Розкрито секрет дощових крапель

Фізики зрозуміли, чому краплі дощу досягають своїх розмірів не за кілька діб, як пророкувало комп’ютерне моделювання, а менш ніж за годину.

Загадку появи дощових крапель вдалося вирішити досліднику з МФТІ, який працював у складі міжнародної наукової групи. Робота фахівців з Ізраїлю, Росії та Фінляндії вже доступна у вигляді препринти і буде опублікована в журналі Atmos. Chem. Phys.

Краплі зародка дощу фізики розглянули в умовах турбулентності. За словами одного з авторів, почесного професора кафедри загальної фізики МФТІ Михайла Андрійовича Лібермана (також професор шведського інституту теоретичної фізики NORDITA), предметом дослідження стала так звана кластеризація — процес швидкого накопичення крапель і зростання їх розміру в областях між вихорами повітря. Про кластеризації вченим було відомо вже кілька десятків років, але їм не вдавалося пояснити з її допомогою експериментальні дані. Всі попередні спроби комп’ютерного моделювання показували, що зростання краплі від одного до ста мікрометрів займав би сотні годин або навіть днів, але в реальності дощові хмари проливаються опадами набагато швидше.

Фізики вивчили кластеризацію у турбулентності не при звичайних умовах (коли всі хмара однакової температури), а при появі макроскопічного градієнта температури (коли один з країв хмари нагрітий сильніше іншого). Розрахунки показали, що тієї різниці температур, яка спостерігається в реальних хмарах, достатньо для прискорення процесу кластеризації в тисячі разів. Це дозволяє пояснити випадання опадів. За словами Михайла Лібермана, збільшення локальної концентрації зародків крапель в тисячі разів призводить до збільшення частоти зіткнень між краплями в мільйони раз (пропорційно квадрату концентрації).

При зіткненнях краплі зливаються в краплі більшого розміру. Вони послідовно зростають у результаті кожного зіткнення двох крапель, потім зіткнення двох старших, і в результаті час зростання від одного до 50 мікрон скорочується всього до десяти хвилин. Таким чином тепер у розпорядженні вчених виявилася теоретична модель, яка узгоджується з тим, що спостерігається в реальності.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *