Chuva Quente e Colisão-Coalescência

Como a chuva se forma em nuvens mais quentes que o ponto de congelamento através da colisão e fusão de gotículas líquidas.

Definition

O processo de chuva quente é a formação de precipitação em nuvens acima do nível de congelamento pela colisão gravitacional e coalescência de gotículas de água líquida em gotas de chuva.

Scope

Abrange os limites do crescimento condensacional, as velocidades de queda terminal das gotículas, a eficiência de colisão e a eficiência de coalescência, as equações de coleta contínua e estocástica, o alargamento das distribuições de tamanho das gotículas e as condições sob as quais as nuvens quentes produzem chuva.

Core questions

• Por que a condensação sozinha é muito lenta para produzir gotas de chuva?
• Como as diferenças na velocidade de queda permitem que gotículas maiores coletem as menores?
• O que determina se uma nuvem quente irá chover?

Key theories

Crescimento por colisão-coalescência

Gotículas maiores caem mais rápido e arrastam as menores, crescendo por coleta a uma taxa que acelera com o tamanho e explica o rápido salto de gotículas de nuvem para gotas de chuva.

Mechanisms

O crescimento condensacional estreita o espectro de gotículas e estagna em tamanhos de chuvisco porque a taxa diminui à medida que as gotículas aumentam. A precipitação requer coleta: gotículas maiores com velocidades terminais mais altas ultrapassam e colidem com gotículas menores, e uma fração das colisões resulta em coalescência. O processo de coleta é autoacelerado, então, uma vez que algumas gotículas atingem um tamanho crítico de algumas dezenas de micrômetros, elas crescem rapidamente em gotas de chuva. Variações estocásticas na coleta ajudam a ampliar o espectro e a desencadear esse início.

Clinical relevance

A física da chuva quente governa a precipitação de nuvens tropicais e marítimas e é central para avaliar a suscetibilidade das nuvens à poluição por aerossóis e à semeadura de nuvens quentes.

History

O reconhecimento de que a colisão e a coalescência, em vez da condensação, produzem chuva em nuvens quentes desenvolveu-se ao longo de meados do século XX, com o arcabouço de coleta estocástica refinando modelos anteriores de crescimento contínuo.

Key figures

• Roddy Rogers
• Hans Pruppacher

Seminal works

• rogers1989
• pruppacher1997

Frequently asked questions

Por que a condensação sozinha não consegue formar chuva?

O crescimento condensacional diminui à medida que as gotículas aumentam e levaria muito tempo para atingir o tamanho de uma gota de chuva; a colisão e a coalescência proporcionam o crescimento muito mais rápido necessário para produzir chuva.