有人曾经提出一个物理过程。据此可以说明在云的冻结层以下，冰雹能够长时期维持以保证它们达到7~8厘米的直径，并且同时形成层状结构。这个过程与前面的说明相类似。由于风随高度增加，上升气流是倾斜的，冰雹先由上升气流落下，通过含水量很低的区域以后又进入云的另一部分，该处的上升速度十分大，不仅可以支托住它，还可以把它向上带相当长一段距离，以后又重复这个循环。由于在强上升气流区含水量高、下落区含水量少，因而可以说明冰雹的葱头似的外形。因为7~8厘米的冰雹下落速度约2000米/分。显然产生大冰雹的云体必须有很强的上升气流。
有时在雷暴以外的晴空区中也会遇到冰雹。在强上升气流中冰雹被带向高空，以后又随高空气流向外辐射出去，在伸展很长的卷云砧中下落，有时离云体可远达8千米，形成很奇怪的晴天降雹现象。
遇到雷暴怎么办
1999年8月的一个下午，天气十分炎热。在南方某山峰上，一群游客正兴致勃勃地向顶峰攀登。突然，远处一块乌云带着闪电向山顶袭来。这时，只见每个人的头发都竖了起来，大家觉得非常好笑。一些游客忙抓起照相机，把这幅人人都“怒发冲冠”的怪相拍摄下来。可是乐极生悲，就在大家捧腹大笑时，一声巨响，在场游客全都应声倒地。结果1人死亡、1人致残、6人受伤。
1991年1月20日，巴西皮里里市足球俱乐部队主场迎战克鲁赛罗队。时值南美夏季，天气变幻无常。上半场，天气晴朗；下半场，忽然乌云密布、电闪雷鸣。一道电光击中了场上的两名运动员，两人当场毙命。紧接着，裁判员和一些球迷也都被雷电击伤。其中，裁判伤势最为严重，被立即送进医院抢救，比赛不得不因此中断。
那么，遇上雷暴天气该怎么办呢？
夏日，外出旅游前一定要先了解天气状况，雷雨天尽量不要外出，更不要登山；已经上山的，要赶快下山，进入室内躲避。旅游时万一遇上雷雨，不要在孤立的凉亭和草棚中久留；如果在游艇、小船上，要赶紧靠岸躲避；如果在街上行走，应赶紧进屋躲避，或者躲到汽车内；不可以在大树、烟囱、高塔、电杆、金属架、金属导管、铁轨的附近逗留。有些室外活动如各类体育比赛，遇到雷雨天气，能停的尽量停下来。当雷电移到赛场上空附近时，各种比赛均应立即停止，一定不要站在草地上。
强雷雨天气下，应避免打电话；要立即切断电视机、电脑的电源，若有室外天线，还要将天线插头拔下，并将天线和地线接通；要关闭门窗，不让室内出现穿堂风，以防“球状闪电”蹿入室内。
人工降水是怎么回事
谢菲尔和冯尼格特人工降水试验获得成功，至今已有50多年了。在高原山地用“声波振荡法”进行人工降雨，其历史更为久远。然而，令人不解的是，现在进行人工降水所使用的催化剂和制冷剂，竟然还是碘化银和干冰等。对于一次人工降雨作业结束后，总降雨量中自然降雨和人工增雨两者各占多少，人们至今依然无法认定。人工消雾、人工消雹、人工防霜、人工消雷等人工影响天气的工作，无论是在理论上还是在实践上都没有显著进展。
空中水资源是丰富的，一年中全球天空总水量为11760000亿吨，是地球表面水总量的8.4倍。天空中水的95%是以水汽状态存在于大气之中，而能形成云和降水的水汽只占5%。如何开发利用空中水资源，一直是世界上许多国家共同关注的一个科学问题。现在看来，要真正让“呼风唤雨”的美梦成真，只有广开思路，另辟蹊径，寻找新的突破点。
太阳活动也会对气候产生影响吗？
