大寒聊聊“霰”和“火山冬天”

张华俊

今天大寒，大寒至，春将归。昨天下午（1月19日），云南部分地区出现强对流天气，伴随着罕见的短时雷雨和霰（xian），大部分民众认为是冰雹，最近已有两天出现短时大雨加霰，可谓天气异常。1月14、15日，汤加洪阿哈阿帕伊岛附近海底火山发生大喷发，本次火山喷发引发7.4级地震及周边海域海啸，汤加岛国一度与外界失去联系，成为全球关注的新闻事件。

两个事件的发生，地质学家、气象学家、经济学家向我们普及了两个比较陌生的概念：霰，火山冬天。今天我就跟大家一起聊聊。

霰与冰雹

1月16日红塔区马井

霰，在高空中的水蒸气遇到冷空气凝华成的小冰粒，多在下雪前或下雪时出现，霰又称雪丸或软雹，由白色不透明的近似球状（有时呈圆锥形）的、有雪状结构的冰相粒子组成的固态降水，直径2-5mm，着硬地常反跳，松脆易碎。
冰雹（Hail）也叫“雹”，俗称雹子，“霸子”，有的地区叫“冷子”（如甘肃等地），是一种天气现象，夏季或春夏之交最为常见。它是一些小如绿豆、黄豆，大似栗子、鸡蛋的冰粒。
当地表的水被太阳曝晒汽化，然后上升到了空中，许许多多的水蒸气在一起，凝聚成云，此时相对湿度为100%，当遇到冷空气则液化，与空气中的尘埃为凝结，形成雨滴（热带雨）或冰晶（中纬度雨），越来越大，当气温降到一定程度时，空气的水汽过饱和，于是就下雨了，要是遇到冷空气而没有凝结核，水蒸气就凝华成冰或雪，就是下雪了，如果温度急剧下降，就会结成较大的冰团，也就是冰雹。

1月19日通海秀山后山

冰雹的预测 感冷热：如果下雹季节的早晨凉，湿度大，中午太阳辐射强烈，造成空气对流旺盛，则易发展成积雨云而形成冰雹。故有“早晨凉飕飕，午后打破头”、“早晨露水重，后晌冰雹猛”的说法。
辨风向：下雹前常常出现大风而风向变化则烈。农谚有“恶云见风长，冰雹随风落”、“风拧云转、雹子片”等说法。另外如果连续刮南风以后，风向转为西北或北风，风力加大时，则冰雹往往伴随而来因此有“不刮东风不下雨，不刮南风不降雹”之说。
观云态：各地有很多谚语是从云的颜色来说明下冰雹前兆的，例如“不怕云里黑乌乌，就怕云里黑夹红，最怕红黄云下长白虫”，“黑云尾、，冰雹打死羊和牛”，因为冰雹的颜色，先足顶白底黑，然后中部现红，形成白、黑、红乱绞的云丝，云边呈上黄色。
从云状为冰雹前兆的说法还有“午后黑云滚成团，风雨冰雹齐来”，“天黄闷热乌云翻，天河水吼防冰雹”等，说明当时空气对流极为旺盛，云块发展迅猛，好象浓烟股股地直往上冲，云层上下前后翻滚，这种云极易降冰雹。
听雷声：雷声沉闷。连绵不断，群众称这种雷为“拉磨雷”。所以有“响雷没有事，闷雷下蛋子”的说法。这是因为冰雹云中横闪比竖闪频数高，范围广，闪电的各部分发出的雷声和回声，混杂在起，听起来有连续不断感觉。

识闪电：一般冰雹云中的闪电大多是云块与云块之间的闪电，即“横闪”，说明云中形成冰雹的过程进行得很厉害。故有“竖闪冒得来，横闪防雹灾”的说法。
看物象：各地看物象测冰雹的经验很多，如贵州有“鸿雁飞得低，冰雹来得急”、“柳叶翻，下雹天”山西有“牛羊中午不卧梁，下午冰雹要提防”、“草心出白珠，下降雹稳”等谚语。要注意以上经验一般不要只据某一条就作定断，而需综合分析运用。

霰和冰雹的区别 两者的区别主要在于：（1）霰比较松散，而冰雹很硬。（2）冰雹常出现在春夏季，霰常出现在气温较低的秋冬，有时还会与雪同时降落。（3）冰雹颗粒较大，直径在5毫米到5厘米不等，更大的可达10厘米。霰的颗粒小得多，直径在2毫米至5毫米之间。（4）冰雹是半透明的，霰一般是不透明的。

