冰雹是一種典型的對流性天氣產物,在歐洲多地時有發生。很少有人會把這些“冰災”和 3000公里外的撒哈拉沙漠聯系起來——畢竟一邊是漫天黃沙的熱帶荒漠,一邊是多雨雪的溫帶大陸,怎么看都是“風馬牛不相及”。
![]()
發生在意大利北部一次冰雹襲擊,來源:NEW YORK POST
01
冰雹是如何形成的?
冰雹是在冰雹云(強盛的積雨云)里形成的。這種云分三層:底層溫度在0℃以上,全是水滴;中層溫度-20℃到0℃,有過冷水滴、冰晶和雪花;上層溫度低于-20℃,基本是冰晶和雪花。云中的上升氣流時強時弱,強氣流會把底層的水滴卷到中上層,水滴很快凍成小冰晶。小冰晶往下落時,碰到過冷水滴,就會凍在冰晶上,形成冰雹胚胎。
因為云中氣流來回劇烈翻騰,冰雹胚胎會跟著上下翻滾,不斷粘住過冷水滴,像滾雪球一樣越變越大。等冰雹大到上升氣流托不住時,就會從天上掉下來,形成我們看到的冰雹。而強盛的上升氣流還會不斷輸送水汽,讓冰雹能長得足夠大才降落。
![]()
冰雹的形成原理圖
02
對冰雹的誤解
一直以來,人們對于冰雹現象存在著一種“誤解”:當氣溫上升,空氣中的“冰”就難以形成,冰雹現象會大幅度減少,但事實并非如此。聯合國指出2024年是人類歷史上有觀測以來最熱的一年,全球平均氣溫比工業革命前增加了1.5℃。隨之而來的2025年,世界各地冰雹風暴接踵而至,極端天氣頻發態勢引發廣泛關注。
北京大學的研究團隊基于中國歷史文獻近3000年的記錄和全國2000多個氣象站近60年的觀測數據,利用人工智能技術,揭示我國冰雹日數自工業革命以來呈顯著增加趨勢。這一研究為氣候變暖與極端天氣的關聯提供了證據:人類活動導致的氣候變暖,正在加劇雷暴、冰雹等極端災害的發生頻率。
![]()
基于千年記錄的中國冰雹氣候影響及未來趨勢,來源:Zhang, Q., et al., 2025
03
你可能不知道,來自撒哈拉沙漠的沙塵或許會引發一場歐洲的“冰災”……
隨著氣候變暖,各地沙塵暴、冰雹等極端天氣頻發,然而很少有人把非洲的沙塵與阿爾卑斯的冰雹聯系起來。
![]()
來源:ALJAZEERA
冰雹的形成離不開兩個關鍵“原料”:過冷水滴和能讓水滴凝結、凍結的“核心”。而撒哈拉沙塵顆粒,恰好完美適配這兩個需求。它們既是“云凝結核”,能讓空氣中的水汽快速聚集形成小水滴;又是“冰核粒子”,能在相對較高的溫度下,就觸發水滴凍結成冰晶。不僅如此,這些沙塵顆粒還能能吸收和散射太陽輻射,一會兒讓大氣變暖和,一會兒又擋住陽光讓地面降溫。這種溫度變化會影響空氣的上升運動,而強烈的上升氣流正是冰雹形成的必要條件。
撒哈拉沙漠是地球的“沙塵工廠”,每年都會有上億噸沙塵被風吹起。其中一部分沙塵,會乘著氣流一路向北,跨越地中海,最終抵達歐洲大陸上空,為冰雹的發生埋下伏筆。
04
沙塵越多,冰雹越多?不一定。
為了證實沙塵與冰雹的關聯,來自瑞士的研究團隊做了一項跨度長達數年的全面分析。他們整合了歐洲哥白尼大氣監測服務的沙塵數據、雷達觀測結果、全球閃電定位網的雷電記錄,甚至還有瑞士氣象APP收集的30多萬條民眾眾包冰雹報告。這些數據橫跨近20年,覆蓋了歐洲大部分區域,讓研究結果有了十足的說服力。
![]()
在意大利都靈,冰雹鋪滿了人行道。圖片來源:Nicolò Campo/LightRocket/Getty