人类从19世纪开始对地球气候进行研究，使自己对气候变迁的认识摆脱了无知状态，为深入探索地球气候未来的变化趋势打下了基础。气候变迁问题是一个很复杂的问题，牵涉面很广。目前公认的引起气候变化的主要因素是太阳辐射、海陆分布、大气环流、火山活动和人类活动等。而大气环流的多年变化又与太阳活动有关。
太阳是一个灼热的气体球，表面温度为6000℃，中心温度大约有2000万℃。整个太阳表面就像一片翻腾不已的火海。在这火海里，常常出现巨大的风暴，由风暴卷起的涡旋就是太阳黑子。黑子其实并不黑，只是因为比周围温度低1000℃以上，显得暗了一些，看上去就像黑色斑点。黑子常成群结队而行，飞快地跳着圆舞，旋转速度可达2000米/秒以上，比12级台风还要快几十倍。有时，一群黑子的面积可以有几十个地球那么大。
1844年，德国年轻药剂师施瓦布在对太阳黑子连续观察17年后，首先宣布黑子增多和减少有明显的周期变化，这一过程平均为11年左右。这一重大发现，在1851年终于得到科学界承认。按国际规定，从1755年开始作为太阳活动的第一周，目前正处于第23个太阳活动周。在每个周期中，黑子极盛的年头，太阳表面不断涌现出成群结队的黑子群，这时称为“黑子极大”，也叫“太阳活动高峰年”；而在衰落期间，太阳表面又会几天乃至几十天连一颗黑子都不出现，这时叫“黑子极小”。
太阳黑子的多少，反映了太阳表面活动的强弱。当黑子增多时，常常伴随太阳耀斑出现。太阳耀斑是太阳大气中爆发性的能量释放过程。据推算，最大一次耀斑所释放的能量，相当于几百亿颗氢弹爆炸时的能量。在太阳活动高峰期，巨大的黑子群、猛烈爆发的大耀斑、奔腾起伏的日珥、明亮的光斑和谱斑等频频出现，把整个太阳表面简直变成了一座欢腾热闹的大舞台。而当太阳活动极小年来临时，黑子也随之销声匿迹，太阳表面一切又都复归平静。
1908年，美国天文学家黑尔探测出与黑子相伴随的强大磁场。黑尔根据黑子极性变化分析认为，黑子活动周期更确切地说应该是22年。这就是著名的黑尔磁周期。此外，有人根据200年以上的太阳黑子资料，分析出80~90年的周期，称之为世纪周期。
经过长期观察发现，太阳的一举一动都会对地球和人类产生不同程度的影响。我国气象学家对近500年旱涝史料与降水资料进行分析发现，长江、黄河和淮河流域旱涝有明显的11年周期。竺可桢于1925年研究黑子活动与我国降水的关系时指出：黑子多时，长江流域雨量也多；黑子少时，雨量也少。黄河流域正好相反。太阳活动存在更长周期的变化，它与气候的世纪变化有很好的对应关系。如17世纪、19世纪是太阳黑子活动强度较弱的世纪，相对应的是我国寒冷期，太湖、鄱阳湖、洞庭湖及汉水、淮河结冰次数和我国热带地区降雪结霜年数明显增多；相反，16世纪、18世纪、20世纪是太阳黑子活动强度较大的世纪，相对应的是我国温暖期，上述地区结冰次数和降雪结霜的年数就大为减少。
20世纪70年代，美国科学家系统地研究了美国西部草原干旱发生的规律，发现每隔两个11年周期就有一次干旱发生的规律，并利用这个规律成功地预报了1976年的大旱；英国威尔士大学的两位太阳生物学家研究发现，全球性的“流感”大爆发与太阳活动周期有很好的对应关系，同样存在11年周期。每当太阳黑子活动最激烈的时候，总伴随有“流感”在全球蔓延。
