暖雨と衝突・併合

氷点以上の温度の雲の中で、液滴の衝突と合体によって雨が形成される過程。

Definition

暖雨過程とは、氷点以上の雲の中で、液体の水滴が重力による衝突と併合によって雨滴となり、降水が形成される過程である。

Scope

凝結成長の限界、液滴の終端落下速度、衝突効率と併合効率、連続および確率的捕捉方程式、液滴サイズ分布の広がり、および暖雲が雨を生成する条件について説明する。

Core questions

• なぜ凝結だけでは雨滴を生成するには遅すぎるのか？
• 落下速度の違いは、大きな液滴が小さな液滴を捕捉することをどのように可能にするのか？
• 暖雲が雨を降らせるかどうかは何によって決まるのか？

Key theories

衝突・併合成長

大きな液滴はより速く落下し、小さな液滴を掃き集め、サイズとともに加速する捕捉によって成長し、雲粒から雨滴への急速な飛躍を説明する。

Mechanisms

凝結成長は液滴スペクトルを狭め、液滴が大きくなるにつれて速度が低下するため、霧雨のサイズで停滞する。降水には捕捉が必要である。終端速度の速い大きな液滴が小さな液滴を追い越し、衝突し、衝突の一部が併合につながる。捕捉過程は自己加速的であるため、一部の液滴が数十マイクロメートルという臨界サイズに達すると、急速に雨滴へと成長する。捕捉における確率的変動は、スペクトルを広げ、この開始を促進する。

Clinical relevance

暖雨物理学は、熱帯および海洋性雲からの降水を支配し、雲のエアロゾル汚染に対する感受性や暖雲のシーディングを評価する上で中心的である。

History

暖雲における雨が凝結ではなく衝突と併合によって生成されるという認識は、20世紀半ばを通じて発展し、確率的捕捉の枠組みが初期の連続成長モデルを洗練させた。

Key figures

• Roddy Rogers
• Hans Pruppacher

Seminal works

• rogers1989
• pruppacher1997

Frequently asked questions

なぜ凝結だけでは雨を降らせることができないのですか？

凝結成長は液滴が大きくなるにつれて遅くなり、雨滴のサイズに達するまでにはるかに長い時間がかかります。衝突と併合は、雨を生成するために必要なはるかに速い成長をもたらします。