,这些风暴大多是超级单体。强风风暴的本质是移动得很快,所以它们来的和去的一样快。由于显而易见的原因,上升气流一定是局部现象(否则一个地区的空气就会消失)。只要条件合适,任何一天都可能出现多场冰雹风暴,但每一次都必然是局部现象。
所以我们需要更精确:冰雹风暴的时间很短在任何给定的位置但风暴可能会持续更长的时间,并在其他地方产生更多的冰雹,以及龙卷风、大雨和其他短暂的天气现象。有时我们可以从很远的地方看到细胞在陆地上移动。我们可以看到,雨水或冰雹不断地从其中落下,但这个细胞在不断地改变位置。
第二个原因,涉及到一个较长的时间尺度,是凝结耗尽了风暴必须补充的能量,否则风暴最终会消亡,就像飓风一样:它们只在作为能量来源的温暖水体上存在很长时间。在陆地上,它们迅速减弱。
这就有可能在海上有更持久的冰雹风暴,但我没有这方面的数据。一个备注在theweatherprediction.com网站上说,飓风中的冰雹很少,因为空气是如此潮湿和温暖(即充满能量),以至于它冻结得太迟和太远。
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3.\ begingroup美元 我喜欢这个答案。在观测者的参考系中,冰雹结束得很快,但在风暴运动参考系和上升气流附近,冰雹可能持续很长时间。可能得去找一些超级单体形成后留下的冰雹带的图像。 \ endgroup美元- - - - - -凯西2017年3月3日2:35
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\ begingroup美元 这是我的赞。任何不提到产生冰雹和暴雨的云的答案空间的地方他们只会下雨你在很短的一段时间内,因为它们在头顶上飞行,最多只能得到答案的一小部分。更具体地说,你可能会提到,还有一种云会在很长一段时间内产生缓慢的降水:这些云是由更温和的过程形成的,在空间上是扩散的,即使它们移动得很快(它们可以!),结果也会在头顶停留更长的时间。 \ endgroup美元- - - - - -CR Drost2017年3月3日19:40
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\ begingroup美元 我选择接受这个答案,而不是加里·金德尔(Gary Kindel)得到更多好评的答案,因为在我看来,它更专注于回答我提出的问题。加里的回答对冰雹的形成给出了很好的解释,但掩盖了为什么这会导致短暂的风暴,而这个答案则正面解决了这个问题。 \ endgroup美元- - - - - -杰克Aidley2017年3月7日10:30
另一个答案是正确的:冰雹形成的机制是冰雹在云中反复移动,变得更重,然后当它变得太重时,它就会掉出云中。这个过程有很多先决条件,比如上升气流和大量的水,当这些先决条件被破坏时,冰雹也会被破坏。
但我想从另一个角度来看。来,我们做个练习。找一个有制冰机的冰箱,尽快把冰取出来。如果你的制冰机像我的一样,你可以在很短的时间内取出大量的冰,然后等待很长时间才能制成更多的冰。
制冰机里不缺水分;管道供应足够了。显然,不需要上升气流。但在呼叫云和你的制冰机中,都必须有从水中提取热量并将其转移到环境中的其他地方.这个过程需要时间和精力。一旦所有储存的冰都用完了,你就必须等待,你就必须消耗能量来获得更多的冰。
你必须从每克液态水中提取80卡路里的热量来冻结它不管当前空气的温度和压力.无论温度和压力如何,每克水蒸气需要提取540卡路里的热量才能变成液体。热量必须去的地方!我们认为冰雹是巨大的冷的输出来自云,但你不可能在某个地方得到寒冷而不把热量放在其他地方。
以某种方式提取的热能将会改变云的特征。而且,将热量转移到云中其他地方所需要的时间和能量是有实际物理限制的。
你的制冰机基本上有无限的水分供应和完全稳定的制冰条件,一旦储备耗尽,它就不能快速供应新冰。即使云有无限的水分供应和完美的制冰条件,一旦储备消失,它也不能提供快速流动的新冰。事实证明是这样的非常昂贵的从能量的角度来看,从水蒸气中形成冰,所以仅从能量的角度来看,我们预计冰雹的时间会很短。
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1\ begingroup美元 为了给一些关于强烈风暴的观点,一些大的热力学环境可以有超过5 kJ/kg的空气从表面上升,上升气流速度远远超过100米/秒。不是无限的能量,但它可以相当丰富。 \ endgroup美元- - - - - -凯西2017年3月3日2:31
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2\ begingroup美元 是的,超级细胞再次证明了这一点。强风暴上层区域的风速通常在每小时100-200英里左右。足够快地耗尽释放的潜热。它们可以持续数小时制造大冰雹。上升气流环流很好地克服了你的问题。但更重要的是,潜热中释放的能量被上升的空气团膨胀的负功大量抵消了。这更像是一个工业冰箱,而不是一个冰块托盘!你的想法可能会说,雨不应该下几个小时,因为凝结也需要大量的能量。 \ endgroup美元- - - - - -JeopardyTempest2017年3月3日2:41
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1\ begingroup美元 对流风暴通常会减弱,因为它们形成了太多的冷空气(雨/冰负载的下沉气流阻塞了流入/上升气流)。对你所作的解释作了很好的尝试,但这个解释并不适用。 \ endgroup美元- - - - - -JeopardyTempest2017年3月3日2:41
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\ begingroup美元 有趣的;这就是我年轻时想过同样问题时得到的解释。显然,这并没有完全奏效。谢谢你的评论。 \ endgroup美元- - - - - -埃里克。2017年3月3日3:58