Понедельник, 06.07.2026, 00:05 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [796]
Жара [636]
Засуха [214]
Землетрясение [2259]
Извержение [1104]
Космос [415]
Лавина [142]
Мороз [316]
Наводнение,цунами [1122]
Оползень,провал [357]
Пожар [682]
Сель [43]
Снегопад [768]
Теория [3483]
Торнадо,ураган [1200]
Феномены [243]
Эпидемия [2580]

Интересное
Аномальные новости

Новости криптозоологии

Календарь
«  Февраль 2022  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28

Архив новостей

Реклама

Форма входа

Главная » 2022 » Февраль » 11 » Случайность зарядов в каплях ускорила формирование дождя
19:01
Случайность зарядов в каплях ускорила формирование дождя

Английские физики изучили влияние стохастичности избыточных зарядов в водяных каплях на их притяжение друг к другу. Моделирование показало, что дополнительное притяжение, вызванное такой случайностью, ускоряет укрупнение капель в облаке, необходимое для выпадения осадков. Обнаруженный механизм способен ускорить образование дождя в среднем на одну минуту. Исследование опубликовано в Proceedings of the Royal Society A.

Атмосферное электричество ассоциируется в первую очередь с грозовыми разрядами как с самыми яркими феноменами. Однако в небе происходят и другие интересные электрические процессы. Например, водяные капли, из которых состоят облака и туманы, могут приобретать небольшой электрический заряд за счет столкновений с ионами, образующимися в атмосфере под действием космического ионизирующего излучения. Влияние заряда на поведение капель, например, на их агломерацию с последующим выпадением в виде теплого дождя, может быть довольно сложным. Чтобы понимать такие явления, нужны хорошие модели взаимодействия.

Их можно строить в рамках классической электростатики, однако задача усложняется тем, что капли воды недостаточно представлять в виде заряженных диэлектрических сфер. Причина этого в том, что облачные капли всегда содержат внутри себя некоторое количество растворенного вещества, что дает им ненулевую проводимость. В условиях, когда заряды могут перемещаться по капле, их распределение в присутствии второй капли становится довольно сложным. Аналитическое выражение для результата этого процесса было получено только недавно, но лишь в приближении неизменного заряда сфер, хотя в реальных облаках это условие нарушается из-за постоянной диффузии ионов.

Мартен Амбаум (Maarten Ambaum) из Университета Рединга со своими английскими коллегами попытались учесть случайность процесса диффузии ионов в водяные капли на их взаимодействие. Они выяснили, что это приводит к дополнительному приближению между каплями. Авторы численно исследовали то, как этот факт влияет на скорость образования дождя.

Для задач электростатики, которые можно решать аналитически, характерна высокая степень симметрии. Например, поле, которая создает заряженная проводящая сфера, обладает сферической симметрией и за ее пределами может быть представлено полем точечного заряда. Если мы рассматриваем влияние двух таких сфер друг на друга, симметрия становится цилиндрической. При этом сферы индуцируют друг в друге дополнительные разделенные заряды. Их можно представить в виде диполя, один заряд которого добавляется к полному заряду сферы, а второй — смещается в сторону соседней сферы. Вычисление количества новых зарядов и величины их смещения можно провести итерационным методом, стартуя с точечных зарядов и вычисляя на каждом индукцию от предыдущей конфигурации с помощью метода изображений.

Однако уже первый шаг этой итерации дает наибольший вклад в силу, с которой взаимодействуют сферы. Авторы воспользовались этим фактом и записали для нее выражение, которое, помимо закона кулона для точечных зарядов, равных изначальным зарядам сфер, содержало члены, пропорциональные их квадратам. И если знак кулоновской силы (то есть притяжение либо отталкивание) зависит от одноименности или разноименности этих зарядов, то поправки на индуцированность всегда дают притяжение.

На следующем шаге физики наделили оба заряда стохастическими свойствами с соответствующими средними и среднеквадратическими отклонениями. Оказалось, что это еще больше увеличивает притяжение. Более того, стохастическое притяжение не равно нулю для нейтральных в среднем сфер, а его убывание описывается законом пятой степени от расстояния, что на степень сильнее, чем взаимодействие Ван-дер-Ваальса. Впоследствии авторы установили связь зарядовых среднеквадратических отклонений, которые будут возникать для сферических капель в равновесной ионизованной атмосфере, с температурой и радиусом сфер.

Авторы решили встроить эти взаимодействия в существующие модели образования теплого дождя, то есть процесса слияния легких капель в тяжелые, для которых сила гравитации сильнее, чем сопротивление воздуха. Они выяснили, что случайность заряда дает увеличение вероятности столкновения капель до пяти процентов для некоторого класса пар. Физики использовали эту модификацию для симуляции образования дождя из плотного кучевого облака морского типа с начальным содержанием жидкой воды 2 грамма на кубический метр и средним радиусом капли 10 микрометров.

В результате моделирования они обнаружили, что дополнительное притяжение действительно ускоряет динамику образования дождя в среднем на одну минуту. Этот эффект не очень большой, учитывая, что весь процесс длился около 15 минут. Тем не менее, авторы предполагают, что вариацию зарядов в облаках можно было бы искусственно увеличить с помощью дронов, самолетов или даже высоких башен. В перспективе это может принести пользу в засушливых пустынных регионах.

