本文來(lái)自微信公眾號(hào)：石頭科普工作室，作者：Eliane

冰雹是歐洲多地常見的對(duì)流性天氣產(chǎn)物，很少有人會(huì)將這些“冰災(zāi)”與3000公里外的撒哈拉沙漠聯(lián)系起來(lái)——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，看似毫無(wú)關(guān)聯(lián)。

發(fā)生在意大利北部一次冰雹襲擊，來(lái)源：NEW YORK POST

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冰雹是如何形成的？

冰雹誕生于強(qiáng)盛的積雨云（即冰雹云）中，這種云分為三層：底層溫度在0℃以上，全是水滴；中層溫度介于-20℃到0℃之間，包含過(guò)冷水滴、冰晶和雪花；上層溫度低于-20℃，基本由冰晶和雪花構(gòu)成。云中的上升氣流時(shí)強(qiáng)時(shí)弱，強(qiáng)氣流會(huì)把底層的水滴卷到中上層，水滴迅速凍結(jié)成小冰晶。小冰晶下落時(shí)碰到過(guò)冷水滴，就會(huì)附著其上凍結(jié)，形成冰雹胚胎。

由于云中氣流來(lái)回劇烈翻騰，冰雹胚胎會(huì)隨之上下翻滾，不斷粘住過(guò)冷水滴，像滾雪球一樣越變?cè)酱?。?dāng)冰雹大到上升氣流無(wú)法托住時(shí)，便會(huì)從空中墜落，形成我們看到的冰雹。而強(qiáng)盛的上升氣流還會(huì)持續(xù)輸送水汽，讓冰雹得以長(zhǎng)到足夠大再降落。

冰雹的形成原理圖

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對(duì)冰雹的常見誤解

長(zhǎng)期以來(lái)，人們對(duì)冰雹存在一種誤解：氣溫上升時(shí)，空氣中的“冰”難以形成，冰雹現(xiàn)象會(huì)大幅減少，但事實(shí)并非如此。聯(lián)合國(guó)指出2024年是人類有觀測(cè)記錄以來(lái)最熱的一年，全球平均氣溫比工業(yè)革命前升高了1.5℃。隨后的2025年，世界各地冰雹風(fēng)暴頻發(fā)，極端天氣態(tài)勢(shì)引發(fā)廣泛關(guān)注。

北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)基于中國(guó)近3000年歷史文獻(xiàn)記錄和全國(guó)2000多個(gè)氣象站近60年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，借助人工智能技術(shù)，揭示出我國(guó)冰雹日數(shù)自工業(yè)革命以來(lái)呈顯著增加趨勢(shì)。這一研究為氣候變暖與極端天氣的關(guān)聯(lián)提供了證據(jù)：人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣候變暖，正在加劇雷暴、冰雹等極端災(zāi)害的發(fā)生頻率。

基于千年記錄的中國(guó)冰雹氣候影響及未來(lái)趨勢(shì)

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撒哈拉沙塵或?yàn)闅W洲“冰災(zāi)”的幕后推手

隨著氣候變暖，沙塵暴、冰雹等極端天氣在各地頻發(fā)，但很少有人將非洲沙塵與阿爾卑斯山脈的冰雹聯(lián)系起來(lái)。

冰雹形成離不開兩個(gè)關(guān)鍵條件：過(guò)冷水滴和能讓水滴凝結(jié)、凍結(jié)的“核心”。而撒哈拉沙塵顆粒恰好滿足這兩個(gè)需求——它們既是“云凝結(jié)核”，可使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(duì)較高的溫度下觸發(fā)水滴凍結(jié)成冰晶。此外，沙塵顆粒還能吸收和散射太陽(yáng)輻射，時(shí)而讓大氣變暖，時(shí)而遮擋陽(yáng)光使地面降溫。這種溫度變化會(huì)影響空氣的上升運(yùn)動(dòng)，而強(qiáng)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”，每年有數(shù)億噸沙塵被風(fēng)吹起。其中一部分沙塵會(huì)乘著氣流一路向北，跨越地中海，最終抵達(dá)歐洲大陸上空，為冰雹的發(fā)生埋下伏筆。

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沙塵與冰雹的關(guān)聯(lián)：并非越多越好

為證實(shí)沙塵與冰雹的關(guān)聯(lián)，瑞士研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)跨度數(shù)年的全面分析。他們整合了歐洲哥白尼大氣監(jiān)測(cè)服務(wù)的沙塵數(shù)據(jù)、雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果、全球閃電定位網(wǎng)的雷電記錄，以及瑞士氣象APP收集的30多萬(wàn)條民眾眾包冰雹報(bào)告。這些數(shù)據(jù)橫跨近20年，覆蓋歐洲大部分區(qū)域，使研究結(jié)果極具說(shuō)服力。

