Μοιάζει πολύ με το νιφάδα χιονιού συμβολίζει όλα τα χειμωνιάτικα πράγματα, ένα δάκρυ είναι ένα σύμβολο του νερού και της βροχής. Τους βλέπουμε σε εικόνες και ακόμη και στους χάρτες καιρού στην τηλεόραση. Η αλήθεια είναι ότι μια σταγόνα βροχής παίρνει πολλά σχήματα καθώς πέφτει από ένα σύννεφο - κανένα από τα οποία δεν μοιάζει με δάκρυα.
Ποιο είναι το πραγματικό σχήμα μιας βροχής; Ας ακολουθήσουμε το ταξίδι από το σύννεφο στο έδαφος και μάθετε!
Σταγονίδια
Σταγόνες ομίχλης, που είναι συλλογές εκατομμυρίων μικροσκοπικών σταγονίδια νέφους, ξεκινήστε ως μικρές και στρογγυλές σφαίρες. Αλλά καθώς πέφτουν οι σταγόνες βροχής, χάνουν το στρογγυλεμένο σχήμα τους χάρη στον ρυμουλκό των δύο δυνάμεων: επιφανειακή τάση φιλμ εξωτερικής επιφάνειας που ενεργεί για να συγκρατήσει τη σταγόνα μαζί) και τη ροή αέρα που ωθεί επάνω στον πυθμένα της βροχής πτώσεις.
Σφαίρα στο Hamburger Bun
Όταν η σταγόνα είναι μικρή (κάτω από 1 mm), επιφανειακή τάση κερδίζει και το τραβά σε σφαιρικό σχήμα. Αλλά καθώς πέφτει η πτώση, συγκρούεται με άλλες σταγόνες, καθώς μεγαλώνει και πέφτει πιο γρήγορα, αυξάνοντας την πίεση στον πυθμένα της. Αυτή η πρόσθετη πίεση αναγκάζει την σταγόνα βροχής να ισοπεδωθεί στον πυθμένα. Δεδομένου ότι η ροή του αέρα στο κάτω μέρος της σταγόνας νερού είναι μεγαλύτερη από τη ροή του αέρα στην κορυφή της, η ροή της βροχής παραμένει καμπύλη στην κορυφή, η σταγόνα βροχής μοιάζει με ένα κούμπωμα χάμπουργκερ. Αυτό είναι σωστό, οι σταγόνες βροχής έχουν περισσότερα κοινά με τα κέικ χάμπουργκερ από ό, τι πέφτουν πάνω τους και καταστρέφουν το cookout σας - έχουν σχήμα τους!
Jelly Bean στην Ομπρέλα
Καθώς η ροή του σταγονιδίου αυξάνεται ακόμη περισσότερο, η πίεση κατά μήκος του πυθμένα της αυξάνεται περαιτέρω και πιέζει μια κοιλότητα μέσα σε αυτό, καθιστώντας την εμφάνιση της σταγόνας σταγόνες ζελέ φασολιών.
Όταν η ροή σταγόνων αναπτύσσεται σε μεγάλο μέγεθος (περίπου 4 mm απέναντι ή μεγαλύτερη), η ροή του αέρα έχει πιέσει τόσο βαθιά στην σταγόνα νερού που τώρα μοιάζει με αλεξίπτωτο ή ομπρέλα. Λίγο αργότερα, η ροή του αέρα πιέζει την κορυφή της βροχής και το σπάει σε μικρότερες σταγόνες.
Για να βοηθήσετε να απεικονίσετε αυτή τη διαδικασία, παρακολουθήστε το βίντεο, "Ανατομία ενός Raindrop, "ευγενική προσφορά της NASA.
Οπτικοποίηση του Σχήματος
Λόγω των υψηλών ταχυτήτων που πέφτουν τα σταγονίδια νερού μέσα στην ατμόσφαιρα, είναι πολύ δύσκολο να δει κανείς την ποικιλία σχημάτων που παίρνει στη φύση χωρίς τη χρήση φωτογραφίας υψηλής ταχύτητας. Ωστόσο, υπάρχει ένας τρόπος να το μοντελοποιήσετε στο εργαστήριο, στην τάξη ή στο σπίτι. Ένα πείραμα που μπορείτε να κάνετε στο σπίτι σας αντιπροσωπεύει μια ανάλυση του σχήματος βροχής με πειράματα.
Τώρα που γνωρίζετε το σχήμα και το μέγεθος της βροχής, συνεχίστε την εξερεύνηση της βροχής με μάθηση γιατί κάποιοι καταιγιστές αισθάνονται ζεστοί και άλλοι είναι δροσεροί στην αφή.
Πηγές
Τα Raindrops έχουν σχήμα δακρύων? Η Σχολή Επιστημών Υδάτων USGS