第五章地球萬象3
雹雲孕育的冰雹
冰雹是從發展強盛的雹雲中降落下來的，所以常常與雷暴雨同時出現。大小不等的冰塊落到地麵，大的如雞蛋、核桃，小的像黃豆、米粒。有一年，我國甘肅省的平涼地區曾降過一次大冰雹，最大的一顆竟達50多公斤重。
雹雲是積雨雲的一種，它與一般的積雨雲有所不同：雹雲的雲底較低，一般離地麵隻有幾百米，而雲頂卻很高，可達十幾公裏，雲體相當高大深厚，大都呈暗紅色或灰黃色。
雹雲內部有三個不同的層次：雲體的下部是由水滴組成的暖雲(溫度在0℃以上)；雲體的上部是由冰晶、雪花和過冷水滴組成的冷雲(溫度在0℃以下而未凍結的水滴)；雲體的中部是冰水共存的區域。在這種既有水滴又有冰晶、雪花的混合雲體中，水氣很容易直接凝結在冰晶上，並使冰晶迅速增大為冰粒。當冰粒大到01毫米左右時，就要隨著雲中的垂直氣流上下來回翻騰。當雲中的上升氣流比較強烈時，冰粒就被送到雲的上部，一路上與過冷水滴、冰晶及雪花相碰撞，逐漸凝結成一個不透明的白色冰核，稱為“冰雹胚胎”。
當雲中的上升氣流減弱時，這個冰核又要從雲的上部降落下來。由於雲體下部的溫度比較高，冰核落到這裏，表麵一層冰雪開始溶化為水，同時又有一部分水滴粘附上去。當再碰到猛烈上升氣流時，這個冰核再次被帶到高空，粘附在它外麵的一層水滴又開始凍結成一層冰殼。由於雹雲中的上升氣流時強時弱，變化無常，所以冰雹胚胎就這樣一次又一次地被托上去，落下來，經過幾次到十幾次的反複，冰雹胚胎越長越大，分量越來越重。當雲中的上升氣流再也托不住它的時候，就從雲中一落千丈地掉下來，成為我們所見到的冰雹。冰雹天氣一般多出現於夏季悶熱的午後。
冰雹是一種破壞性很大的災害性天氣。一場重雹災常使大批作物、果樹、蔬菜遭到毀滅性的打擊，即將成熟到手的莊稼也會顆粒無收，有時還直接威脅著人民生命及財產安全。現在，雖然有了一些人工防雹、消雹方法，但還不能從根本上製服冰雹災害。
冷凝的霧淞和雨淞
霧淞和雨淞俗稱“樹掛”。在寒冷的冬季，近地麵有霧，而且霧內小水滴的溫度已在0℃以下時，一些樹枝、電線或近地麵物體的突出部位，有類似霜一樣的乳白色凝結物，這就是霧淞。
霧淞有兩種。一種是過冷卻霧滴碰到冷的地麵物體後迅速凍結成粒狀的小冰塊，叫粒狀霧淞，它的結構較為緊密。另一種是由過冷卻霧滴凝華而形成的晶狀霧淞，結構較鬆散，稍有震動就會脫落。
如果在近地麵存在一個逆溫層，即溫度自地麵向空中有逐漸遞增的趨勢，那麼當雲中的過冷雨滴降至溫度低於0℃的地麵及樹枝、電線等物體上時，會立即凍結成透明或半透明的冰層，使樹枝或電線等變成粗粗的冰棍，有時還邊滴淌、邊凍結，結成一條條長長的冰柱，這就是雨淞。雨淞也叫冰淩、樹凝，形成雨淞的雨稱為凍雨。
我國大部分地區雨淞都在12月至次年3月出現。雨淞最多的地方是四川的峨眉山，平均每年出現1352天，最多的年份出現167天。霧淞出現最多的地方是在吉林省的長白山，年平均出現1789天，最多的年份有187天。
嚴重的雨淞會壓斷樹枝、作物、電線，影響交通。如河北承德於1977年10月27～28日出現了一次罕見的雨淞，使60多萬棵樹折斷。
地麵凝結的露水
夏秋的早晨，我們常可在一些草葉上看到一顆顆亮晶晶的小水珠，這就是露。古時候，人們以為露水是從別的星球上掉下來的寶水，所以許多民間醫生及煉丹家都注意收集露水，用它來醫治百病及煉就“長生不老丹”。其實，露水不是從天上降下來的，而是在地麵上形成的。
露水的成因可以從吃冰鎮飲料時得到證明。當我們把冷飲倒地杯子裏時，杯子外麵馬上會出現一層薄薄的水珠。這是因為杯子外麵的熱空氣碰到杯壁時冷卻而達到飽和，於是一部分水氣就在杯子外麵凝結成小水珠。在晴朗無雲、微風飄拂的夜晚，由於地麵的花草、石頭等物體散熱比空氣快，溫度比空氣低。當較熱的空氣碰到地麵這些溫度較低的物體時，便會發生飽和而凝結成小水珠滯留在這些物體上麵，這就是我們看到的露水。如果夜間有微風，那麼它們會把那些由於發生了水氣凝結而變得較幹燥的空氣吹走，使濕熱空氣不斷進來補充，從而產生較大的露珠。
露水對農作物生物很有利。因為在炎熱的夏天，白天作物的光合作用很強，會蒸發掉大量的水分，發生輕度的枯萎。到了夜間，由於露水的供應，又使作物恢複了生機。此外，作物在潮濕的空氣裏有利於對已積累的有機物的轉化和運輸。