數(shù)據(jù)顯示，冰雹面積占比極高的時(shí)期主要出現(xiàn)在沙塵濃度較高的時(shí)段。具體而言，當(dāng)沙塵濃度超過(guò)2.4毫克/平方米時(shí)，才會(huì)出現(xiàn)覆蓋范圍超過(guò)28%網(wǎng)格區(qū)域的強(qiáng)冰雹事件。有趣的是，沙塵對(duì)冰雹的影響并非“越多越好”，而是呈現(xiàn)明顯的“倒U型效應(yīng)”：冰雹現(xiàn)象在沙塵濃度達(dá)到38毫克/平方米（對(duì)應(yīng)沙塵光學(xué)厚度0.033）時(shí)達(dá)到峰值，超過(guò)該濃度后，冰雹發(fā)生頻率反而下降。這是因?yàn)檫^(guò)高的沙塵濃度會(huì)通過(guò)輻射效應(yīng)增強(qiáng)大氣穩(wěn)定性，抑制對(duì)流活動(dòng)，同時(shí)過(guò)多的冰核粒子會(huì)讓冰雹“爭(zhēng)搶”過(guò)冷水滴，最終形成的多為小冰雹，難以長(zhǎng)大到能墜落的規(guī)模。

冰雹發(fā)生頻率與沙塵濃度之間存在峰值

這種關(guān)聯(lián)在歐洲部分區(qū)域尤為突出。阿爾卑斯山脈沿線、法國(guó)中部、德國(guó)東部、奧地利以及東歐大部分地區(qū)是歐洲冰雹高發(fā)區(qū)，撒哈拉沙塵的到來(lái)進(jìn)一步加劇了這一現(xiàn)象。

民眾的實(shí)際觀測(cè)也印證了這一點(diǎn)。在沙塵濃度處于前10%的日子里，瑞士地區(qū)報(bào)告的冰雹數(shù)量激增，其中直徑15-37毫米的冰雹報(bào)告數(shù)是沙塵濃度后10%日子的近10倍。不過(guò)這種增長(zhǎng)在直徑超過(guò)37毫米的特大冰雹上有所放緩，研究人員推測(cè)這可能與特大冰雹報(bào)告中的誤報(bào)率較高有關(guān)。

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沙塵與冰雹的關(guān)聯(lián)：助力提升冰雹預(yù)報(bào)精準(zhǔn)度

這一研究的意義之一，便是讓冰雹預(yù)報(bào)更加準(zhǔn)確。

以往預(yù)報(bào)冰雹主要依靠云層厚度、上升氣流強(qiáng)度等傳統(tǒng)指標(biāo)。如今了解到撒哈拉沙塵的作用后，未來(lái)氣象部門或許可增加一個(gè)參考指標(biāo)：當(dāng)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)到撒哈拉沙塵正大量飄向歐洲時(shí)，就能提前提醒法國(guó)、德國(guó)、東歐等冰雹高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域——未來(lái)幾天需警惕冰雹，農(nóng)民可給作物蓋上防護(hù)網(wǎng)，車主也能提前將車停進(jìn)車庫(kù)。

冰雹對(duì)農(nóng)業(yè)破壞力極強(qiáng)，一場(chǎng)15分鐘的冰雹就能讓小麥、葡萄等作物減產(chǎn)50%以上；對(duì)城市而言，冰雹還可能砸壞房屋玻璃、廣告牌，甚至引發(fā)交通事故。更精準(zhǔn)的預(yù)報(bào)意味著能減少更多損失。

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地球是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)的整體系統(tǒng)

撒哈拉沙塵與歐洲冰雹的跨洲關(guān)聯(lián)，只是地球系統(tǒng)的一個(gè)縮影：沙漠沙塵能影響溫帶天氣，赤道洋流能改變北極溫度，看似毫不相關(guān)的事物，背后卻藏著無(wú)形的聯(lián)系。正如“蝴蝶效應(yīng)”所言——巴西一只蝴蝶扇動(dòng)翅膀，可能在德州引發(fā)龍卷風(fēng)——撒哈拉上空卷起沙塵的一陣風(fēng)，也能在數(shù)千公里之外悄悄改變歐洲冰雹云的命運(yùn)。

下次歐洲再降冰雹時(shí)，或許我們會(huì)想起：這場(chǎng)“冰災(zāi)”的起點(diǎn)，是三千公里外撒哈拉沙漠里那陣看似微不足道的風(fēng)。而科學(xué)的意義，就在于幫我們看清這些隱藏的關(guān)聯(lián)，讓我們更了解這個(gè)復(fù)雜又奇妙的地球。

END

參考文獻(xiàn)

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