太阳辐射是大气运动和洋流的原动力，太阳辐射发生变化，必然会引起气候变化。黑子与气候之间的关系是极为复杂的，人们至今还没有弄清楚。科学的任务就是探索未知世界，惟其困难才有更大的吸引力。通过长期观测与研究，人类终将揭开太阳黑子与地球气候变化之间的奥秘。
什么是空间天气学？
1995年8月，“亚洲通信卫星2号”升空不久，突然发生爆炸；1997年1月，一颗价值2亿美元的通信卫星突然失灵，数以百万计的美国家庭中的电视图像变成飘落的雪花，时间长达数小时。事故发生后，科学家经过反复调查，发现“空间天气突变”是灾难的元凶。资料证实：在人类历史上，空间天气突变，曾多次引起大规模电力中断、船只导航失灵、计算机瘫痪、卫星通信中断等巨大灾难。然而，人类对于这种来自宇宙的强大风暴却无能为力，只能任其肆虐。
空间天气，是指太阳风、磁层、电离层和热层中，可能影响空间和地面技术系统运行的可靠性以及危及人类健康和生命的一种自然状态。研究表明：太阳是一个能量输出不断变化的天体，有时能把上百万吨的带电物质，以近1000千米/秒的速度抛向地球，这就是太阳风暴。当太阳风暴吹过地球时，会引起地球空间环境发生急剧变化：地球磁层将被压缩，绕地球赤道的高空环电流大大增加，高能带电离子流猛增和电离层状态强烈扰动等。这些会给人类活动造成灾害的突发性空间环境称为灾害性空间天气。
突发性空间天气所造成的危害是多方面的，不仅会导致卫星失效或坠落、通信中断、导航定位不准、输电网等技术系统被损坏等灾害性事件发生，使许多高科技领域的发展面临来自空间灾害性天气的严重威胁，而且还会引起人类心血管疾病患者死亡率增高、皮肤癌患者增多，以及地球天气、气候异常等。
由美国大学高级研究人员和英国“大西洋观测组织”科学家共同组成的国际科研小组，“通过绕地球飞行的宇宙飞船，观测太阳表面的爆炸，再由卫星和地面接收站测出强大粒子流袭击地球的路线，终于观察到了太阳风暴从形成到袭击地球的全过程。”这是人类有史以来第一次获得完整的空间天气变化资料，并在此基础上，首次成功地进行了宇宙风暴预报。空间天气学应运而生。
空间天气学将揭开太阳活动是通过什么样的途径来影响地球气候的，从而使天气预报特别是长期天气预报的准确率有希望得到进一步提高。
为了做好对灾害性空间天气的监测工作，研究灾害性空间天气与地球天气异常之间的关系，我国将利用多种先进的仪器设备和空间探测器严密监测太阳的各种活动。新兴学科—空间天气学将为我国航天事业和气象科学事业的发展做出巨大贡献。
什么叫“厄尔尼诺”现象呢？
1997年，在国家海洋局发布的“海洋灾害预测”中，有一条信息引起人们极大的关注：1997年下半年至1998年，将发生一次强“厄尔尼诺”现象，它的发生将对包括中国在内的全球气候产生重大影响。
什么叫“厄尔尼诺”现象呢？“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语，是“圣婴（上帝之子）”的意思。因为在南美洲厄瓜多尔、秘鲁附近东太平洋赤道区域几千千米海面上，发生海水温度异常增暖现象是在圣诞节前后，故得此名。
从气候学的角度来看，海洋是地球大气运动的最大热源。1克海水升温1℃所需要的热量为3.901焦。3.901焦的热量可以使1克土壤升温1.9℃，可以使1克空气升温3.9℃。全球海洋100米厚的海水温度只要降低0.1℃，就可以使其上空5千米厚的大气层温度上升6℃。可见，占地球表面积70%的海洋，就是一个巨大无比的热量“贮存器”。因此，在一定区域内，海温发生异常变化，就足以使地球大气运动出现异常变化，造成全球各地气候反常。
