冰雹內(nèi)部的透明和不透明交疊生長(zhǎng)層。受訪者供圖

5月13日傍晚，冰雹突襲北京。

它們從摩天大樓間穿過，擊中一些汽車的擋風(fēng)玻璃、引擎蓋和綠化帶里的月季花，也打在農(nóng)民的田地里，砸中瓜藤、櫻桃和蔬菜大棚。這一天，北京白天最高氣溫超過30攝氏度，乍暖之下，很少有人知道，高空之上正在醞釀風(fēng)暴。

　　直到冰雹落下，噼里啪啦的聲音才傳入社交媒體，不少人曬出冒險(xiǎn)撿到的冰雹，與此同時(shí)，一條消息也在網(wǎng)絡(luò)中不脛而走：北京大學(xué)有個(gè)冰雹課題小組，正在收集冰雹做科研，聯(lián)系他們，可用冰雹換瑪瑙。

　　第二天，課題組成員林翔宇帶著瑪瑙吊墜出現(xiàn)在海淀區(qū)一位市民家門口。這位北京大學(xué)物理學(xué)院大氣與海洋科學(xué)系博士研究生2019年進(jìn)入“冰雹變化機(jī)制研究”小組，今年是他負(fù)責(zé)收集冰雹的第六年。這幾天他格外忙碌，接到20多通電話，去了10多戶人家，把收到的冰雹存入實(shí)驗(yàn)室的冰柜。媒體的電話也不斷打來，林翔宇意識(shí)到，“冰雹換瑪瑙”出圈了。

　　“噱頭”背后是課題組對(duì)冰雹的渴望，他們想讓更多冰雹“開口”，坦陳自己的一生。

　　6000多顆冰雹，在8年時(shí)間里，經(jīng)過63位志愿者的幫助，來到課題組的實(shí)驗(yàn)室。它們被裝在幾十公斤重的移動(dòng)冰箱里，乘過飛機(jī)、高鐵和綠皮火車，還曾和鄉(xiāng)村巴士一同在山路上顛簸。它們大部分來自全國(guó)的15個(gè)省份，有黑龍江的北方雹，還有廣西的南方雹，西藏的也有。其中還有10顆國(guó)際雹來自意大利。

貴州畢節(jié)，李瀟斐為冰雹和瑪瑙合影。受訪者供圖

　　林翔宇解釋，每顆冰雹都記錄著獨(dú)特的氣象信息，冰雹云如同黑箱，溫度、濕度、環(huán)境風(fēng)速處處不同，又時(shí)時(shí)變化，身處其中的冰雹生長(zhǎng)方式各異，有著完全不同的經(jīng)歷，“最終形成不一樣的‘人格’”。研究冰雹，是為了窺探它們?cè)谠苾?nèi)的生長(zhǎng)機(jī)制，輔助提高天氣預(yù)報(bào)水平，減少經(jīng)濟(jì)損失。

　　北京大學(xué)的這個(gè)冰雹課題小組在2013年成立，不久后，李瀟斐入組讀博。最初，李瀟斐主要采用計(jì)算機(jī)模擬方式，研究冰雹的形成、運(yùn)動(dòng)及與環(huán)境的相互作用，“本質(zhì)上是和數(shù)字打交道”，并不清楚真實(shí)的云里在發(fā)生什么。

　　沒過多久，課題組導(dǎo)師、北京大學(xué)教授張慶紅決定，要收集冰雹，從實(shí)際樣本出發(fā)來做實(shí)驗(yàn)，和模擬結(jié)果相對(duì)照，讓研究更“接地氣”。張慶紅長(zhǎng)期從事“中尺度氣象學(xué)”研究，關(guān)注雷暴、大風(fēng)、冰雹等強(qiáng)對(duì)流天氣的形成機(jī)制。由于涉及多種嚴(yán)重災(zāi)害天氣，這也是當(dāng)代大氣科學(xué)中最受關(guān)注的領(lǐng)域之一。

　　很多學(xué)科都在探索冰雹的奧秘，大氣科學(xué)的學(xué)者想弄清全球變暖對(duì)冰雹頻率和強(qiáng)度的影響；農(nóng)業(yè)科學(xué)的學(xué)者想知道冰雹如何影響農(nóng)作物的產(chǎn)量；計(jì)算機(jī)科學(xué)的研究者，則希望用AI算法更好地進(jìn)行冰雹風(fēng)險(xiǎn)提示。

