Warme regen is goed voor 31 procent van de totale regenhoeveelheid en 72 procent van het totale regengebied in de tropen. Het begrijpen van de initiatie van warme regen en de verbreding van de grootte van de wolkendruppels is een van de grootste uitdagingen van de wolkenfysica vanwege de gecompliceerde effecten van turbulentie op de microfysica van wolken.

In een paper gepubliceerd in Atmosferische en oceanische wetenschapsbrieven , Prof. Chunsong Lu (Nanjing University of Information Science &Technology) en co-auteurs beoordelen de recente vooruitgang op het gebied van turbulente verbreding van de grootteverdelingen van wolkendruppels en het initiëren van warme regen.

"Chinese wetenschappers hebben sinds de jaren vijftig fantastisch werk verricht op dit gebied, " zegt prof. Lu. Het werk dat prof. hij in het artikel beschrijft, omvat in-situ observaties van turbulente fluctuaties in wolken boven de Hengshan-berg (27,25 ° N, 112,86°E) in de provincie Hunan en Taishan Mountain (36,18°N, 117.13°E) in de provincie Shandong rond 1960. Ook naast observatiestudies, wetenschappers hebben theoretisch afgeleide vergelijkingen die kunnen worden gebruikt om de effecten van fluctuaties op spectrale verbreding te bestuderen, inclusief fluctuaties van oververzadiging, aantal concentratie, vloeibaar watergehalte, verticale snelheid en het bestaan ​​van celstructuren. Door spectrale verbreding te relateren aan verschillende turbulente fluctuaties, Chinese en Russische wetenschappers waren de eersten die het idee van stochastische condensatie introduceerden in de wolkenfysica - een onderwerp dat sindsdien wereldwijd is bestudeerd. Veel studies hebben geconcludeerd dat stochastische condensatie in een turbulente omgeving bijdraagt ​​aan spectrale verbreding, terwijl bij andere tegenovergestelde effecten zijn gevonden. In tegenstelling tot, er is een grotere consensus dat turbulente fluctuaties een belangrijke rol spelen in het proces van botsing-coalescentie.

Naast turbulente fluctuaties, turbulentie veroorzaakt ook meeslepen van droge lucht in wolken, en entrainment-mixing beïnvloedt de microfysica van de wolken. Verschillende soorten turbulente entrainment-mixing mechanismen worden besproken in de paper, zoals homogeen/inhomogeen meevoeren-mengen, Entrainment-mixing van het entiteitstype, en verticale circulatie mengen. Het meest bestudeerde mechanisme is homogeen/inhomogeen mengen.

"Interessant, turbulente fluctuaties en entrainment-mixing zijn voornamelijk afzonderlijk bestudeerd, totdat in de jaren negentig een systeemtheorie werd ontwikkeld, ", zegt prof. Lu. Deze theorie biedt een theoretisch raamwerk voor het verklaren van de vormen van de grootteverdelingen van wolkendruppels. Het voorspelt dat de meest waarschijnlijke grootteverdeling de Weibull-verdeling is, die de deltaverdeling nadert - de minst waarschijnlijke verdeling - als turbulente fluctuaties afnemen.