為什么雨水是一滴一滴落在地上的？
為什么雨水是一滴一滴落在地上的？
一朵云可以帶幾萬(wàn)噸甚至更多的水，但是雨水滴在地上，沒(méi)有形成連續(xù)的流動(dòng)。迄今為止科學(xué)家記錄到的最大雨滴直徑只有0.8-1.0厘米。
云層在高空漂浮是一種只有在地球的對(duì)流層中才能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。的氣氛。所謂對(duì)流層，是指由于地表加熱不均勻，地面以上的氣體加熱不均勻，被加熱的氣體膨脹向上流動(dòng)，而冷空氣由于加熱少、密度大，從各個(gè)方向向熱量引起的低壓中心移動(dòng)，從而在一定區(qū)域內(nèi)形成大氣環(huán)流。熱空氣上升到高空后，溫度下降，其中攜帶的水汽結(jié)晶或液化，形成小冰晶或小水滴，分布在一定區(qū)域內(nèi)，成為云。
所以云中的水量雖然可以達(dá)到幾萬(wàn)噸甚至更多，但是分散成了水汽，分布范圍很廣。由于上升氣流的持續(xù)作用，它可以漂浮在空中。一旦沒(méi)有這個(gè)力的支撐，它也會(huì)落到地表。同樣，霧是由許多微小的水滴或冰晶組成的，但它是由地面上蒸發(fā)的水汽在上升過(guò)程中凝結(jié)而成的，形成霧的范圍更小，不同于降水的冷熱氣流相遇。
降雨過(guò)程是由于空氣的上升，空氣中的水汽不斷與作為凝結(jié)中心的塵粒結(jié)合，形成小水滴。上升氣流對(duì)這些小水滴有持續(xù)的作用，使它們可以暫時(shí)停留在云中，直到上升氣流的承載力小于水滴的重力，水滴落到地面形成降雨。降水形成過(guò)程限制了雨滴的大小，因?yàn)橐坏┲亓Τ^(guò)上升氣流的作用，它們就會(huì)下落，無(wú)法繼續(xù)增長(zhǎng)，所以雨滴會(huì)一滴一滴地落到地表。
而且雨滴在降落的過(guò)程中速度是逐漸增大的，所以上升氣流或者大氣的阻力會(huì)逐漸增大，水滴過(guò)大會(huì)受到更強(qiáng)的阻力，會(huì)分散成更小的顆粒。目前，直徑最大的雨滴出現(xiàn)在亞馬遜雨林上空。亞馬遜雨林茂盛的水分蒸發(fā)非常可觀，所以降水豐富。自然火也使一些塵埃進(jìn)入大氣，成為云中水分凝結(jié)的凝結(jié)核。然而，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的最大雨滴直徑只有0.8厘米左右，最大可達(dá)1.0厘米。
云中的水不像江河湖海那樣連成一個(gè)巨大的水體。云中的水是分散的，降水的形成過(guò)程限制了雨滴的直徑和質(zhì)量，于是雨滴一滴一滴的落下。我們所說(shuō)的瓢潑大雨，只是雨滴更大，單位時(shí)間內(nèi)的降水量更多，并不意味著雨水可以像瓢潑一樣形成更大的水滴。
雨為什么是一滴一滴下的
雨水是由水蒸氣凝結(jié)而成的。當(dāng)水滴聚集到一定體積時(shí)，重量超過(guò)了附著力和上升氣流的升力，所以雨滴就會(huì)落下來(lái)，就像一個(gè)鍋蓋蓋在鍋上。那些水滴慢慢聚集，直到達(dá)到一定重量才會(huì)落下。所以，雨滴是一滴一滴凝結(jié)而下的，所以雨滴是一滴一滴的。
雨為什么會(huì)是一點(diǎn)一點(diǎn)的下呢？
為什么會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)的下雨？首先，你要知道雨的形成。雨滴是由無(wú)數(shù)小水滴凝結(jié)而成的。當(dāng)小水滴凝結(jié)成一定的尺寸時(shí)，空氣就能凝結(jié)。支撐不住它們的重量，所以它落下來(lái)，形成了雨。有一個(gè)習(xí)語(yǔ)叫 傾盆大雨 很生動(dòng)，但落在地上的還是一滴雨。
你可以從高樓上扔一壺水來(lái)做實(shí)驗(yàn)。到了地面，不是一大片水，也不是一大片水，但還是一滴一滴的。
正是在它們下降的過(guò)程中，水塊被空氣分成水滴。如果天上有雨婆婆，從天上澆一大盆水，會(huì)一滴一滴地落到地上。
雨是一滴一滴下的，有什么原理呢？
下雨，必先有云！云大致可以分為兩種：一種是烏云(暖云)一般不 t下雨，而一旦烏云出現(xiàn)白云(冷云)，烏云卷著白云，就預(yù)示著馬上要下雨了。因?yàn)檫@是暖云中的水滴和冷云中的冰晶的碰撞，越積越大，一定程度上會(huì)掉的越大！云是由許多小水滴和小冰晶組成的，小水滴是由它們的生長(zhǎng)和擴(kuò)大形成的。
在水云中，云都是小水滴。