　　作為物理學(xué)院的學(xué)生，李瀟斐開始面對(duì)真實(shí)的冰雹。它們常在夏天到來，但最初的實(shí)驗(yàn)室條件不夠，不能保證操作時(shí)冰雹不融化，李瀟斐只能等到冬天再做實(shí)驗(yàn)。封閉的環(huán)境中溫度太高，他就去物理學(xué)院樓頂?shù)膫}(cāng)庫(kù)，搭上簡(jiǎn)易的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，通著北京冬天的風(fēng)，切冰雹。研究冰雹成分要使用離子色譜儀，他就泡在化學(xué)與分子工程學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里。

　　那時(shí)，他還肩負(fù)一項(xiàng)任務(wù)，就是找冰雹。

　　和雨、雪不同，冰雹的空間尺度更小，“勢(shì)力范圍”通常為幾公里到幾十公里，最小的范圍不過幾百米。冰雹的一生也更短，從云中形成胚胎到落地，短則幾分鐘，長(zhǎng)不過十幾分鐘。離開高空的冰雹，觸碰到零攝氏度以上的環(huán)境就開始融化，直徑1厘米以下的冰雹，可能沒有機(jī)會(huì)到達(dá)地面，再大上一點(diǎn)的冰雹，也會(huì)在墜落中減去幾毫米的腰圍。落地后的冰雹，若不及時(shí)撿起，難免沾上雨水、灰塵、雜草，影響它存儲(chǔ)的“天氣記憶”。

5月，林翔宇和收集冰雹的志愿者合影。受訪者供圖

　　滿足實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的雹子，更是一雹難求。為了拿到冰雹，課題組等過也找過。

　　一開始，他們到下冰雹最頻繁的地方去收集。2014年夏天，課題組一行4人從北京出發(fā)去西藏，先坐飛機(jī)到拉薩，再坐火車前往那曲。

　　那曲是中國(guó)海拔最高的地級(jí)市，也是氣象記錄顯示冰雹最多的地區(qū)之一，研究者翻看的記錄顯示，一到夏天，“幾乎隔幾天就下一次”。然而，在近20天里，他們卻沒等來一次冰雹。

　　因?yàn)椤跋『薄保簧倬W(wǎng)友會(huì)在社交媒體發(fā)布偶遇冰雹的照片。李瀟斐曾嘗試在微博上給人留言，請(qǐng)人家?guī)兔Υ嫘颖尽Ｗ詈螅]收到，賬號(hào)卻被系統(tǒng)識(shí)別為“詐騙”，到今天還封著。

　　后來，課題組又搞了個(gè)微信公眾號(hào)，發(fā)布需要冰雹的消息，邀請(qǐng)更多人一起幫忙收集，還在網(wǎng)上定制了一批瑪瑙吊墜，作為給志愿者的回禮——這便是“冰雹換瑪瑙”的由來。

　　瑪瑙不算名貴，卻蘊(yùn)含一層巧思：冰雹的分層記錄著它在高空的成長(zhǎng)歷程，而瑪瑙的橫切面同樣展示出類似的環(huán)狀紋帶，那是地質(zhì)活動(dòng)在它身上留下的印記。

　　2016年3月，一名在北京上學(xué)的大學(xué)生看到公眾號(hào)的消息，讓家鄉(xiāng)的父母收集了半罐指甲蓋大的冰雹，聯(lián)系李瀟斐前去領(lǐng)取。李瀟斐帶著瑪瑙吊墜，先坐飛機(jī)到遵義，再搭乘班次極少的鄉(xiāng)村小巴，才到達(dá)貴州省畢節(jié)市沙土鎮(zhèn)的對(duì)方家中。

　　當(dāng)時(shí)，冰雹堆放在透明的玻璃罐中，像一顆顆冰糖，李瀟斐為它們和瑪瑙吊墜拍合照，也拍下志愿者的身影。最頻繁的時(shí)候，一年中有一個(gè)多月的時(shí)間，他都在外面收冰雹。參與的志愿者大多是各地氣象局的工作人員，以及課題組成員的親友。每每一看到冰雹預(yù)警，這些研究者就趕緊聯(lián)系熟人，“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”打招呼。

