冰雹内部的透明和不透明交叠生长层。受访者供图
5月13日傍晚，冰雹突袭北京。
它们从摩天大楼间穿过，击中一些汽车的挡风玻璃、引擎盖和绿化带里的月季花，也打在农民的田地里，砸中瓜藤、樱桃和蔬菜大棚。这一天，北京白天最高气温超过30摄氏度，乍暖之下，很少有人知道，高空之上正在酝酿风暴。
直到冰雹落下，噼里啪啦的声音才传入社交媒体，不少人晒出冒险捡到的冰雹，与此同时，一条消息也在网络中不胫而走：北京大学有个冰雹课题小组，正在收集冰雹做科研，联系他们，可用冰雹换玛瑙。
第二天，课题组成员林翔宇带着玛瑙吊坠出现在海淀区一位市民家门口。这位北京大学物理学院大气与海洋科学系博士研究生2019年进入“冰雹变化机制研究”小组，今年是他负责收集冰雹的第六年。这几天他格外忙碌，接到20多通电话，去了10多户人家，把收到的冰雹存入实验室的冰柜。媒体的电话也不断打来，林翔宇意识到，“冰雹换玛瑙”出圈了。
“噱头”背后是课题组对冰雹的渴望，他们想让更多冰雹“开口”，坦陈自己的一生。
6000多颗冰雹，在8年时间里，经过63位志愿者的帮助，来到课题组的实验室。它们被装在几十公斤重的移动冰箱里，乘过飞机、高铁和绿皮火车，还曾和乡村巴士一同在山路上颠簸。它们大部分来自全国的15个省份，有黑龙江的北方雹，还有广西的南方雹，西藏的也有。其中还有10颗国际雹来自意大利。
贵州毕节，李潇斐为冰雹和玛瑙合影。受访者供图
林翔宇解释，每颗冰雹都记录着独特的气象信息，冰雹云如同黑箱，温度、湿度、环境风速处处不同，又时时变化，身处其中的冰雹生长方式各异，有着完全不同的经历，“最终形成不一样的‘人格’”。研究冰雹，是为了窥探它们在云内的生长机制，辅助提高天气预报水平，减少经济损失。
北京大学的这个冰雹课题小组在2013年成立，不久后，李潇斐入组读博。最初，李潇斐主要采用计算机模拟方式，研究冰雹的形成、运动及与环境的相互作用，“本质上是和数字打交道”，并不清楚真实的云里在发生什么。
没过多久，课题组导师、北京大学教授张庆红决定，要收集冰雹，从实际样本出发来做实验，和模拟结果相对照，让研究更“接地气”。张庆红长期从事“中尺度气象学”研究，关注雷暴、大风、冰雹等强对流天气的形成机制。由于涉及多种严重灾害天气，这也是当代大气科学中最受关注的领域之一。
很多学科都在探索冰雹的奥秘，大气科学的学者想弄清全球变暖对冰雹频率和强度的影响；农业科学的学者想知道冰雹如何影响农作物的产量；计算机科学的研究者，则希望用AI算法更好地进行冰雹风险提示。
作为物理学院的学生，李潇斐开始面对真实的冰雹。它们常在夏天到来，但最初的实验室条件不够，不能保证操作时冰雹不融化，李潇斐只能等到冬天再做实验。封闭的环境中温度太高，他就去物理学院楼顶的仓库，搭上简易的实验台，通着北京冬天的风，切冰雹。研究冰雹成分要使用离子色谱仪，他就泡在化学与分子工程学院的实验室里。
那时，他还肩负一项任务，就是找冰雹。
和雨、雪不同，冰雹的空间尺度更小，“势力范围”通常为几公里到几十公里，最小的范围不过几百米。冰雹的一生也更短，从云中形成胚胎到落地，短则几分钟，长不过十几分钟。离开高空的冰雹，触碰到零摄氏度以上的环境就开始融化，直径1厘米以下的冰雹，可能没有机会到达地面，再大上一点的冰雹，也会在坠落中减去几毫米的腰围。落地后的冰雹，若不及时捡起，难免沾上雨水、灰尘、杂草，影响它存储的“天气记忆”。
