Hujan Hangat dan Tumbukan-Koalesensi

Bagaimana hujan terbentuk di awan yang lebih hangat dari titik beku melalui tumbukan dan penggabungan tetesan cairan.

Definition

Proses hujan hangat adalah pembentukan presipitasi di awan di atas tingkat beku oleh tumbukan gravitasi dan koalesensi tetesan air cair menjadi tetesan hujan.

Scope

Mencakup batas pertumbuhan kondensasi, kecepatan jatuh terminal tetesan, efisiensi tumbukan dan efisiensi koalesensi, persamaan koleksi kontinu dan stokastik, pelebaran distribusi ukuran tetesan, dan kondisi di mana awan hangat menghasilkan hujan.

Core questions

• Mengapa kondensasi saja terlalu lambat untuk menghasilkan tetesan hujan?
• Bagaimana perbedaan kecepatan jatuh memungkinkan tetesan yang lebih besar mengumpulkan tetesan yang lebih kecil?
• Apa yang menentukan apakah awan hangat akan menghasilkan hujan?

Key theories

Pertumbuhan tumbukan-koalesensi

Tetesan yang lebih besar jatuh lebih cepat dan menyapu tetesan yang lebih kecil, tumbuh melalui koleksi dengan laju yang berakselerasi seiring ukuran dan menjelaskan lompatan cepat dari tetesan awan menjadi tetesan hujan.

Mechanisms

Pertumbuhan kondensasi mempersempit spektrum tetesan dan terhenti pada ukuran gerimis karena laju pertumbuhan menurun seiring dengan membesarnya tetesan. Presipitasi membutuhkan koleksi: tetesan yang lebih besar dengan kecepatan terminal yang lebih tinggi menyusul dan bertumbukan dengan tetesan yang lebih kecil, dan sebagian kecil dari tumbukan menghasilkan koalesensi. Proses koleksi bersifat akseleratif, sehingga setelah beberapa tetesan mencapai ukuran kritis beberapa puluh mikrometer, mereka tumbuh dengan cepat menjadi tetesan hujan. Variasi stokastik dalam koleksi membantu memperlebar spektrum dan memicu permulaan ini.

Clinical relevance

Fisika hujan hangat mengatur presipitasi dari awan tropis dan maritim serta menjadi pusat evaluasi kerentanan awan terhadap polusi aerosol dan penyemaian awan hangat.

History

Pengakuan bahwa tumbukan dan koalesensi, bukan kondensasi, menghasilkan hujan di awan hangat berkembang sepanjang pertengahan abad kedua puluh, dengan kerangka koleksi stokastik menyempurnakan model pertumbuhan kontinu sebelumnya.

Key figures

• Roddy Rogers
• Hans Pruppacher

Seminal works

• rogers1989
• pruppacher1997

Frequently asked questions

Mengapa kondensasi saja tidak bisa membuat hujan?

Pertumbuhan kondensasi melambat seiring dengan membesarnya tetesan dan akan memakan waktu terlalu lama untuk mencapai ukuran tetesan hujan; tumbukan dan koalesensi menyediakan pertumbuhan yang jauh lebih cepat yang dibutuhkan untuk menghasilkan hujan.