“下面有請(qǐng)冰雹發(fā)言”

5月13日傍晚，冰雹突襲北京。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(mén)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6年。出圈的“冰雹換瑪瑙”背后是課題組對(duì)冰雹的渴望，他們想讓更多冰雹“開(kāi)口”，坦陳自己的一生。

冰雹換瑪瑙

6000多顆冰雹，在8年時(shí)間里，經(jīng)過(guò)63位志愿者的幫助，來(lái)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(guò)飛機(jī)、高鐵和綠皮火車(chē)，還曾和鄉(xiāng)村巴士一同在山路上顛簸。它們大部分來(lái)自全國(guó)的15個(gè)省份，有黑龍江的北方雹，有廣西的南方雹，西藏的也有，其中還有10顆國(guó)際雹來(lái)自意大利。

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，“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(méi)過(guò)多久，課題組導(dǎo)師張慶紅決定，要收集冰雹，從實(shí)際樣本出發(fā)來(lái)做實(shí)驗(yàn)，和模擬結(jié)果相對(duì)照，讓研究更“接地氣”。

作為物理學(xué)院的學(xué)生，李瀟斐開(kāi)始面對(duì)真實(shí)的冰雹。它們常在夏天到來(lái)，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)找冰雹的任務(wù)。

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(guò)幾百米。冰雹的一生也很短，從云中形成胚胎到落地，短則幾分鐘，長(zhǎng)不過(guò)十幾分鐘。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”。

滿足實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的雹子，更是一雹難求。一開(kāi)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(chē)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(méi)等來(lái)一次冰雹。

后來(lái)，課題組用微信公眾號(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(lái)?，旇Р凰忝F，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。

2023年秋天，借由國(guó)際項(xiàng)目合作，10顆來(lái)自意大利的冰雹先到美國(guó)，再跟隨張慶紅飛越太平洋，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(lái)儲(chǔ)存。

打開(kāi)冰雹的“心扉”

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(kāi)口，就得打開(kāi)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(guò)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(shù)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(huà)線，嘗試將不同冰層分開(kāi)，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(lái)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。

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。

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。

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。