5月，林翔宇和收集冰雹的志愿者合影。受访者供图
满足实验标准的雹子，更是一雹难求。为了拿到冰雹，课题组等过也找过。
一开始，他们到下冰雹最频繁的地方去收集。2014年夏天，课题组一行4人从北京出发去西藏，先坐飞机到拉萨，再坐火车前往那曲。
那曲是中国海拔最高的地级市，也是气象记录显示冰雹最多的地区之一，研究者翻看的记录显示，一到夏天，“几乎隔几天就下一次”。然而，在近20天里，他们却没等来一次冰雹。
因为“稀罕”，不少网友会在社交媒体发布偶遇冰雹的照片。李潇斐曾尝试在微博上给人留言，请人家帮忙存些样本。最后，他冰雹没收到，账号却被系统识别为“诈骗”，到今天还封着。
后来，课题组又搞了个微信公众号，发布需要冰雹的消息，邀请更多人一起帮忙收集，还在网上定制了一批玛瑙吊坠，作为给志愿者的回礼——这便是“冰雹换玛瑙”的由来。
玛瑙不算名贵，却蕴含一层巧思：冰雹的分层记录着它在高空的成长历程，而玛瑙的横切面同样展示出类似的环状纹带，那是地质活动在它身上留下的印记。
2016年3月，一名在北京上学的大学生看到公众号的消息，让家乡的父母收集了半罐指甲盖大的冰雹，联系李潇斐前去领取。李潇斐带着玛瑙吊坠，先坐飞机到遵义，再搭乘班次极少的乡村小巴，才到达贵州省毕节市沙土镇的对方家中。
当时，冰雹堆放在透明的玻璃罐中，像一颗颗冰糖，李潇斐为它们和玛瑙吊坠拍合照，也拍下志愿者的身影。最频繁的时候，一年中有一个多月的时间，他都在外面收冰雹。参与的志愿者大多是各地气象局的工作人员，以及课题组成员的亲友。每每一看到冰雹预警，这些研究者就赶紧联系熟人，“点对点”打招呼。
不过，没人能确定冰雹到底来不来，什么时候来。李潇斐坦言，提前一天的天气预警，常常不准确，而较为准确的雷达观测，相当于发射的电磁波已经碰到冰雹的身体，转身带回讯息，这意味着，冰雹马上就要来临。能够提前一小时观测到，已经是不错的水平。
有时候，冰雹根本没来；还有的时候，冰雹来了也收不到。课题组成员张海帆记得，有一次她联系到一位山区的农民，却因其没有冰箱而作罢；还有一次，对方已经把冰雹存到冰箱里，却突然遭遇停电，冰雹化了。
去宁夏银川，这些收冰雹的人坐了一晚上火车；去福建宁德，他们乘8个小时高铁到福州，再开一上午车，才从茶农的手中接过两袋冰雹。打开志愿者的冰柜，和冰雹放在一起的，可能是腊肉，也可能是农药。
在路上，他们亲眼见到了冰雹的威力。相较于城市建筑，农作物脆弱得多。在山东青州，雹子砸破了当地农民的塑料大棚，砸烂了瓜藤；在靠近中越边境的广西靖西，农民种植的烟叶被冰雹一砸，叶子上全是大洞，价格一落千丈。
2014年，李潇斐在西藏那曲等冰雹。受访者供图
一颗直径5厘米、鸡蛋大小的雹子从高空下落，时速约每小时110公里，接近高速公路上的一辆汽车。一颗雹子落地的杀伤力相当于有人从3层楼高的地方扔了个带土的花盆，下冰雹就像是多起高空抛物事件同时发生。
除了南北极，地球上哪里都会下冰雹。在中国，每个县都有冰雹的足迹。2005年5月31日，北京一日两场雹，造成9万人受灾。2010年，一颗直径约20厘米、重达879克的巨型冰雹落在美国南达科他州的土地上。这场雹灾伴随强风，导致农作物大面积绝收，农业经济损失高达数亿美元。
