Ученые объяснили размеры дождевых капель

Разрушающаяся капля. Кадр видео авторов исследования

Уже очень давно физики обнаружили, что дождевые капли, достигающие земной поверхности, очень сильно отличаются друг от друга по размерам: диаметр большинства - менее одного миллиметра, однако некоторые достигают в размере пяти миллиметров. Считается, что в дождевых облаках капли образуются примерно одинакового размера. Падая, они сталкиваются и разбиваются, что и приводит к разнообразию размеров.

Слабость данной теории заключается в том, что даже во время самого сильного дождя на кубический метр приходится не более тысячи капель. Это достаточно мало для интенсивного столкновения. В рамках новой работы ученые стремились разрешить эту загадку.

Для этого ученые снимали падение капли на видео. Им удалось установить, что сопротивление воздуха приводит к деформации капли (она превращается в своего рода "парашют") и ее разрушению. Видео процесса доступно здесь. По словам исследователей, они заподозрили дождевые капли в саморазрушении, изучив разбрызгивания топлива в дизельных двигателях. Теоретические расчеты показывают, что распределение капель по размерам вполне соответствует тому, которое наблюдается во время реального дождя.

Совсем недавно исследователям удалось объяснить возникновение быстрых дождевых капель. Для падающей капли с некоторого момента сила сопротивления воздуха уравнивает силу притяжения Земли и скорость капли прекращает расти. Таким образом, свободно падающая капля фиксированного размера может разогнаться только до определенной скорости, которую называют предельной. Выяснилось, что капли, скорость которых выше предельной, образуются в результате разрушения более больших и быстрых собратьев.

Оригинал статьи находится на сайте Lenta.ru