Відомо, що де є дим, там є вогонь, але чи знали ви, що де є дощ, там є лід? Так вважають вчені, адже атмосферні кристали льоду дозволяють краплям дощу ставати великими і важкими, щоб впасти з холодних хмар.
Існують також "теплі хмари", які генерують більшість дощів на Землі, особливо в тропіках, і впливають на глобальний енергетичний баланс. Проте, як утворюються краплі дощу в цих хмарах, залишається однією з найбільших загадок атмосферної науки.
На щастя, вчені зробили значний крок до розгадки цієї таємниці, виявивши раніше невидимі структури, які сприяють утворенню крапель дощу в теплих хмарах.
Дослідження, опубліковане в PNAS, показало, що дослідники з Інституту Макса Планка з динаміки та самоорганізації використовували унікальний пристрій під назвою CloudKite – повітряна куля, наповнена гелієм, щоб дослідити низько літаючі купчасті хмари поблизу Барбадосу.
"Ми оцінили структуру теплої хмари з високою просторовою роздільною здатністю", – говорить Мохсен Багері, дослідник мікрофізики хмар.
CloudKite, на відміну від літаків, які швидко пролітають і збирають менше даних, або дронів, які мають обмежений час польоту, є "як 3D-мікроскоп у хмарах, що досліджує розмір і розподіл частинок".
Цей пристрій має дві спеціальні оптичні системи, які поєднують переваги лазерів і швидкісних камер.
В результаті CloudKite може створювати 3D-зображення положення і розміру крапель у хмарах, захоплюючи дані зі швидкістю 75 разів на секунду.
Проте наше розуміння мікрофізики хмар все ще неповне, "що ілюструє наша нездатність повністю пояснити, як дощ ініціюється в теплих хмарах", – зазначають дослідники.
Дослідники прагнули розгадати цю основну таємницю: вузьке місце, яке краплі дощу повинні подолати.
Тепер вчені виявили, що скупчення крапель у хмарах відбувається в дуже локалізованих гарячих точках, а не рівномірно або випадково по всіх хмарах.
Ці локалізовані гарячі точки можуть бути місцями, де починається дощ у неглибоких купчастих хмарах.
Наступні експедиції CloudKite заплановані, включаючи польоти над Амазонкою, Балтійським морем і Фінляндією.
Цікавий факт
Дослідження мікрофізики хмар може допомогти покращити точність прогнозів погоди, що є важливим для сільського господарства та управління водними ресурсами.