“厄尔尼诺”的出现会给海洋生物带来巨大灾难。在南半球，南美洲北部太平洋沿岸常年盛行东南风，因此海水流动是离岸的。由于沿岸海洋表层没有海水补充，使表层以下的海水被迫上升，以替代流走的海水。从而使这些海域出现冷水上翻现象，生成巨大涌流，造成该海域海温偏低。涌升的海水不断把海洋深处营养丰富的物质带到海面，浮游生物吸收这些营养物质，在阳光照射下生成叶绿素，使自己大量繁殖。这样就为靠吞食浮游生物生存的鱼类提供了丰富的食物。鱼类大量繁殖，又招引来大量以鱼类为食的鸟类、海狮、海豹等在此栖身。一旦东南信风减弱或转变为西风，这里的冷水上翻现象就会停止。而向东的赤道暖性洋流会不断加强，造成秘鲁、厄瓜多尔沿岸及东太平洋整个海域的海水温度比常年偏高3℃~5℃。生存的环境突然改变，不仅会造成海藻、鱼类大量死亡，而且还会使以鱼类为生的鸟类、海豹、海狮等动物因饥饿而大量死亡。海水也因此而变得腥臭异常、漆黑一片，行驶到这里的航船都被染成了黑色。
“厄尔尼诺”现象对全球气候的影响极大。在“厄尔尼诺”出现的年份，我国长江流域会发生严重的洪涝灾害，而东北地区则有可能出现严重的低温冷害。1997—1998年发生的“厄尔尼诺”现象是20世纪最强的一次，所带来的灾害也是史无前例的。全世界至少有20多个国家遭受严重洪涝灾害。1998年夏季，我国出现南北两条多雨带，一条位于长江流域，另一条位于我国北方地区。由于降雨面广量大、持续时间长，这次洪涝灾害给人民生命财产和国民经济造成了极大损失。据调查，这次“厄尔尼诺”的出现，给世界沿海地区造成的经济损失达200亿美元。
太平洋上的“厄尔尼诺”现象是怎样形成的，它是怎样对全球气候特别是对我国气候产生影响的，这些至关重要的问题，一旦得到圆满的回答，人类对大气运动规律的认识将进一步加深，长期天气预报的准确率也将大大提高，从而有可能把“厄尔尼诺”造成的损失减少到最低限度。
什么是“拉尼娜”现象呢？
1997—1998年，太平洋上出现的20世纪最强大的“厄尔尼诺”现象，造成全球气候异常，给世界各国带来严重灾害。到了6月份，南美赤道附近的海水表面温度开始明显下降。气象学家预测，太平洋上可能出现与“厄尔尼诺”现象相反的“拉尼娜”现象。
“拉尼娜”是西班牙语“少女”的意思。“拉尼娜”的发生与赤道偏东信风加强有关。偏东信风推动赤道洋流从东太平洋流向西太平洋，使温度较高的海水在热带西太平洋堆积，从而使西太平洋成为全球水温最高的海域。相反，在赤道东太平洋海面表层比较暖的海水向西流动后，深层比较冷的海水就会上翻补充，造成东太平洋海水表面水温偏低，从而引发“拉尼娜”现象。“拉尼娜”不像“厄尔尼诺”那样扭曲某地区的气候特征，而是强化该地区的气候特征，使干旱地区变得更干旱，多雨地区洪涝成灾。“拉尼娜”多数跟在“厄尔尼诺”后面出现，大约每3~5年出现一次，对全球气候的影响不及“厄尔尼诺”那样强烈。
在“拉尼娜”出现期间，由于东太平洋海水温度下降，南美的智利、秘鲁沿岸的沙漠地区气候将变得更加干旱。而西太平洋包括南海在内的广阔洋面上，由于海水温度较高，导致海面上空的空气对流加强，台风出现次数明显增多，使亚洲南部暴雨成灾。我国东北地区受其影响，夏季气温偏高，而华北地区汛期降水偏多。
