المطر الدافئ والاصطدام-الاندماج
كيف يتشكل المطر في السحب الأكثر دفئًا من درجة التجمد من خلال اصطدام واندماج القطيرات السائلة.
Definition
عملية المطر الدافئ هي تشكل الهطول في السحب فوق مستوى التجمد عن طريق الاصطدام التجاذبي واندماج قطيرات الماء السائل لتكوين قطرات المطر.
Scope
يغطي حدود النمو التكثفي، والسرعات النهائية لسقوط القطيرات، وكفاءة الاصطدام وكفاءة الاندماج، ومعادلات التجميع المستمر والعشوائي، واتساع توزيعات أحجام القطيرات، والظروف التي تنتج بموجبها السحب الدافئة المطر.
Core questions
- لماذا يعتبر التكثف وحده بطيئًا جدًا لإنتاج قطرات المطر؟
- كيف تسمح الاختلافات في سرعة السقوط للقطيرات الأكبر بجمع القطيرات الأصغر؟
- ما الذي يحدد ما إذا كانت السحابة الدافئة ستمطر؟
Key theories
- نمو الاصطدام-الاندماج
- تسقط القطيرات الأكبر بشكل أسرع وتجرف القطيرات الأصغر، وتنمو عن طريق التجميع بمعدل يتسارع مع الحجم ويفسر القفزة السريعة من قطيرات السحب إلى قطرات المطر.
Mechanisms
يؤدي النمو التكثفي إلى تضييق طيف القطيرات ويتوقف عند أحجام الرذاذ لأن المعدل ينخفض مع تضخم القطيرات. يتطلب الهطول التجميع: فالقطيرات الأكبر ذات السرعات النهائية الأعلى تتجاوز وتصطدم بالقطيرات الأصغر، وتؤدي نسبة من الاصطدامات إلى الاندماج. عملية التجميع ذاتية التسارع، لذا بمجرد أن تصل بعض القطيرات إلى حجم حرج يبلغ بضع عشرات من الميكرومترات، فإنها تنمو بسرعة لتصبح قطرات مطر. تساعد الاختلافات العشوائية في التجميع على توسيع الطيف وتحفيز هذا البدء.
Clinical relevance
تحكم فيزياء المطر الدافئ الهطول من السحب الاستوائية والبحرية وهي أساسية لتقييم قابلية السحب للتلوث بالهباء الجوي ولتلقيح السحب الدافئة.
History
تطور الإدراك بأن الاصطدام والاندماج، وليس التكثف، هو ما ينتج المطر في السحب الدافئة خلال منتصف القرن العشرين، مع قيام إطار التجميع العشوائي بتحسين نماذج النمو المستمر السابقة.
Key figures
- Roddy Rogers
- Hans Pruppacher
Related topics
Seminal works
- rogers1989
- pruppacher1997
Frequently asked questions
- لماذا لا يمكن للتكثف وحده أن يصنع المطر؟
- يتباطأ النمو التكثفي مع تضخم القطيرات وسيستغرق وقتًا طويلاً جدًا للوصول إلى حجم قطرة المطر؛ يوفر الاصطدام والاندماج النمو الأسرع بكثير اللازم لإنتاج المطر.