До цих пір народні повір'я визначали краплі дощу як сльози. Ця концепція була увічнена в малюнках і представленнях у ЗМІ, але, як NASA, ця думка далека від правильності.
дослідник NASA, Кріс Кідд, пояснив, що краплі дощу зовсім не схожі на сльози, але їх форма більше схожа на a гамбургерський хліб через зміни тиску, які вони відчувають під час падіння. Ця характеристика має вирішальне значення для розуміння не лише форми крапель, але й того, як вони впливають на наш клімат.
Фази дощових крапель
Кріс Кідд визначив, що краплі води проходять три різні фази під час свого формування та падіння:
- Початкова фаза: Краплі починають життя як крихітні водяні кульки, в яких молекули води прилипають одна до одної. Така структура дозволяє зберегти округлу форму за рахунок поверхневий натяг води.
- Падіння та спотворення: Як краплі спускаються, то тиск повітря з якими вони стикаються, коли падають, штовхає знизу, спотворюючи їх форму. Цей тиск змушує верхню частину краплі зберігати сферичну форму, а нижня сплющується, нагадуючи булочку для гамбургера.
- Перед поломкою: Перед тим, як крапля розіб’ється, вона набуває форму, яку Кідд порівнює з a парашут. Ця зміна форми відбувається через накопичення ваги та опору повітря.
Чому важливо знати форму дощових крапель?
Хоча це може здатися тривіальним відкриттям, розуміння справжньої форми крапель дощу має значні наслідки. Кідд підкреслює, що ця інформація може бути використана для покращення порад екстреним службам у ситуаціях повені, а також для оптимізації авіація, особливо під час шторму. Таким чином, погодні умови та динаміка дощових крапель можуть сприяти кращому контролю над несприятливими погодними явищами. Крім того, щоб зрозуміти, як штучний дощ впливає на погоду, дуже важливо знати форму крапель.
Розміри та форма крапель дощу
Краплі дощу бувають різних розмірів, і їх форма може значно відрізнятися залежно від діаметра. У випадку крапель, які падають у вигляді дощу, вони малі, діаметром близько 0.1 мм. Цей малий розмір створює велику площу поверхні порівняно з його масою, що дозволяє їм бути сферичними та повільно падати завдяки поверхневий натяг.
Оскільки розмір краплі збільшується до досягнення 2 мм в діаметрі поверхня стає в 400 разів більшою за мряку, а її маса — у 8,000 разів. Це означає, що маса відіграє більш важливу роль у формуванні його форми, яка більше не буде сферичною. У цьому випадку повітряні сили створює більш плоску форму внизу, тоді як верх залишається більш округлим.
Нарешті, краплі дощу, які досягають 5 мм в діаметрі мають площу поверхні в 2,500 разів більшу, ніж мряка, але їх маса дорівнює В 125,000 разів вище. Це призводить до того, що краплі швидко падають і далі сплющуються, зрештою набуваючи форми, яка може нагадувати парашут, перш ніж поверхневий натяг втрачається і крапля розбивається на кілька менших крапель, явище, яке має вирішальне значення для водний цикл в нашій атмосфері.
Механізми утворення дощових крапель
Кругообіг води – це складний процес, який включає кілька механізмів утворення дощових крапель. Часто вчать, що цикл починається з випаровування з води морів і океанів, яка потім конденсується в хмари. Проте вченим вдалося визначити більше деталей про те, як насправді утворюються ці краплі.
- Конденсація: Краплі дощу утворюються, коли водяна пара охолоджується і конденсується на ядрах конденсації, мікроскопічні частинки присутні в атмосфері. Ці ядра можуть включати пил, пилок і морські солі.
- Зіткнення та злиття: Коли краплі починають утворюватися, з ними можуть зіткнутися інші маленькі краплі. Цей процес зіткнення дозволяє більшим краплинам збільшуватися за рахунок менших, що є важливим аспектом утворення дощу.
- Теорія Бергерона-Фіндейзена: Це ще один механізм, який активується в ситуаціях, коли є крижані кристали в хмарах. Коли ці краплі льоду перетворюються на воду, вони можуть захоплювати інші краплі води, збільшуючи свій розмір перед падінням на поверхню.
Кожен із цих процесів впливає на кількість і розмір опадів, які ми відчуваємо. Розуміння їх є життєво важливим для вдосконалення прогнози погоди, а також для планування та реагування на стихійні лиха.
Ідея про те, що краплі дощу схожі на сльози, є міфом, який було розвінчано науковими дослідженнями. Краплі насправді набагато складніші, ніж ми часто собі уявляємо, і мають значний вплив на клімат і навколишнє середовище. Кожен аспект дощових крапель дає цінну інформацію про природні процеси на нашій планеті, починаючи від їх форми і закінчуючи утворенням.
