Ученые из Израиля, России и Финляндии открыли тайну появления дождевых капель, рассмотрев, как они формируются в условиях турбулентности.
Исследования ученых в последнее время касаются самого широкого спектра вопросов, начиная от проблем масштабных, таких как глобальное потепление и возможности хотя бы частично предотвратить быстрое разогревание атмосферы, до того, как же появляются капли дождя.
На этот раз группа ученых изучала так называемые кластеры – соединения, формирующиеся в процессе быстрого накопления капель и увеличения их размеров в областях между вихрями воздуха, отметил один из авторов исследования – почетный профессор кафедры общей физики Московского физико-технического института Майкл Либерман (также профессор Шведского института теоретической физики NORDITA).
Кластеризация известна ученым на протяжении нескольких десятилетий, но до сих пор научный мир был не в состоянии объяснить это явление, используя экспериментальные данные. Все предыдущие попытки компьютерного моделирования показали, что рост капель от одного до ста микрометров занял бы сотни часов, даже дней, но в реальном времени дождевые облака появляются очень быстро.
Исследования кластеризации в турбулентности проводились не при нормальных условиях (когда облако имеет одинаковую температуру на разных участках) и появлении макроскопического градиента температуры (когда один конец облака нагревают сильнее, чем другой). Расчеты показывают, что разница температур наблюдается в реальных облаках достаточно часто, что и дает возможность ускорить процесс кластеризации в тысячу раз. Это позволяет объяснить формирование дождевых капель.
По словам Майкла Либермана, если “увеличить локальную концентрацию капель дождя в тысячу раз, то это станет причиной увеличения частоты столкновений между каплями в миллион раз (пропорционально квадрату концентрации”. Так что, помимо вопроса, есть ли жизнь на Марсе, в ученых есть много интересных задач.
В столкновениях капли сливаются с другими каплями с большим размером. Они последовательно увеличиваются в результате каждого из столкновений, и после столкновения двух и больше, время нарастания капли от одного до пятидесяти микрон уменьшается за десять минут.
Ученые уже разработали теоретическую модель, которая согласуется с тем, что наблюдается в действительности. Научно-исследовательская работа будет опубликована в журнале Atmos, отметили исследователи, заверив, что намерены продолжить эксперименты для совершенствования достигнутых результатов.
