Až dosud lidová víra definovala kapky deště jako slzy. Tato koncepce byla zachována v kresbách a reprezentacích v médiích, ale jako NASA, tato myšlenka není zdaleka správná.
výzkumník NASA, Chris Kidde, vysvětlil, že dešťové kapky vůbec nejsou jako slzy, ale jejich tvar je spíše jako a hamburgerový chléb kvůli změnám tlaku, které zažívají při pádu. Tato charakteristika je zásadní pro pochopení nejen tvaru kapiček, ale také toho, jak ovlivňují naše klima.
Fáze dešťových kapek
Chris Kidd zjistil, že vodní kapky procházejí během svého vzniku a pádu třemi odlišnými fázemi:
- Úvodní fáze: Kapičky začínají život jako malé vodní balónky, ve kterých se molekuly vody drží jedna na druhé. Tato struktura umožňuje zachovat zaoblený tvar díky povrchové napětí vody.
- Pokles a zkreslení: Jak kapky klesají, tlak vzduchu se kterými se setkávají při pádu, tlačí zespodu a deformují jejich tvar. Tento tlak způsobí, že horní část kapky si zachová kulovitý tvar, zatímco spodní část se zplošťuje a připomíná hamburgerovou housku.
- Před rozbitím: Těsně předtím, než se kapka rozbije, promění se do tvaru, který má Kidd ve srovnání s a padák. K této změně tvaru dochází v důsledku nahromadění hmotnosti a odporu vzduchu.
Proč je důležité znát tvar dešťových kapek?
I když se to může zdát jako triviální objev, pochopení skutečného tvaru dešťových kapek má významné důsledky. Kidd zdůrazňuje, že tyto informace lze použít ke zlepšení poradenství pro záchranné služby v povodňových situacích a také k optimalizaci letectví, zejména při bouřkách. Tímto způsobem mohou vzory počasí a dynamika dešťových kapek přispět k lepšímu zvládání nepříznivých povětrnostních jevů. Kromě toho, abyste pochopili, jak umělý déšť ovlivňuje počasí, je klíčové znát tvar kapek.
Velikosti a tvary dešťových kapek
Dešťové kapky přicházejí v různých velikostech a jejich tvar se může značně lišit v závislosti na jejich průměru. V případě kapek, které padají jako mrholení, jsou tyto malé, s průměrem kolem 0.1 mm. Tento malý rozměr generuje ve srovnání s jeho hmotností velkou plochu povrchu, což jim umožňuje být sférické a pomalu klesat kvůli povrchové napětí.
Jak se velikost kapky zvyšuje, dokud nedosáhne 2 mm v průměru se povrch stává 400krát větším než mrholení a jeho hmotnost je 8,000krát větší. To znamená, že hmota hraje důležitější roli při tvarování jejího tvaru, který již nebude kulový. V tomto případě je letectvo vytváří plošší tvar ve spodní části, zatímco horní část zůstává více zaoblená.
Konečně kapky deště, které dosáhnou 5 mm v průměru mají povrch 2,500 XNUMXkrát větší než mrholení, ale jejich hmotnost je 125,000krát vyšší. To má za následek, že kapky rychle padají a dále se zplošťují, případně se přizpůsobí tvaru, který může připomínat padák, než povrchové napětí selže a kapka se rozpadne na několik menších kapiček, což je jev, který je pro koloběh vody v naší atmosféře.
Mechanismy tvorby dešťových kapek
Koloběh vody je složitý proces, který zahrnuje několik mechanismů tvorby dešťových kapek. Často se učí, že cyklus začíná s vypařování z vody moří a oceánů, která pak kondenzuje do mraků. Vědcům se však podařilo identifikovat další podrobnosti o tom, jak tyto kapičky ve skutečnosti vznikají.
- Kondenzace: Dešťové kapky vznikají, když se vodní pára ochlazuje a kondenzuje na kondenzačních jádrech, mikroskopické částice přítomný v atmosféře. Tato jádra mohou zahrnovat prach, pyl a mořské soli.
- Kolize a koalescence: Jakmile se začnou tvořit kapičky, mohou se s nimi srazit další malé kapičky. Tento proces kolize umožňuje větším kapičkám získat velikost na úkor menších, což je základní aspekt tvorby deště.
- Bergeron-Findeisenova teorie: Toto je další mechanismus, který se aktivuje v situacích, kdy existují ledové krystaly v oblacích. Jak se tyto ledové kapky proměňují ve vodu, mohou zachycovat další vodní kapky a zvětšovat jejich velikost, než spadnou na povrch.
Každý z těchto procesů přispívá k množství a velikosti srážek, které zažíváme. Jejich pochopení je zásadní pro zlepšení předpovědi počasí, stejně jako pro plánování a reakci na přírodní katastrofy.
Myšlenka, že kapky deště jsou podobné slzám, je mýtus, který byl odhalen vědeckým výzkumem. Kapky jsou ve skutečnosti mnohem složitější, než si často představujeme, a mají významný dopad na naše klima a životní prostředí. Od jejich tvaru až po jejich formování, každý aspekt dešťových kapek nabízí cenné informace o přírodních procesech na naší planetě.