它們主要是通過(guò)繼續(xù)凝聚和相互碰撞而增加的。在水云中，如果云滴要增大到雨滴大小，首先需要云厚、密度大、富含水分，這樣才能繼續(xù)凝結(jié)生長(zhǎng);其次，水云中需要有強(qiáng)烈的垂直運(yùn)動(dòng)，這樣才能增加多次碰撞和合并的機(jī)會(huì)。所以下雨的時(shí)候會(huì)一滴一滴的下。
雨為什么是一滴一滴下的，大家有什么看法？
雨滴應(yīng)該是因?yàn)樾纬傻臅r(shí)候在滴;水柱落下，最終會(huì)變成水滴。
水是連續(xù)的，重力加速度可以使下落的水柱拉伸成上粗下細(xì)的錐形柱，但不會(huì)斷裂。真正的原因是Plateau-Rayleigh不穩(wěn)定性描述了水柱流動(dòng)過(guò)程中的擾動(dòng)現(xiàn)象。Plateau首先測(cè)量了它(1873)，然后Rayleigh(1878)提出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型來(lái)解釋它。
小擾動(dòng)的原因是水的局部表面張力從微觀角度看是不平衡的(應(yīng)該是
是由于分子熱運(yùn)動(dòng))，而是動(dòng)態(tài)變化的，可以用一個(gè)正弦波來(lái)描述這個(gè)擾動(dòng)，波動(dòng)使水柱某些部分半徑增大，某些部分半徑減小半徑變化的函數(shù)表達(dá)式為，本來(lái)半徑變大，會(huì)使表面張力帶來(lái)的壓強(qiáng)減小本來(lái)半徑變大，會(huì)使表面張力帶來(lái)的壓強(qiáng)減小，但是波動(dòng)又會(huì)帶來(lái)壓強(qiáng)的增大，比較波峰波谷兩處壓強(qiáng)的變化，可得擾動(dòng)擾動(dòng)較小時(shí)，即波峰處壓強(qiáng)較大，波谷處壓強(qiáng)較小，可以恢復(fù)平衡(想象此處壓力較大，把波峰壓平);當(dāng)擾動(dòng)較大時(shí)，波谷處壓強(qiáng)較大，會(huì)掐斷水柱，形成水滴。
而隨著時(shí)間增長(zhǎng)，擾動(dòng)波會(huì)越來(lái)越強(qiáng)烈(perturbations growth)，當(dāng)達(dá)到一個(gè)臨界半徑(critical length)時(shí)就會(huì)斷裂形成水滴。具體計(jì)算可以看MIT關(guān)于表面張力的公開(kāi)課這是在無(wú)重力的情況下推導(dǎo)的，而重力的作用正如前面所講，會(huì)把水柱拉細(xì)，即半徑減小，從而更容易掐斷。所以重力是促因，但是真正斷裂的原因是因?yàn)镻lateau–Rayleigh instability。
此外，這個(gè)斷裂的過(guò)程也可以用表面能解釋，即小水滴的表面積之和小于水柱的表面積時(shí)，就會(huì)斷裂成小水滴。
從而S2/S1=3R/2r，當(dāng)rgt;3R/2時(shí)，水滴的表面能之和小于水柱的。
雨為什么是一滴一滴下的，大家有什么看法
第一部分，雨的形成和篩子上的棉花是不同的。篩子上的棉花能流出水來(lái)，是從棉花的縫隙中直接流出成股的液態(tài)水，即使有篩子的作用，在表面張力的作用下，篩子的下表面其實(shí)也接近一個(gè)完整的水面，從這上面一旦有水開(kāi)始下落，周圍的水膜就會(huì)在張力的作用下匯集過(guò)來(lái)沿著它的軌跡一同下落，形成水柱。
而云在成雨之前，首先是形成云滴。
云滴是圍繞著凝結(jié)核由水汽凝結(jié)而成，彼此之間沒(méi)有像棉花中的水那樣的水力聯(lián)系，可以認(rèn)為是獨(dú)立的個(gè)體，所以當(dāng)它們過(guò)重而開(kāi)始下落的時(shí)候，也不會(huì)因?yàn)樗β?lián)系成股。
第二部分，雨的下落過(guò)程和棉花中下落是不同的。第一個(gè)答案說(shuō)的有道理，你的篩子放的不夠高。成雨的過(guò)程中，雨滴之間難免會(huì)互相碰撞并合并為大雨滴，稱之為沖并，具體過(guò)程比較復(fù)雜就不詳述了。
但是形成的大雨滴是有極限的，并不能無(wú)限擴(kuò)大，成為水柱更不可能。因?yàn)樵谙侣涞倪^(guò)程中，越大的雨滴受到空氣阻力、氣壓變化的干擾越嚴(yán)重，結(jié)構(gòu)越不穩(wěn)定，越容易解體。當(dāng)水滴半徑增大到2-3mm時(shí)，水分子間的引力難以維持這樣大的水滴，在降落途中，就很容易受氣流的沖擊而分裂。
所以實(shí)際上經(jīng)常發(fā)生的情況是：雨滴在下落的過(guò)程中沖并成為大水滴，然后被“風(fēng)”吹散，又成為萬(wàn)千小水滴，循環(huán)往復(fù)，直到落地。所以不存在成為水柱的條件。