1月19日下午我家窗口霰雪堆。

火山冬天 火山大喷发会把大量的火山灰和二氧化硫等物质送入大气平流层，它们在较短的时间(一两个月)内即会形成硫酸气溶胶，这些气溶胶会随着平流层的环流被输送到全球各地，同时由于平流层环流稳定，所以这些气溶胶会在平流层内持续存在很长时间(一年以上)，它们通过阻挡太阳辐射引起近地面温度的下降，这种现象被称为“火山冬天”。高强度的火山喷发会导致严重的“火山冬天”，会对人类文明的进程造成异常严重的威胁。根据火山的喷发量不同一般将火山喷发分为1至8级，级数越高说明喷发强度越高，每升高1级喷发量增加10倍。根据过往的经验，5级火山喷发对地球气候一般不会带来明显的影响，达到6级甚至以上就会对地球气候带来比较明显的影响。 “火山冬天”的典型案例是指数为7的发生在1815年的印尼坦博拉火山大爆发，这也是有明确记载以来最强大的火山喷发，喷发高度居然高达45公里！几乎触及了大气平流层的上沿。坦博拉位于热带的印尼松巴哇岛上，爆发之前的坦博拉山峰是这片云雾缭绕的山地中的最高峰。这座火山蛰伏已久，被认为是神祇的居所。喷发之前的山坡上星星点点地分布着村庄，附近的农民种植稻米、咖啡和胡椒。1815年4月5日，火焰从顶峰冒出，大地开始颤抖，持续了长达数个小时，但之后火山又重新陷入寂静，这实际是给当地的人们发出了预警，五天后火山开始剧烈喷发。坦博拉火山喷发从1815年4月一直持续到7月，在长达三个多月的喷发期内，它总共向天空喷出了大约1.4亿吨的熔岩、火山灰和其它物质，随着上亿吨的物质被射向天空，坦博拉原来4100米的山体高度在喷发之后只剩下2850米！整个山峰被削掉了1300多米！火山爆发时的巨响轰天震地。 坦博拉火山大喷发直接导致印尼无数人失去了家园，数万人丧失了生命。火山喷发之后滞留在大气平流层中的气溶胶遮蔽了阳光，形成了持续三年的“火山冬天”，导致全球的平均温度下降了1度以上，而1816年欧洲的温度更比常年低3度以上，因此，1816年史称是“无夏之年”，这给世界各地带去了极端的气候事件。1816年6月，一场暴风雪居然侵袭了纽约北部；7月和8月，新英格兰的农场受到霜灾的致命破坏；7月和8月，宾夕法尼亚州西北地区湖里和河里依然还有冰块。在纽约郊区一个叫做Nicholas Bennet的人记载到，那年5月份，山上还光秃秃的和冬天一样，每天温度还会降到冰点以下；6月9日的地面还是冻结状态；6月12日，教徒们不得不重新种植被霜冻的植物，8月23日，霜冻再次回归。欧洲更糟，寒冷使得1816年的作物收成基本无望，从英国、爱尔兰、威尔士到德国，四处都是受灾的难民和乞丐，食品价格飙涨。1815年一蒲式耳燕麦价格折合现价美元约为1.55美元，到1816年则飙升到12.85美元。示威、骚乱、纵火和打劫猖獗，让当年成为19世纪的欧洲最差的荒年。英格兰人直接称1816年是“冻死人年”，而德国人说1817年是“乞丐之年”，由此可见当时欧洲的惨状。亚洲当然也不能幸免。吉伦•达尔西•伍德在他的著作《坦博拉：改变世界的火山爆发》中追溯了那段灾难的历史，他在书中说到中国南部云南省布满山脉和雨林，有老虎和大象出没，但1816年的夏季却遭到了冬天般的严寒，在7月这个省份“史无前例地下了雪”，稻米种植很快遭到破坏，此后的饥荒延续数年。因1815年坦博拉火山喷发导致的这场全球性灾难，让世界很多国家和地区都遭到一波接一波的饥荒、疾病和社会动荡，大量的人口死于非命。达到八级的火山喷发一般被称为是超级火山喷发，距今最近的超级火山喷发发生在大约7.5万年以前。当时印尼苏门答腊岛的托巴(Toba)超级火山发生了大爆发，这次火山爆发的指数达到了8，科学家估计Toba火山爆发后形成了全球长达6-10年的“火山冬天”，期间全球平均温度降低超过5度，中高纬度降温则超过10度，火山专家美国罗格斯大学新伯朗士威分校Alan Robock教授的数值模拟研究表明，最大的全球降温可能达到了15度。经过本次火山喷发的摧残之后，当时地球上的人类数量可能降低到了有史以来的最低值——1万至3万，人类演化的进程差点被推到了灭绝的边缘。 板块运动与地震火山活动

板块运动学说把全球大致划分为六大板块和一些小板块，分别是亚欧板块、美洲板块、太平洋板块、印度洋板块、南极洲板块和非洲板块。太平洋板块几乎以海洋为主，阿拉伯半岛、印度半岛、澳大利亚都位于印度洋板块。板块边缘多地震、火山活动，板块边缘往往是山脉分布带和火山、地震带；板块内部较稳定。板块处在不断的运动变化中。

板块运动及其影响：各大板块是不断运动的，板块运动主要有两种方式：→←碰撞挤压 ←→张裂拉伸。板块张裂形成裂谷或海洋，如东非大裂谷和大西洋；大洋板块与大陆板块相互碰撞会形成深海沟、岛弧链、海岸山脉；板块相互碰撞形成巨大的山脉。

喜马拉雅山会长高是由于印度洋板块和亚欧板块碰撞挤压，红海面积会扩大是因为非洲板块和印度洋板块在张裂拉伸，地中海面积会缩小是因为亚欧板块和非洲板块在碰撞挤压。

世界上主要的火山地震带：环太平洋火山地震带，地中海——喜马拉雅火山地震带均分布在板块与板块的交界处。

汤加所处的位置正是太平洋板块与印度洋板块的交界处，两大板块之间相互碰撞挤压，太平洋板块向下俯冲进印度洋板块导致火山活动频繁，也是世界上主要的火山、地震活动分布区。

敬畏自然，热爱自然！