2023年秋天，借由国际项目合作，10颗来自意大利的冰雹先到美国，再跟随张庆红飞跃太平洋，抵达北京。课题组成员为此而兴奋，为了不让冰雹在10多个小时的旅途中融化，他们做了许多测试，最终决定采用运送人体器官的医用保温箱来储存。
林翔宇记得，这批冰雹比在国内收集到的要“大得多”，最小的直径是6.5厘米，最大的直径接近10厘米。它们带来了大洋彼岸的气象信息，现在正在实验室里，等待进一步研究分析。
在大多数科普读物里，一颗冰雹的成长故事是：春夏之交，地面温度骤升，小水滴在上升气流的裹挟下来到海拔5000米以上、气温低于零下10摄氏度的高空，进入冰雹云中。一些小水滴直接冻成透明雹胚，另一些或附着灰尘、或黏结冰晶，形成含有气泡、色如珍珠的不透明雹胚。雹胚如同种子，在上升气流、重力和其他外力的作用下运动，不断裹上冰层或黏结颗粒，形成透明和不透明交替叠加的冰层，冰雹也越长越大。直到上升气流无法托住它的重量，就离开云层砸向地面。
至于每颗冰雹具体经历了什么，在世界范围内的气象学研究中，仍属于未解之谜，冰雹怎么运动、生长，人们知之甚少。落地的雹子，如同一个个黑匣子，带着小水滴运动的记忆，也保存着强对流天气的密码。
要让它们开口，就得打开它们的心。
在北京大学物理学院的一间实验室里，林翔宇戴着橡胶手套，把电钻的钻头换成砂纸，打磨冰雹，磨去表面一两毫米的薄层后，他将雹子送入温度维持在零摄氏度以下的切割机中，固定在载物台上。
一根10厘米左右长、零点几毫米粗的电阻丝悬置在它的上方，加热至暗红，林翔宇用它切割冰雹，他将双手伸入切割机，通过机器按钮操控电阻丝的位置。
这是一项“不敢眨眼”的操作，电阻丝要在冰雹中心的位置切割两次，切出一片直径与冰雹大约相当、厚约3毫米的薄片，移至拍摄台。在相机拍下的照片中，雹子的横截面显示出透明、不透明交替的逐层结构，如同树木的年轮。
接着，这片薄薄的冰再次被移入切割机，林翔宇不断调整电阻丝的角度、位置，小心地沿着“年轮”边界画线，尝试将不同冰层分开，薄片十分脆弱，稍有不慎就碎成细小的冰晶。半小时后，这片冰雹被分割完毕，逐片装入试剂瓶，在室温中融化。这些冰层就像一个个时间胶囊，记录了冰雹形成时的气象条件，冰层的水汽来源对应特定海拔的温度、氢氧同位素特征，能反推冰雹在天空中的位置和轨迹。
做完分层，林翔宇发酸的手才能得到片刻休息。切割冰雹是个细致活儿，除了双手要在低温环境中操作，还要时刻关注切割的位置。有时遇上直径大、层数多的冰雹，整个切割过程会被拉长至1小时。
等到冰雹的各个分层完全溶解在试剂瓶中，溶液会被送入各种检测仪器。
传统理论认为，冰雹内部之所以交替出现透明和不透明生长层，是因为其在云内上下反复运动，在“颠勺”的循环中长大。林翔宇分析了来自中国各地的27颗冰雹后发现，仅有一颗雹子在生长时经历了“颠勺”，其他的，有的在云内水平运动时变大，还有的则在上升或下降的过程中成长。
如今，李潇斐已经毕业6年，成了西北大学城市与环境学院的一名教师，继续和黄土高原的冰雹打交道。他当初从北大毕业时，切割冰雹的方法尚不成熟。现在，通过多方合作，课题组已经研发出冰雹切割机，打开它们的心扉，更简便高效了。
2019年，林翔宇进组读博，他针对冰雹生长轨迹的最新研究成果，今年4月发表在《大气科学进展》杂志上。那些在实验室里讲完故事的冰雹，化成水，进入新一轮大气循环中。
不久前，5月16日，北京市气象台再次发布冰雹预警。像过往无数次那样，它们再一次无言地爽约了。
来源：中国青年报
