Разделы 
Дополнительно
Последняя Великая тайна дождя
2015-06-17 
Дождь очень внимательно был изучен метеорологами, так что можно подумать о хорошей изученности этого явления. Однако есть еще один большой вопрос, на который пока нет ответа. Известны все основные шаги образования дождя. Понятно как поднимается водяной пар, как он охлаждается, формируя капельки воды около 1 микрометра в диаметре. Эти капли увеличиваться в размерах, пока не становятся достаточно тяжелыми, чтобы упасть, вызвав дождь. Более подробно можно почитать тут Как облака наполняются водой?
Размер капель в этом процессе имеет решающее значение, они должны быть, по меньшей мере, 50 мкм в диаметре, прежде чем они могут упасть. Известно, что этот процесс занимает около 15 минут.
В этом и заключается проблема: рост капель, согласно классической теории, необходимо несколько часов. Почему же капли образуются так быстро?
Проблем две. Во-первых, после конденсации водяного пара на аэрозольных частицах капельки размером с микрометр имеют тенденцию оставаться такими, потому что скорость конденсации уравновешивается скоростью испарения. Во-вторых, единственный способ для капли, быстро расти слияние. Другими словами, при столкновении, они сливаются с другими каплями. Но метеорологи говорят, что плотность капель в облаках слишком низкая для частых столкновений, чтобы объяснить наблюдаемую скорость роста, плотность должны быть на несколько порядков выше наблюдаемой.
Tov Elperin из Университета Бен-Гуриона в Негеве, Израиль и его коллеги говорят, что они решили головоломку. Решение в новом типе турбулентности, обнаруженной в 2013 году. Эта турбулентность и концентрирует мелкие частицы.
Новое явление называется сложная кластерная нестабильность и происходит из-за турбулентности от многих мелких вихрей вокруг частиц. Любая маленькая частица в ловушке турбулентности из-за центростремительных сил стремится внутрь. Таким образом, частицы концентрируются в местах пересечения вихрей, повышая их плотность в этих областях в 100 000 раз.
Именно это увеличение плотности, влияет на скорость образования капель. По результатам моделирования это точно объясняет наблюдаемый рост капель всего за 15 минут.
Дождь очень внимательно был изучен метеорологами, так что можно подумать о хорошей изученности этого явления. Однако есть еще один большой вопрос, на который пока нет ответа. Известны все основные шаги образования дождя. Понятно как поднимается водяной пар, как он охлаждается, формируя капельки воды около 1 микрометра в диаметре. Эти капли увеличиваться в размерах, пока не становятся достаточно тяжелыми, чтобы упасть, вызвав дождь. Более подробно можно почитать тут Как облака наполняются водой?
Размер капель в этом процессе имеет решающее значение, они должны быть, по меньшей мере, 50 мкм в диаметре, прежде чем они могут упасть. Известно, что этот процесс занимает около 15 минут.
В этом и заключается проблема: рост капель, согласно классической теории, необходимо несколько часов. Почему же капли образуются так быстро?
Проблем две. Во-первых, после конденсации водяного пара на аэрозольных частицах капельки размером с микрометр имеют тенденцию оставаться такими, потому что скорость конденсации уравновешивается скоростью испарения. Во-вторых, единственный способ для капли, быстро расти слияние. Другими словами, при столкновении, они сливаются с другими каплями. Но метеорологи говорят, что плотность капель в облаках слишком низкая для частых столкновений, чтобы объяснить наблюдаемую скорость роста, плотность должны быть на несколько порядков выше наблюдаемой.
Tov Elperin из Университета Бен-Гуриона в Негеве, Израиль и его коллеги говорят, что они решили головоломку. Решение в новом типе турбулентности, обнаруженной в 2013 году. Эта турбулентность и концентрирует мелкие частицы.
Новое явление называется сложная кластерная нестабильность и происходит из-за турбулентности от многих мелких вихрей вокруг частиц. Любая маленькая частица в ловушке турбулентности из-за центростремительных сил стремится внутрь. Таким образом, частицы концентрируются в местах пересечения вихрей, повышая их плотность в этих областях в 100 000 раз.
Именно это увеличение плотности, влияет на скорость образования капель. По результатам моделирования это точно объясняет наблюдаемый рост капель всего за 15 минут.
