Физиците разбраха защо дъждовните капки достигат своите размери не за няколко дни, както предсказвало компютърно моделиране, а за по-малко от час.
Физици от Израел, Русия и Финландия разкриха загадката на появата на дъждовните капки, като разглеждали техните зародиши в условията на турбулентност.
Предмет на изследването на учените станала така наречената клъстеризация – процес на бързо натрупване на капките и нарастването на техните размери в областите между вихрите на въздуха, обяснява един от авторите – почетния професор от катедрата по обща физика на Московския физико-технически институт Михаил Либерман (също професор към шведския институт по теоретична физика NORDITA).
Клъстеризацията е позната на учените от няколко десетки години, но досега не са успявали да я обяснят с помощта на експериментални данни. Всички предишни опити за компютърно моделиране показвали, че нарастването на капките от един до сто микрометра би отнело стотици часове, дори дни, но реално дъждовните облаци се изливат във валежи много бързо.
Физиците изучили клъстеризацията в турбулентност не при обичайни условия (когато целият облак е с еднаква температура), а при появата на макроскопичен градиент на температурата (когато единият край на облака е нагрят по-силно от друг).
Изчисленията показали, че тази разлика в температурите, която се наблюдава в реални облаци, е достатъчна за ускоряване на процеса на клъстеризация хиляди пъти. Това позволява да се обясни падането на валежите.
Според Михаил Либерман „увеличението на локалната концентрация на зародишите капки хиляди пъти води до увеличение на честотата на сблъсъци между капките милиони пъти (пропорционално на квадрата на концентрацията)“.
При сблъсъците капките се сливат с капки с по-голям размер. Те последователно растат в резултат на всеки сблъсък на две капки, после след сблъсъка на две по-големи и в резултат времето на нарастване от един до петдесет микрона се съкращава само до десет минути.
Така учените вече се сдобили с теоретичен модел, който се съгласува с това, което се наблюдава в реалността.
Работата на учените ще бъде публикувана в сп. Atmos. Chem. Phys., а с достъпната ѝ версия можете да се запознаете тук.
Много интересно!