　　不過，沒人能確定冰雹到底來不來，什么時(shí)候來。李瀟斐坦言，提前一天的天氣預(yù)警，常常不準(zhǔn)確，而較為準(zhǔn)確的雷達(dá)觀測(cè)，相當(dāng)于發(fā)射的電磁波已經(jīng)碰到冰雹的身體，轉(zhuǎn)身帶回訊息，這意味著，冰雹馬上就要來臨。能夠提前一小時(shí)觀測(cè)到，已經(jīng)是不錯(cuò)的水平。

　　有時(shí)候，冰雹根本沒來；還有的時(shí)候，冰雹來了也收不到。課題組成員張海帆記得，有一次她聯(lián)系到一位山區(qū)的農(nóng)民，卻因其沒有冰箱而作罷；還有一次，對(duì)方已經(jīng)把冰雹存到冰箱里，卻突然遭遇停電，冰雹化了。

　　去寧夏銀川，這些收冰雹的人坐了一晚上火車；去福建寧德，他們乘8個(gè)小時(shí)高鐵到福州，再開一上午車，才從茶農(nóng)的手中接過兩袋冰雹。打開志愿者的冰柜，和冰雹放在一起的，可能是臘肉，也可能是農(nóng)藥。

　　在路上，他們親眼見到了冰雹的威力。相較于城市建筑，農(nóng)作物脆弱得多。在山東青州，雹子砸破了當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的塑料大棚，砸爛了瓜藤；在靠近中越邊境的廣西靖西，農(nóng)民種植的煙葉被冰雹一砸，葉子上全是大洞，價(jià)格一落千丈。

2014年，李瀟斐在西藏那曲等冰雹。受訪者供圖

　　一顆直徑5厘米、雞蛋大小的雹子從高空下落，時(shí)速約每小時(shí)110公里，接近高速公路上的一輛汽車。一顆雹子落地的殺傷力相當(dāng)于有人從3層樓高的地方扔了個(gè)帶土的花盆，下冰雹就像是多起高空拋物事件同時(shí)發(fā)生。

　　除了南北極，地球上哪里都會(huì)下冰雹。在中國(guó)，每個(gè)縣都有冰雹的足跡。2005年5月31日，北京一日兩場(chǎng)雹，造成9萬人受災(zāi)。2010年，一顆直徑約20厘米、重達(dá)879克的巨型冰雹落在美國(guó)南達(dá)科他州的土地上。這場(chǎng)雹災(zāi)伴隨強(qiáng)風(fēng)，導(dǎo)致農(nóng)作物大面積絕收，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)億美元。

　　2023年秋天，借由國(guó)際項(xiàng)目合作，10顆來自意大利的冰雹先到美國(guó)，再跟隨張慶紅飛躍太平洋，抵達(dá)北京。課題組成員為此而興奮，為了不讓冰雹在10多個(gè)小時(shí)的旅途中融化，他們做了許多測(cè)試，最終決定采用運(yùn)送人體器官的醫(yī)用保溫箱來儲(chǔ)存。

　　林翔宇記得，這批冰雹比在國(guó)內(nèi)收集到的要“大得多”，最小的直徑是6.5厘米，最大的直徑接近10厘米。它們帶來了大洋彼岸的氣象信息，現(xiàn)在正在實(shí)驗(yàn)室里，等待進(jìn)一步研究分析。

　　在大多數(shù)科普讀物里，一顆冰雹的成長(zhǎng)故事是：春夏之交，地面溫度驟升，小水滴在上升氣流的裹挾下來到海拔5000米以上、氣溫低于零下10攝氏度的高空，進(jìn)入冰雹云中。一些小水滴直接凍成透明雹胚，另一些或附著灰塵、或黏結(jié)冰晶，形成含有氣泡、色如珍珠的不透明雹胚。雹胚如同種子，在上升氣流、重力和其他外力的作用下運(yùn)動(dòng)，不斷裹上冰層或黏結(jié)顆粒，形成透明和不透明交替疊加的冰層，冰雹也越長(zhǎng)越大。直到上升氣流無法托住它的重量，就離開云層砸向地面。

