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雨,一滴滴落下

2015-05-14 09:08任廣帥
知識窗 2015年5期
關(guān)鍵詞:小水滴水滴半徑

任廣帥

唐詩《春情》里寫道:“暮雨朝云幾日歸,如絲如霧濕人衣?!钡蔚温湎碌挠?,一直是中國詩人喜愛的意象。可是,它為什么以這種形態(tài)降落人間呢?

雨形成時的形狀是滴狀,形成條件需要水蒸氣過飽和云凝結(jié)核。一定條件下,高空中的過飽和蒸氣圍繞云凝結(jié)核發(fā)生凝結(jié)和凝華,是成云致雨的基礎(chǔ),我們管這種凝結(jié)或凝華的產(chǎn)物叫云滴。我們通常所見到的云,實際上都是由千千萬萬的云滴組成的。云滴并不都是小水滴,一片云中的云滴,可能是水滴,可能是冰晶,也可能是過冷卻水滴。大量的微小粒子形成大量聚集的云滴而成為云霧,云滴夠大且夠密集,則云滴間互相碰撞結(jié)合后體積增大,并且最終超過上升氣流的托舉能力,掉落下來變成一滴滴的雨。

在雨的形成過程中,大水滴起著重要的作用。在降落途中,當水滴半徑增大到2~3毫米臨界值時,周圍作用在水滴上的壓力以及水滴內(nèi)部的靜壓力差,均隨水滴的增長及下降而不斷增大,過大的水滴變形越來越劇烈,表面張力無法再繼續(xù)維持如此大的體形,最后大水滴破碎成許多大小不同的小水滴。

小水滴在降落過程中會面臨重力沖并的過程:大雨滴會以遠超過下方小雨滴的速度橫掃一個圓柱形的空間,并吞并這個空間內(nèi)所有下落速度比它慢的小雨滴,進一步擴大,進一步加速,進一步吞并,直到到達水滴半徑臨界值。

所以,無論是形成的過程,還是下落的過程,都決定了雨只能以“滴”的形式落地。

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