為什麼下雪的時候很少打雷?
今天下雪的時候彷彿聽到了雷聲,另外有雷陣雨、雷雨的說法,為什麼沒有雷雪?
其實是有雷雪的說法的,英文為Thundersnow[1],是一種比較罕見的天氣現象。
2009年11月10日,北京上空上演了雨、雪、雷、霰「四者群集」的天氣現象,科學松鼠會有篇解釋文章[2];2009年12月26日,紐約也出現了雷雪天氣,然後《科學美國人》也刊登了一篇文章講了這個事情[3]。
根據松鼠會的文章解釋:『雷暴一般出現在炎熱潮濕的夏季。地面從陽光中得到大量的熱,然後加熱低層空氣。大氣上冷下熱的結構給空氣儲存對流能量。一旦大氣層中出現某種觸動因素,空氣就會開始上下運動。水汽升到高空後會凍結成冰晶,不斷增長直到重得氣流托不住,掉下來。
水滴和冰晶粒子在運動激烈的雲里會不斷出現各種接觸和摩擦產生靜電。一般認為,小水滴粒子通常帶正電荷,其他大粒子帶負電荷。氣流和重力作用最終讓 正負電出現明顯的分離。如果這個過程持續發展,雲塊就像插了充電器,最終電勢大到能穿透正負極之間的空氣,一瞬間劇烈放電,響起雷聲。』
所以我的理解,打雷的兩個前提條件,一是熱,能形成強對流,二是濕。而下雪的條件,一是大氣里有較冷的冰晶核,二是水汽充分。一個要熱,一個要冷,所以下雪的時候很少打雷。
『但如果入冬以後,天氣還是較熱,低層大氣還有足夠的水汽,那麼冷空氣來臨時,大氣就有了冷熱對比,可以存儲能量。暖空氣被抬升產生對流,裡面的水汽雖然不如夏天豐富,但也足以開始充電過程。冬天打雷,說明大氣能產生足夠的不穩定和水汽。潮濕的空氣能促進降雪,所以有「冬天打雷雷打雪」一說。』
注釋:[1]http://en.wikipedia.org/wiki/Thundersnow
[2]http://songshuhui.net/archives/22862
[3]http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=thundersnow-storm-2010
之所以打雷是由於強烈對流(尤其是垂直方向)造成的大氣帶電荷,且電荷量達到了電離空氣的程度。夏天容易發生強對流天氣,而且多數是暴雨、陣雨形式。冬天的氣流能量沒有夏天那麼大,不容易出現強對流。但是也有罕見的例外。
雨的形成是要有一定條件的,一個是雲中應該存在冰晶和過冷卻水。當這兩者共存時,由於「冰晶效應」,會使過冷卻水蒸發,使水汽轉移到冰晶上,隨著冰晶重量的增加最終降落下來。另外下雨也要有一定外界條件,即對流不穩定。一般雷雨時節發生在夏季,可能是由於地面和低空的對流不穩定比較強。而在冬季,地面和高空的溫差比較小,對流不穩定的強度比較弱。
不下雪的時候也很少打雷啊
有一個名詞叫做「雷打雪」,說的就是這種情況。
雷打雪指的是在降雪的同時伴有打雷現象。冬季形成降雪時,由於高空暖濕空氣勢力較強,北方較強冷空氣南下時,暖濕空氣被迫抬升,對流加劇,產生對流性不穩定,就會形成「雷打雪」的現象。但這種現象很少見,原因是冬季低層和地面溫度本身就很低,對流旺盛到足以產生雷電的機會並不多。
本次降雪過程蘇南和上海都出現了雷打雪,個恩分析主要有兩個因素:1)冷空氣來之前氣溫過山車,暖區的回溫比較厲害,致使冷空氣到來時地面氣溫相對較高;2) 此次冷空氣勢力強,速度較快,降溫快,使對流不穩定加劇。
雷電 是一种放電現象, 一般 是雲層 與大地之間 壓差通過空氣 放電而引起的。
形成有兩個條件:
1 有高壓差, 一般氣流劇烈運動,類似於摩擦生電,則雲層與大地形成的壓差越高, 夏天的強對流天氣比較多,容易形成這個條件;
2 有較低阻抗通道路 (如果阻抗過大,則I=U/R 電流過小不會引起空氣電離,就像電池加在低阻的燈泡上能亮,加在你手兩端沒感覺一樣,屬於緩慢放電);
而下雨天 濕度大、空氣相對電阻率小, 則最容易形成放電通路 瞬間釋放高能量
而下雪天 空氣基本上很乾燥, 所以很難形成雷電現象。
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