　　至于每顆冰雹具體經(jīng)歷了什么，在世界范圍內(nèi)的氣象學(xué)研究中，仍屬于未解之謎，冰雹怎么運(yùn)動(dòng)、生長(zhǎng)，人們知之甚少。落地的雹子，如同一個(gè)個(gè)黑匣子，帶著小水滴運(yùn)動(dòng)的記憶，也保存著強(qiáng)對(duì)流天氣的密碼。

　　要讓它們開口，就得打開它們的心。

　　在北京大學(xué)物理學(xué)院的一間實(shí)驗(yàn)室里，林翔宇戴著橡膠手套，把電鉆的鉆頭換成砂紙，打磨冰雹，磨去表面一兩毫米的薄層后，他將雹子送入溫度維持在零攝氏度以下的切割機(jī)中，固定在載物臺(tái)上。

　　一根10厘米左右長(zhǎng)、零點(diǎn)幾毫米粗的電阻絲懸置在它的上方，加熱至暗紅，林翔宇用它切割冰雹，他將雙手伸入切割機(jī)，通過機(jī)器按鈕操控電阻絲的位置。

　　這是一項(xiàng)“不敢眨眼”的操作，電阻絲要在冰雹中心的位置切割兩次，切出一片直徑與冰雹大約相當(dāng)、厚約3毫米的薄片，移至拍攝臺(tái)。在相機(jī)拍下的照片中，雹子的橫截面顯示出透明、不透明交替的逐層結(jié)構(gòu)，如同樹木的年輪。

　　接著，這片薄薄的冰再次被移入切割機(jī)，林翔宇不斷調(diào)整電阻絲的角度、位置，小心地沿著“年輪”邊界畫線，嘗試將不同冰層分開，薄片十分脆弱，稍有不慎就碎成細(xì)小的冰晶。半小時(shí)后，這片冰雹被分割完畢，逐片裝入試劑瓶，在室溫中融化。這些冰層就像一個(gè)個(gè)時(shí)間膠囊，記錄了冰雹形成時(shí)的氣象條件，冰層的水汽來源對(duì)應(yīng)特定海拔的溫度、氫氧同位素特征，能反推冰雹在天空中的位置和軌跡。

　　做完分層，林翔宇發(fā)酸的手才能得到片刻休息。切割冰雹是個(gè)細(xì)致活兒，除了雙手要在低溫環(huán)境中操作，還要時(shí)刻關(guān)注切割的位置。有時(shí)遇上直徑大、層數(shù)多的冰雹，整個(gè)切割過程會(huì)被拉長(zhǎng)至1小時(shí)。

　　等到冰雹的各個(gè)分層完全溶解在試劑瓶中，溶液會(huì)被送入各種檢測(cè)儀器。

　　傳統(tǒng)理論認(rèn)為，冰雹內(nèi)部之所以交替出現(xiàn)透明和不透明生長(zhǎng)層，是因?yàn)槠湓谠苾?nèi)上下反復(fù)運(yùn)動(dòng)，在“顛勺”的循環(huán)中長(zhǎng)大。林翔宇分析了來自中國(guó)各地的27顆冰雹后發(fā)現(xiàn)，僅有一顆雹子在生長(zhǎng)時(shí)經(jīng)歷了“顛勺”，其他的，有的在云內(nèi)水平運(yùn)動(dòng)時(shí)變大，還有的則在上升或下降的過程中成長(zhǎng)。

　　如今，李瀟斐已經(jīng)畢業(yè)6年，成了西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院的一名教師，繼續(xù)和黃土高原的冰雹打交道。他當(dāng)初從北大畢業(yè)時(shí)，切割冰雹的方法尚不成熟。現(xiàn)在，通過多方合作，課題組已經(jīng)研發(fā)出冰雹切割機(jī)，打開它們的心扉，更簡(jiǎn)便高效了。

　　2019年，林翔宇進(jìn)組讀博，他針對(duì)冰雹生長(zhǎng)軌跡的最新研究成果，今年4月發(fā)表在《大氣科學(xué)進(jìn)展》雜志上。那些在實(shí)驗(yàn)室里講完故事的冰雹，化成水，進(jìn)入新一輪大氣循環(huán)中。

　　不久前，5月16日，北京市氣象臺(tái)再次發(fā)布冰雹預(yù)警。像過往無數(shù)次那樣，它們?cè)僖淮螣o言地爽約了。

來源：中國(guó)青年報(bào)