باران گرم و برخورد-ادغام
چگونگی تشکیل باران در ابرهایی که دمای آنها بالاتر از نقطه انجماد است، از طریق برخورد و ادغام قطرات مایع.
Definition
فرایند باران گرم، تشکیل بارش در ابرهایی است که بالاتر از سطح انجماد قرار دارند، از طریق برخورد گرانشی و ادغام قطرات آب مایع به قطرات باران.
Scope
این مبحث شامل محدودیتهای رشد میعان، سرعتهای نهایی سقوط قطرات، کارایی برخورد و کارایی ادغام، معادلات جمعآوری پیوسته و تصادفی، گسترش توزیع اندازه قطرات، و شرایطی که تحت آن ابرهای گرم باران تولید میکنند، میشود.
Core questions
- چرا میعان به تنهایی برای تولید قطرات باران بسیار کند است؟
- چگونه تفاوت در سرعت سقوط به قطرات بزرگتر اجازه میدهد تا قطرات کوچکتر را جمعآوری کنند؟
- چه چیزی تعیین میکند که یک ابر گرم بارانزا باشد؟
Key theories
- رشد برخورد-ادغام
- قطرات بزرگتر سریعتر سقوط میکنند و قطرات کوچکتر را جمعآوری میکنند، با جمعآوری با سرعتی که با اندازه افزایش مییابد، رشد میکنند و جهش سریع از قطرات ابر به قطرات باران را توضیح میدهند.
Mechanisms
رشد میعان طیف قطرات را محدود میکند و در اندازههای نمنم باران متوقف میشود، زیرا با بزرگ شدن قطرات، سرعت آن کاهش مییابد. بارش نیازمند جمعآوری است: قطرات بزرگتر با سرعتهای نهایی سقوط بیشتر، از قطرات کوچکتر پیشی گرفته و با آنها برخورد میکنند، و بخشی از این برخوردها منجر به ادغام میشود. فرایند جمعآوری خودتسریعکننده است، بنابراین هنگامی که برخی قطرات به اندازه بحرانی چند ده میکرومتر میرسند، به سرعت به قطرات باران تبدیل میشوند. تغییرات تصادفی در جمعآوری به گسترش طیف و آغاز این فرایند کمک میکند.
Clinical relevance
فیزیک باران گرم بر بارش از ابرهای گرمسیری و دریایی حاکم است و در ارزیابی حساسیت ابرها به آلودگی آئروسل و همچنین در بارورسازی ابرهای گرم نقش محوری دارد.
History
این شناخت که برخورد و ادغام، و نه صرفاً میعان، باعث تولید باران در ابرهای گرم میشود، در طول اواسط قرن بیستم توسعه یافت، و چارچوب جمعآوری تصادفی مدلهای رشد پیوسته قبلی را بهبود بخشید.
Key figures
- Roddy Rogers
- Hans Pruppacher
Related topics
Seminal works
- rogers1989
- pruppacher1997
Frequently asked questions
- چرا میعان به تنهایی نمیتواند باران ایجاد کند؟
- رشد میعان با بزرگ شدن قطرات کند میشود و زمان بسیار زیادی طول میکشد تا به اندازه قطره باران برسد؛ برخورد و ادغام رشد بسیار سریعتری را فراهم میکند که برای تولید باران لازم است.