數據顯示,冰雹面積占比特別高的時期主要出現在沙塵濃度較高的時期。具體而言,當沙塵濃度超過2.4毫克/平方米時,才會出現覆蓋范圍超過28%網格區域的強冰雹事件。更有趣的是,沙塵對冰雹的影響并非“越多越好”,而是呈現出明顯的“倒 U 型效應”:冰雹現象在沙塵濃度達到38毫克/平方米(對應沙塵光學厚度0.033)時達到峰值,超過這個濃度后,冰雹發生頻率反而會下降。這是因為過高的沙塵濃度會通過輻射效應增強大氣穩定性,抑制對流活動,同時過多的冰核粒子會讓冰雹“爭搶”過冷水滴,最終形成的都是小冰雹,難以長大到能墜落的規模。
![]()
冰雹發生頻率與沙塵濃度之間存在峰值。來源:Brennan K P., et al., 2025
這種關聯在歐洲部分區域表現得尤為突出。在阿爾卑斯山脈沿線、法國中部、德國東部、奧地利以及東歐大部分地區,是歐洲冰雹的高發區,撒哈拉沙塵的到來更是加劇了這一現象。
民眾的實際觀測也印證了這一點。在沙塵濃度處于前10%的日子里,瑞士地區報告的冰雹數量激增,其中直徑15-37毫米的冰雹報告數,是沙塵濃度后10%日子的近10倍。不過這種增長在直徑超過37毫米的特大冰雹上有所放緩,研究人員推測這可能與特大冰雹報告中的誤報率較高有關。
05
這個發現,
能幫我們躲開冰雹災害嗎?
或許這個研究的意義之一,就是讓冰雹預報更準確了。
以前預報冰雹,主要看云層厚度、上升氣流強度這些傳統指標。現在知道了撒哈拉沙塵的作用,未來氣象部門或許可以多一個參考指標——當衛星監測到撒哈拉沙塵正大量飄向歐洲時,就可以提前提醒法國、德國、東歐等冰雹高風險區域:未來幾天要警惕冰雹,農民可以給作物蓋防護網,車主也能提前把車停進車庫。
要知道冰雹對農業的破壞力極強。一場15分鐘的冰雹,就能讓小麥、葡萄等作物減產50%以上;對城市來說,冰雹還可能砸壞房屋玻璃、廣告牌,甚至引發交通事故。更精準的預報,意味著能減少更多損失。
![]()
來源:紐約時報
06
地球是個牽一發而動全身的系統
這場“撒哈拉沙塵與歐洲冰雹”的跨洲關聯,其實只是地球系統的一個縮影:沙漠的沙塵能影響溫帶的天氣,赤道的洋流能改變北極的溫度,看似毫不相關,但背后都藏著看不見的聯系。就像經典的“蝴蝶效應”所言——巴西一只蝴蝶扇動翅膀,可能在德州引起一場龍卷風——撒哈拉上空一陣卷起沙塵的風,也能在數千公里之外,悄悄改寫歐洲冰雹云的命運。
下次當歐洲再下冰雹時,或許我們會想起:這場“冰災”的起點,竟是三千公里外撒哈拉沙漠里,那一陣看似微不足道的風。而科學的意義,就是幫我們看清這些隱藏的關聯,讓我們更懂這個復雜又奇妙的地球。
參考文獻
Brennan K P, Wilhelm L. Saharan dust linked to European hail events[J]. Atmospheric Chemistry and Physics, 2025, 25(18): 10823-10836.
Zhang, Q., Li, R., Li, W. et al. Climate impacts and future trends of hailstorms in China based on millennial records. Nat Commun 16, 8000 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-63028-7
來源:石頭科普工作室
編輯:丁香葉子
轉載內容僅代表作者觀點
不代表中科院物理所立場
如需轉載請聯系原公眾號
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.