відношення до фізики хмар. Наприклад, при підрахунку ядер Айткена лічильниками з камерою розширення, по суті, реєструються всі ядра конденсації в пробі атмосферного повітря. У камері розширення створюються пересичення в кілька сотень відсотків, так що активуються майже всі наявні ядра. В атмосфері в процесі облакообразованія беруть участь тільки ядра, активирующиеся при пересиченнях близько 1% і нижче. Саме тому такі ядра стали називати хмарними ядрами конденсації, щоб відрізнити їх від ядер конденсації взагалі. У фізиці хмар важливе значення має залежність числа активованих ядер, на яких утворюються хмарні краплі, від пересичення. Такий спектр активності (спектр ядер по пересичених) вимірюється приладами, званими дифузійно-градієнтними хмарними камерами. Їх два типи: температурна градієнтна і хімічна градієнтна камери. У цих камерах можна створити дуже малі пересичення (порядку декількох десятих часток відсотка) з високою точністю. У камеру засмоктується проба повітря, і там створюється задане пересичення; оптичним методом спостерігається і підраховується число ядер, зростаючих до критичного розміру. Потім пересичення трохи збільшується, і число центрів конденсації знову підраховується [13].
Розвиток хмари після завершення стадії його утворення і особливо кількість і характер що випали з нього опадів контролюються більшою мірою великомасштабними процесами, а саме висхідним рухом повітря і припливом вологи в хмару, і в меншій - мікрофізичної структурою хмари. Однак мікроструктура в деякій мірі визначає чутливість хмари до утворення опадів і необхідний для цього час [3].
. 2.4 Освіта дощових крапель в конвективних хмарах
Зазвичай дощову краплю малюють у вигляді груші. Однак, великі дощові краплі більше нагадують круглу булочку. Вони плоскі біля основи й округлі біля вершини. Коли краплі падають, їх форма змінюється. Поверхневий натяг води робить поведінку краплі ніж - то схожим на на поведінку наповненого водою кулі на кінці мотузки. У дуже великих крапель пульсація іноді стає настільки сильною, що крапля розбризкується на безліч дрібних крапельок. Коли ми говоримо про поверхневому натягу, то маємо увазі силу, що діє між молекулами води і тиснучу їх разом [4].
Коли крапельки води дуже малі (їх діаметр менше кількох сотих мікрона), поверхневий натяг стягує воду до центру крапельки. У результаті крапельки набувають форму правильного кулі. Коли краплі стають більше, вони деформуються [4].
Типова дощова крапля має радіус 1 мм, т. е. +1000 мікрон, а середній радіус крапельки в хмарі приблизно 10 мікрон. Припустимо, що дощові краплі і хмарні крапельки кулясті. З геометрії відомо, що об'єм кулі обчислюється за формулою:, де - 3,14, а - радіус крапельки. Підставивши в цю формулу величини радіусів хмарної крапельки і дощової краплі, можна обчислити обсяг кожної з них. Виявляється, дощова крапля має об'єм, в мільйон разів більший, ніж хмарна крапелька. Звідси випливає, що для освіти однієї дощової краплі має злитися мільйон хмарних крапельок [4].
Кількість хмарних крапельок в 1 повітря змінюється приблизно від 50 до декількох сотень. Будемо вважати, що 100 крапельок в 1 - середня величина. Звичайно, дощові краплі набагато малочисленнее: в 1 їх міститься від декількох сотень до декількох тисяч. Приймемо як середнього значення 500 дощових крапель в 1. Ці дані показують, що хмарних крапельок приблизно в 200 000 разів більше, ніж дощових [3].
Можна подумати, що для утворення дощових крапель вода повинна надходити звідкись ззовні. Справді, якщо дощова крапля містить воду мільйона хмарних крапельок, але число останніх в 1 тільки в 200000 разів більше, ніж число дощових крапель, то відразу виникає вопрос6 вистачить води для утворення фактично спостережуваного числа дощових крапель? Це пояснюється тим, що область, яка містить хмарні крапельки, більш ніж у 10 разів перевищує за розмірами область, яка містить дощові краплі середнього розміру [5].
Яким же чином відбувається об'єднання мільйона хмарних крапельок, щоб утворити краплю дощу?
Коли розглядається освіту хмарних крапельок, зрозуміло, що процес конденсації не може тривати нескінченно. Конденсація відбувається, коли повітря пересичений по відношенню до зростаючих краплях хмари. У швидко поднимающемся повітрі можуть спостерігатися умови, коли краплі продовжують рости тільки тоді, коли повітря пересичений по відношенню до чистої води, якщо відносна вологість перевищує 100%. Однак чим вище вологість, тим більше число крихітних ядер включається в процес конденсації. Ці частинки починають рости і, як би, ділять між собою надлишковий запас наявної в хмарі парообразованной води [4].
Ефект цих процесів двоякий:
Чим більше крапля, тим повільніше вона росте;
Чим?? перевищене пересичення, тим більше хмарних крапельок.
Стає зрозумілим, чому при ная...