Несмотря на то, что человечество пытается понять, как образуется и идет дождь все время своего существования, в этом вопросе еще немало белых пятен. Сравнительно недавно физики вскрыли еще один механизм, ответственный за формирование новых облаков из-за падающих капель дождя или града.

https://nplus1.ru/news/2022/02/10/enhance-rain-formation

Категория: Дождь,гроза,град | Просмотров: 409 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

Небо над Каракасом стало красным после серии землетрясений (3)

Температура поверхности океана в июне достигла рекордного уровня (3)

На Солнце произошла первая за лето вспышка экстремального класса (10)

Прием парацетамола во время беременности признали безопасным (9)

Марихуана в подростковом возрасте вдвое повышает риск психоза (8)

Оценили риск поражения артерий при лечении переломов голени (9)

Почему с возрастом живот растет сам по себе - даже без изменений в питании (8)

Объяснили аномально высокую сейсмическую активность Аляски (10)

Рыбий жир не защитил мозг от деменции (9)

Научили ИИ различать четыре заболевания легких по выдоху (11)

Врожденные пороки сердца у матери снизили когнитивные способности у детей (11)

Всемирная метеорологическая организация заявила о начале Эль-Ниньо (9)

Длительное сидение повысило риск смерти от опухолей (7)

Карта жары: где на планете термометры показывали самые высокие значения (10)

Удаление миндалин оказалось связано с развитием рассеянного склероза у детей (6)

Глифлозины снизили риск деменции у пожилых люде (7)

Ингибитор тирозинкиназы ускорил рост детей с ахондроплазией (7)

Практика осознанности облегчила боль в спине (6)

Врожденную любовь к луку связали с защитой от гипертонии и диабета (17)

Смертность от опухолей головы и шеи снизилась (17)

Частые сотрясения мозга повысили риск развития тиннитуса (24)

Высокопатогенный птичий грипп добрался до Австралии (15)

В каких странах зафиксировали рекорды жары с 2022 по 2025 год (24)

Вейпинг - вероятная причина рака легких и полости рта (18)

Подслащенные напитки в детстве повысили риск гипертонии (22)

Модификация образа жизни усилила эффект от фармакотерапии ожирения (17)

Число подтвержденных случаев лихорадки Эбола в Конго превысило тысячу (25)

Эль-Ниньо усиливается, увеличивая риск погодных рекордов в 2026 году (30)

Почему иммунитет с возрастом хуже отвечает на воспаление (24)

ИИ уже превосходит обычных медиков в точности определения диагноза (28)

Влияние генетики на массу тела возросло в последних поколениях (23)

Людям впервые ввели вакцину, разработанную искусственным интеллектом (29)

Даже одна банка колы в день повысила риск развития рака печени (22)

Длительный дневной сон повысил риск развития жировой болезни печени у диабетиков (33)

Лекарство от запора повысило когнитивные функции при депрессии (22)

Лихорадка Эбола проявилась изменением сознания и потерей памяти (25)

Вакцина БЦЖ снизила потребность в инсулине при аутоиммунном сахарном диабете (29)

Даже незначительное количество алкоголя повысила риск рака (31)

Аутизм разделили на два типа по характеру нейронных связей (38)

Экспериментальная таблетка заставила мышцы сжигать жир без побочных эффектов (33)

Учёные превратили одноразовые стаканчики в поглотители CO2 из воздуха (31)

Псилоцибиновые грибы временно восстановили когнитивные функции у пациентки (34)

Эффекты интервального голодания оказались зависимы от возраста (29)

Экстремальная жара в мире потребует больше энергии (39)

Бисфосфонаты не повлияли на скорость сращения остеопоротических переломов (39)

Шансы на долгую и здоровую жизнь связали с состоянием вилочковой железы (28)

Таяние ледников изменило химический состав Северного Ледовитого океана (30)

Аденовирус остановил развитие рака поджелудочной железы у трех пациентов (34)

Выявили возможный механизм запуска болезни Альцгеймера (36)

Массовый тест уменьшило предполагаемые масштабы вспышки лихорадки Эбола (34)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (28794)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19734)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10647)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10627)

Супервулкан может проснуться в любой момент (9065)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (7492)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (7057)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (5974)

Остров ВИЗЕния (5656)

Англия: зима в начале мая (5527)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (5391)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (5388)

Гипотеза о СПИД (5214)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (5156)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (5056)

Ураган в Москве 06.05.2012 (5030)

В Москву идет жара (5029)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (5000)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4889)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4884)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4834)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (4831)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4820)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4797)

Йеллоустонский супервулкан (4777)

Семь новых природных чудес света (4768)

Самые большие и опасные вулканы мира (4764)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4763)

Землетрясение в Армении (4752)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4752)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4705)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4635)

Власти борятся с наводнением на Бали (4608)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4515)

Самые удивительные природные феномены (4435)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (4331)

Изменение климата (4244)

Зимняя гроза на Кузбассе (4224)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (4170)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (4159)

Copyright Sergo © 2012-2026

Яндекс.Метрика