science >> Wetenschap >  >> Fysica

Experiment in een doos suggereert dat een paar koude vallende regendruppels kunnen leiden tot een regenbui

Contrastverbeterde beeldsequentie van een SF6-druppel die door de gasvormige SF6-He-laag valt. Getoond wordt het onderste deel van de cel. De zwarte markering aan de linkerkant geeft de positie aan van het vloeistof-damp-interface op ongeveer 6 mm van de bodemplaat. Het tijdstempel (in ms) voor elk van deze cijfers wordt rechtsonder aangegeven. Krediet:arXiv:1705.10501 [physics.ao-ph]

(Phys.org)—Een team van onderzoekers uit Duitsland, Frankrijk en de VS hebben een mogelijke verklaring gevonden voor het ontstaan ​​van plotselinge regenbuien. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft experimenten die ze uitvoerden met stand-ins voor water en atmosferische gassen in een doos in hun lab en wat ze zagen.

Een halve eeuw geleden, wetenschappers ontdekten dat het dumpen van droogijs op stapelwolken ervoor zorgde dat de wolken regen lieten vallen, maar tot op de dag van vandaag niemand weet waarom. evenzo, wetenschappers zijn nog steeds verbijsterd door plotselinge regenbuien. Waarom laten sommige wolken plotseling regen vallen, terwijl andere die bijna identiek lijken dat niet doen? Niemand weet, omdat de factoren die een rol spelen bij regenwolken te moeilijk zijn om te bestuderen. Om die reden, wetenschappers proberen atmosferische omstandigheden in het laboratorium of via computersimulaties na te bootsen. Helaas, geen van beide benaderingen heeft geleid tot antwoorden met betrekking tot plotselinge regenbuien. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een nieuwe benadering gekozen om regenbuien beter te begrijpen.

Omdat het moeilijk is om normale bovenste atmosferische omstandigheden in een laboratoriumcontainer na te bootsen, de onderzoekers kozen ervoor om zwavelhexafluoride te gebruiken als vervanging voor water in de atmosfeer omdat het kan bestaan ​​als vloeistof en gas bij oppervlaktedruk en ook omdat het zich in druppels vormt wanneer het wordt gekoeld. Ze gebruikten helium als vervanging voor algemene atmosferische gassen. De chemicaliën werden in een doos gepompt die vervolgens aan de onderkant licht werd verwarmd en aan de bovenkant enigszins werd gekoeld. De onderzoekers gebruikten een hogesnelheidscamera om de actie te filmen.

Druppels koude vloeistof SF6SF6 vallen door een atmosfeer van heliumgas dat SF6SF6-damp bevat. Elke druppel, door de omringende damp af te koelen, creëert een uitbarsting van kleine SF6SF6-druppeltjes in zijn kielzog. Het experiment illustreert een basisproces van het zaaien van druppels dat kan bijdragen aan regenvorming in de atmosfeer van de aarde. Krediet:P. Prabhakaran et al., Fys. ds. Lett . (2017)

Ze melden dat een deel van het zwavelhexafluoride zich op de bodem van de tank verzamelde en een deel ervan als gas in de bovenste delen van de tank achterbleef. Maar dan, de zwavelhexafluoride begon druppeltjes te vormen op de bovenkant van de doos, die uiteindelijk loskwam, vallen door het gas om in het zwembad beneden te landen. Maar het team ontdekte dat toen ze vielen, ze veroorzaakten kleinere druppeltjes in hun kielzog - dit kwam omdat de druppels kouder waren dan het gas waar ze doorheen gingen. Deze kleinere druppels vielen dan als regen in het bassin eronder.

De onderzoekers erkennen dat ze geen bewijs hebben dat hun experiment de natuur nabootste, maar merk op dat als er iets soortgelijks in de atmosfeer gebeurt, het zou het begin van plotselinge regenbuien kunnen verklaren.

© 2017 Fys.org