“雷打雪”现象确实罕见且神奇,它打破了“冬天不打雷”的普遍认知。其核心原因在于冬季大气层中出现了类似夏季雷暴所需的强对流条件,但近地面温度足够低,使得降水以雪的形式落下。
简单来说,就是“冬天下了一场雷暴雪”。要理解这种现象,需要了解雷电和降雪各自形成的条件,以及它们如何在冬季特殊的气象条件下同时出现:
雷电形成的条件:
- 强烈的垂直上升气流: 这是关键。暖湿空气被剧烈抬升到高空。
- 充足的水汽: 提供形成云和降水的基础。
- 不稳定的层结(大气不稳定): 下层空气明显比上层空气暖湿。当暖湿空气被抬升时,它比周围环境温度高,会继续上升(就像热气球),形成强烈的对流。
- 冰晶碰撞起电: 在强对流云(积雨云)内部,上升气流携带大量水滴到高空冻结区。冰晶、过冷水滴(低于0℃但未冻结的水滴)、霰粒(小冰雹)在剧烈的上升和下沉气流中不断碰撞、摩擦、破碎。这个过程导致电荷分离(正负电荷分开),最终在云的不同部位积累起强大的正负电荷区。当电荷差足够大时,就会发生放电现象——闪电。伴随闪电的剧烈加热空气膨胀爆炸,就是雷声。
降雪形成的条件:
- 充足的水汽: 同上。
- 足够低的温度: 从云层到地面的整个路径上,温度都要低于0℃,或者至少近地面温度低于0℃,使得雪花在落地前不会完全融化。
- 抬升凝结机制: 空气被抬升冷却,水汽凝结成云滴或冰晶。
“雷打雪”如何同时发生?关键在“特殊的大气不稳定”
冬季通常大气层结稳定,冷空气在下,暖空气在上(逆温),缺乏强烈的上升运动。但“雷打雪”发生时,出现了异常强烈的、类似夏季的不稳定能量:
- 强烈的冷暖空气对峙: 这是最核心的触发机制。一股异常强盛且深厚的暖湿气流(通常来自南方海洋)北上,带来大量的水汽和相对较高的温度。同时,一股强冷空气(寒潮)快速南下。
- 剧烈的温度垂直差: 暖湿空气被强冷空气猛烈抬升。近地面是冷的,但被抬升的暖湿空气团温度远高于其上方的空气(形成了下暖湿、上干冷的“倒挂”结构),导致大气层结变得极度不稳定。
- 剧烈的垂直运动: 在这种强不稳定条件下,暖湿空气被冷空气像楔子一样剧烈向上顶托,形成非常强烈的上升气流。
- 充足的水汽供应: 强盛的暖湿气流提供了异常充沛的水汽来源。
- 足够低的温度层: 虽然低层有暖湿空气,但整层大气温度足够低。在强对流云发展过程中,云顶高度可以伸展到温度很低的高空(-20℃以下甚至更低),云内存在大范围的冰相过程(冰晶、雪、霰粒等),为冰晶碰撞起电提供了必要条件。同时,近地面温度足够低(通常在0℃或以下),使得降水粒子在下降过程中保持为雪。
总结“雷打雪”背后的气象小知识:
“冬天里的雷暴”: “雷打雪”本质上是一场发生在冬季的强对流天气(雷暴),只是降水形式是雪。
能量来自“温差打架”: 驱动雷电产生的巨大能量,来源于强冷空气和强暖湿空气之间剧烈的温度/密度差异和交锋。
水汽是“弹药”: 异常充沛的暖湿水汽是形成强降雪和云内起电过程的基础“原料”。
不稳定是“引擎”: 冷暖气团剧烈交汇造成的极端不稳定层结,提供了强大的上升“引擎”。
冰晶是“开关”: 云内剧烈的冰晶碰撞过程是产生电荷分离、最终引发雷电的关键环节。
低温是“定型器”: 近地面足够低的温度保证了降水最终以雪的形式落下。
为什么罕见?
- 冬季通常缺乏如此强盛的暖湿气流。
- 冬季大气底层通常稳定,不易形成强烈的垂直上升运动。
- 冷暖空气如此剧烈、快速的对峙情况相对较少。
- 即使对流发生,云顶高度和冰晶起电效率可能不如夏季高。
“雷打雪”的预示意义:
民间常有“雷打雪,人吃铁”、“冬天打雷雷打雪”等说法,预示极端天气或灾年。从科学角度看,它确实预示着:
- 天气形势极端: 发生了非常剧烈的冷暖空气交锋。
- 强降雪可能性大: 因为暖湿气流异常强盛,水汽供应充足。
- 可能伴随寒潮大风: 强冷空气是触发因素之一。
- 潜在灾害风险: 如暴雪、低温冰冻、大风等。
因此,“雷打雪”是冬季大气环流剧烈调整、极端天气发生的一个显著信号,提醒人们关注后续可能出现的强降雪、寒潮等恶劣天气及其影响。它的出现,是自然界能量剧烈释放的一场“冬日奇观”。