Введение.
Дождь в Испании не выпадает на равнине. Он идет в основном в горных районах Кантабрии и Астурии.
Спросите метеорологов, почему, и они объяснят, что преобладающий ветер набирает влагу над поверхностью Атлантического океана. Северные горные хребты Испании имеют большую высоту. На этой высоте влага конденсируется, образуя облака, а затем идет дождь.
Это все хорошо, за исключением того, что это только половина ответа.
Про облака.
Не все облака производят дождь. И если вы спросите тех же метеорологов, почему, они после некоторого размышления, наверное, сознаются, что на самом деле не знают.
В то время как механизмы образование облака хорошо понятны, никто не понимает и точно знает, почему одни облака производят дождь, а другие - нет.
Модели что происходит внутри облака нет. Сбор общих данных, таких как скорость ветра и влажность воздуха, нельзя собрать, не проникнув внутрь облака.
Здесь много места для изучения и раскрытия этой тайны. Это не только поможет улучшить климатические модели, но позволит разработать метод, при помощи которого из облака можно вызвать дождь.
Чтобы оценить вероятность дождя, метеорологи и специалисты по моделированию климата должны вернуться к наблюдениям и понять какого типа облака, вызывают дождь, а которые - нет. В Метеорологическом управлении Великобритании в Эксетере моделисты разрабатывают четкую модель, которая объясняет точную физику образования дождевых капель.
Нет нехватки идей.
Не менее четырех конкурирующих друг с другом организаций были предложили альтернативные варианты. Но до тех пор, пока у кого-либо из них не появятся веские аргументы в пользу их гипотезы, исключают кого-либо из них не придется.
Условия, необходимые для формирования облаков хорошо понятны.
Температура воздуха падает с высотой над уровнем моря, так что при повышении влажности теплого воздуха он охлаждается, и влага, которую он несет, конденсируется на крупинках пыли или сажи, крошечных кристаллах соли и других микроскопические частиц. Это так называемые ядра облачной конденсации.
Так же, как влажность в твоем дыхании конденсируется в холодный день.
Капли образующиеся при конденсации молекул воды спонтанно могут вырасти до 10 микрометров в диаметре за 5 минут и вот где загадка начинается.
По каким-то причинам, эти крошечные капли иногда - но не всегда - продолжают расти, увеличиваются в миллион раз больше, чем начальный объем примерно за 30 минут.
Капли, которые вырастают настолько большими, обычно от 1 до 2 миллиметра в диаметре, становятся слишком большими и тяжелыми, чтобы удерживаться в облаке. Поэтому они падают на землю в виде дождя.
Но что вызывает этот внезапный и быстрый рост капель в некоторых облаках, и почему этот процесс отсутствует в других?
Основной этап образования капель лежит на ранней стадии роста.
Сначала капли, легко образуются больше, чем молекулы воды, в процессе конденсации и охлаждения облака.
Но как только капли достигают точки диаметром около 10 микрометров, то даже небольшое увеличение размера означает добавление многих миллионов молекул воды.
Это может занять несколько дней для конденсации и образования капель дождя, однако, как только капли достигают уровня около 40 микрометров, проблема исчезает, так как теперь у них есть значительно больше шансов столкновения и слияния с другом. Это сценическое столкновение, слияние. И как только этот процесс начнутся, дождь идет очень быстро.
Итак, в чем суть тайны, что заставляет некоторые капли заполнять промежуток и расти от 10 до 40 микрометров?
"Старая" модель.
Когда идет дождь, более крупные частицы падают из облаков быстрее. В 2000 году Алексей Королев и Джордж Исаак Метеорологической службы Канады в Торонто возродил старую модель, по прозвищу "Старая", модель увлечения.
Они рассчитали, что верхушки некоторых облаков поднимаются вверх. Ученые университета штата Пенсильвания и университета Саутгемптон в Великобритании и подсчитали, что турбулентность внутри облака может обрушиться. Капли вместе быстрее и эффективнее чем простые облачные модели.
Преемники теперь предполагают, что турбулентность опускает планку для столкновений и опалесценции ближе к 10 микрометрам, устраняя от 10 до 20 микрометров имея 40-микрометровый зазор в целом.
Тем не менее, турбулентность может быть лишь частью этого процесса.
Дэвид Джонсон из штата Иллинойс, Государственный институт природных ресурсов предположил следующее. Всего несколько 40-микрометровых капель будет достаточно, чтобы вызвать ливень.
Разгадывая головоломку о том, как образуются капли дождя можно понять, как изменяется климат. Массы холодного, сухого воздуха, настолько крутые, что они создают турбулентность и, следовательно, условия. для дополнительной конденсации и опалесценции.
Но это все еще не объясняет, как идет дождь, образующихся в больших кучевых облаках.