Суббота, 08.08.2026, 08:06 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [799]
Жара [638]
Засуха [214]
Землетрясение [2260]
Извержение [1105]
Космос [416]
Лавина [142]
Мороз [316]
Наводнение,цунами [1122]
Оползень,провал [357]
Пожар [690]
Сель [43]
Снегопад [768]
Теория [3502]
Торнадо,ураган [1200]
Феномены [243]
Эпидемия [2590]

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: 421 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

Разрушительные лесные пожары, охватившие Западную Европу (19)

Как Испания и Франция борются с рекордными лесными пожарами (33)

Пик Эль-Ниньо придется на август - октябрь (34)

Жизнь у моря не защитила от проблем со здоровьем (25)

Число жертв лихорадки Эбола в Конго превысило 1500 (33)

Длину бедра назвали маркером риска сахарного диабета (29)

Подводный супервулкан Кикай снова наполняется магмой (28)

Из-за жары и засухи европейские реки обмелели (29)

Ученые превратили иммунную память от Covid-19 в оружие против рака (27)

Почему во время COVID-19 одни носили маски, а другие — нет (29)

Геологи нашли следы самой длинной эры пожаров в истории Земли (22)

Как пожары во Франции и Испании угрожают туристическому сезону (22)

В Европе бушуют лесные пожары (24)

Мужчины чаще женщин умирали в начале пандемии ковида (23)

Лесные пожары повысили число обращений по поводу мигрени (22)

Французский лесной пожар породил «облако-монстра» (28)

Редкая Ла-Нинья одновременно с супермощным Эль-Ниньо (29)

Объем талии предсказал риск инфаркта и инсульта (31)

Рынки прогнозов начали принимать ставки на лесные пожары (33)

Виагра подавила развитие метастазов раковых опухолей (27)

Мощнейшие геомагнитные бури могут быть вдвое опаснее (26)

Постоянные финансовые проблемы в жизни ускорили когнитивное старение (27)

Инфаркт миокарда у женщины оказался кардиомиопатией (29)

Средиземноморская диета защитила сердце и мозг (42)

ВОЗ начала испытания первого препарата от Эболы (38)

Кофе замедлил клеточное старение у людей с психическими расстройствами (35)

Врачи испытали схему лечения нарушений сна у работников Арктики (25)

Зафиксирована самая высокая температура в мире с начала 2026 года (53)

Нашли «горячие точки» мегаземлетрясений в России (43)

Витамин PP снизил риск развития открытоугольной глаукомы (45)

Мезогликан не предотвратил тромбоз поверхностных и глубоких вен (42)

Долгий ковид связали со снижением уровня везикулярного переносчика (54)

Минус 80 минут сна в день заставили людей толстеть (50)

Интервальное голодание оказалось не хуже подсчета калорий (47)

Ривароксабан и колхицин не помогли от усталости при долгом ковиде (50)

Спорт помог снизить вред для памяти от просмотра коротких видео (48)

Жирный сыр и сливки снизили риск развития деменции (44)

Может ли Эль-Ниньо изменить привычный нам мир (58)

Кетогенная диета уменьшила симптомы шизофрении и биполярки (44)

Медики описали долгосрочные изменения в глазах после ковида (50)

Скорость восстановления иммунитета после коронавируса связали с полом (56)

У агрессивного вида рака нашли уязвимость (37)

Нашли способ уничтожать раковые клетки, которые «притворяются мертвыми» (49)

Одобрено первое лекарство от эндокринной офтальмопатии (42)

Началось экспериментальное лечение лихорадки Эбола (50)

Небо над Каракасом стало красным после серии землетрясений (48)

Температура поверхности океана в июне достигла рекордного уровня (53)

На Солнце произошла первая за лето вспышка экстремального класса (56)

Прием парацетамола во время беременности признали безопасным (49)

Марихуана в подростковом возрасте вдвое повышает риск психоза (49)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (28857)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19760)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10712)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10678)

Супервулкан может проснуться в любой момент (9152)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (7521)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (7097)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (6003)

Остров ВИЗЕния (5685)

Англия: зима в начале мая (5572)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (5419)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (5414)

Гипотеза о СПИД (5242)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (5183)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (5164)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (5099)

Ураган в Москве 06.05.2012 (5055)

В Москву идет жара (5052)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4910)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4907)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (4872)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4862)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4845)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4844)

Йеллоустонский супервулкан (4808)

Семь новых природных чудес света (4801)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4798)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4793)

Самые большие и опасные вулканы мира (4792)

Землетрясение в Армении (4783)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4757)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4666)

Власти борятся с наводнением на Бали (4646)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4542)

Самые удивительные природные феномены (4482)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (4358)

Изменение климата (4271)

Зимняя гроза на Кузбассе (4256)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (4205)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (4186)

Copyright Sergo © 2012-2026

Яндекс.Метрика