電荷碰撞生雷電
閃電和打雷是大氣中的一種放電現象。在人們不知道雷電發生的原因之前，以為天上有“雷公”、“電母”之神，還杜撰了“雷劈孽子”的故事來警告那些忤逆不孝的人。
1752年7月的一天，美國科學家富蘭克林冒著生命危險，在雷雨中將一隻帶有鐵絲尖端的絲綢風箏放上了天，結果把天雷引到了地麵。這次實驗揭開了千百年來的雷電之迷：原來，天上的雷電和我們平時看到的兩個物體摩擦生電完全是一回事。
在夏季悶熱的午後及傍晚，地麵的熱空氣攜帶著大量的水氣不斷上升到天空，形成大塊大塊的積雨雲。積雨雲的不同部位聚集著正負兩種電荷，這時地麵因受到近地麵積雨雲中的電荷感應，也帶上了與雲底不同的電荷。我們知道，不同的電荷是會相互吸引的。但是空氣的導電性能很差，它阻擋著正負兩種電荷的會合。當雲層裏的電荷越聚越多，達到一定強度時，就會把阻擋它們會合的空氣層擊穿，打開一條狹窄的通道，強行會合。由於雲中的電流很強，通道上的空氣就會被燒得熾熱，溫度比太陽表麵還要高好幾倍，所以會發出耀眼的白光，這就是閃電。雷聲是因為通道上的空氣和雲滴受熱而突然膨脹後發生的巨大聲響。閃電和雷聲是同時發出的，但由於閃電是光，它的速度(每秒30萬公裏)要比是聲音的雷的速度(每秒340米)快得多，所以我們平時總是先看到閃電，後聽到雷聲。
雷電可以擊毀房屋，造成人畜傷亡，還會引起森林火災，破壞高壓輸電線路。雷電更是安全飛行的大敵。如飛機誤入雷雨雲中，易遭受強烈顛簸，使飛機外殼結冰，甚至遭受直接電擊，造成飛行事故。
當然，雷電並不都是壞事。仲夏季節產生雷電的雷雨雲往往伴隨著降雨，能給農作物提供充分的水分。雷雨將大氣中的灰塵、煙霧等汙染物衝刷一光，起著淨化大氣的作用，使雨後的空氣變得更加清新。另外，閃電產生的高溫，能使空氣中氮氣和氧氣直接化合成二氧化氮，隨雨水滲入土壤中變成硝酸鹽，它是肥田的上等肥料。
色彩繽紛的虹霓
在炎熱的夏天，一陣暴雨過後，有時我們能看見一條七色的彩環橫跨南北，懸掛有空中，這就是虹。有時在虹的外側還能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，稱為副虹或霓。虹和霓色彩的次序剛好相反。虹的色序是外紅內紫，而霓的色序是外紫內紅。
我國早在殷代甲骨文中，就有關於虹的記載。古人以為虹是龍在雨後的顯形，所以虹字帶上了“蟲”字旁，並一直沿用至今。其實，虹是飄浮在空中的小水滴反射太陽光而形成的。如果我們在天氣晴好的早晨或傍晚，背著太陽站著，然後用嘴向空中噴出一口水，就會看到在那些水珠上麵有一條小小的彩虹。而一場大陣雨後的空氣中，就飄浮著許多像這樣的小水珠，它們就像一個個懸浮在空中的三棱鏡，太陽通過它們時，先被分解成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七色光帶，然後再反射回來。這時，如果有人站在太陽(在地平線附近)和雨滴形成的“雨幕”之間，就會看到一條色彩繽紛的彩虹。如果太陽經過小水滴的兩次折射和反射，那麼在虹的外側就會出現顏色稍淡、排列相反的霓。
虹的色彩鮮豔程度和虹帶的寬度與空氣中的水滴大小有關。水滴大，虹就鮮豔清晰，比較窄；水滴小，虹就淡，也比較寬，如水滴過小，就可能沒有虹。
虹主要出現在夏季，冬季很少見。這是因為夏季多雷陣雨，雨滴也較大。往往一陣雨過後，很快轉晴，空中尚飄浮著很多小水珠，經太陽照射後就形成了虹。冬天一般天氣幹燥，下雨機會少，陣雨就更少，所以冬季較難見到虹。
預兆天氣的霞
在日出和日落前後，天際有時被染成紅或橙紅色的豔麗色彩，這就是霞。出現在早晨的叫朝霞，出現在傍晚的叫晚霞。
霞是怎樣產生的呢?日出和日落時分，太陽光要通過較厚的氣層才能照射到地平線附近的空中，當陽光通過大氣層時，因紫色光和藍色光波長較短，被散射減旨得到厲害，到達地平線上空時已所剩無幾了。餘下的光線隻有波長較長的紅、橙、黃色。這些光線經地平線上空的空氣分子、水氣和塵埃雜質的散射後，我們就能看到色彩豔麗、美如畫卷的彩霞了。
空氣中的水氣、塵埃雜質越多，彩霞的顏色就越鮮豔。天上如有雲塊，這些雲塊也會“染”上豔麗的色彩。