2500 лет изучений дождя: ученые развеяли самые популярные мифы об осадках

Датчики дождя были одними из первых научных инструментов.

Осень — пора года, когда мы все чаще наблюдаем за окном серые облака, туман и дожди. Метеорологи развенчали главные мифы о дожде, чтобы мы немного лучше понимали этот процесс, пишет Inverse (перевод - «Фокус»).

На самом деле не «слезы»

Существует заблуждение, что капли дождя имеют форму «слезы», однако это не верно. Метеоролог отмечает, что маленькие капли, диаметром около 1 миллиметра, на самом деле имеют сферическую форму. Чем крупнее капли, тем больше они сплющиваются и в результате приобретают форму булочки для гамбургера — сплющиваются и падают на землю плоской стороной вниз. Когда капли достигают большого размера, больше 5 мм в диаметре, они распадаются на более мелкие.

Капли дождя приобретают свою форму под действием двух сил — поверхностного натяжения воды и давления, вызванного падением сквозь воздух. Первая сила заставляет каплю принимать форму с наименьшей площадью поверхности — форма шара. Сила поверхностного натяжения воды является доминирующей для более мелких капель, потому что им необходимо отталкивать меньшее количество воздуха.

Большие же капли имеют большую площадь и падают быстрее, увеличивая эффект давления, что сдавливает капли и заставляет их сплющиваться с одной стороны — эта сила создает углубление в форме сферы и в конечном итоге, разрушает ее.

Метеорологи отмечают, что форма капель играет важную роль и позволяет улучшить измерение осадков, а также прогнозы о внезапных наводнениях.

Изучаем дождь около 2500 лет

Любопытно, что датчики дождя были одними из первых научных инструментов. Например, на территории современной Индии их используют уже около 2500 лет. Впервые датчики дождя были стандартизированы еще в 1441 году — в Корее король Седжон разослал измерители дождя во все деревни, чтобы использовать данные для прогнозирования урожая фермеров и установить налоховые ставки.

Первый частично автоматизированный датчик дождя был разработан в 1662 году Кристофером Реном и Робертом Гуком. Они разработали датчик опрокидывающегося ковша, состоящий из трубчатого контейнера с воронкой — датчик приводился в действие посредством часового механизма, в результате ручка начинала медленно двигаться по бумаге, фиксируя количество осадков.

Современный стандартный дождемер мало чем отличается от своего предка, который был разработан еще в 1441 году. Прибор способен измерять количество осадков лишь там, где он установлен — даже в нескольких метрах от него количество осадков может быть совершенно другим.

Отметим, что сегодня метеорологи также активно используют радары для измерения осадков — они помогают получать данные по всему миру, а не только в конкретной точке.

Сложно прогнозировать снег

На высотах, где температура ниже точки замерзания, образуется множество осадков — когда мы видим дождь, он на самом деле падает на землю с высоты нескольких километров над нами.

Но для некоторых уголков Земли нетипичен теплый дождь, который бывает при температуре выше нуля. Когда лед, из которого состоят облака, достигает температуры выше нуля градусов, он начинает таять — это происходит приблизительно на высоте около 4 км.

В результате метеорологам здесь достаточно сложно прогнозировать снег. В большинстве стран мира снег выпадает при более низких температурах, тогда как например, в Великобритании, как правило, это происходит, когда температура воздуха близка к нулю градусов. В результате всего небольшая разница в температуре ответственна за то выпадет ли дождь, мокрый снег или снег.

Размер имеет значение

Если внимательно присмотреться на лобовое стекло автомобиля во время дождя, можно заметить, что размер капель дождя неоднородный. Размер дождевых капель варьируется от маленьких, около 1 мм, до больших, более 5 мм — чем тяжелее дождь, тем больше крупных капель. В то же время морось, например, имеет вовсе иной характер и по сути представляет собой большое количество крохотных капель, меньше 1 мм в диаметре.

Кроме того, по словам метеоролога, мы также можем заметить, что для сильного ливня характерен разреженный стук огромных дождевых капель — это происходит из-за того, что чем больше капля, тем быстрее она падает, а соответственно первой достигает земли.

К слову, размер капель дождя влияет на сигналы мобильных телефонов, телевизоров и других приборов с аналогичными электромагнитными волнами. Большие капли теряют больше энергии, что приводит к более слабым сигналам, а местами может и вовсе отсутствовать в зависимости от силы дождя.