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?

一朵云可以帶幾萬噸甚至更多的水,但是雨水滴在地上,沒有形成連續(xù)的流動。迄今為止科學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流層中才能發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象。的氣氛。所謂對流層,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,而冷空氣由于加熱少、密度大,從各個方向向熱量引起的低壓中心移動,從而在一定區(qū)域內形成大氣環(huán)流。熱空氣上升到高空后,溫度下降,其中攜帶的水汽結晶或液化,形成小冰晶或小水滴,分布在一定區(qū)域內,成為云。

所以云中的水量雖然可以達到幾萬噸甚至更多,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。一旦沒有這個力的支撐,它也會落到地表。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)的水汽在上升過程中凝結而成的,形成霧的范圍更小,不同于降水的冷熱氣流相遇。

降雨過程是由于空氣的上升,空氣中的水汽不斷與作為凝結中心的塵粒結合,形成小水滴。上升氣流對這些小水滴有持續(xù)的作用,使它們可以暫時停留在云中,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。降水形成過程限制了雨滴的大小,因為一旦重力超過上升氣流的作用,它們就會下落,無法繼續(xù)增長,所以雨滴會一滴一滴地落到地表。

而且雨滴在降落的過程中速度是逐漸增大的,所以上升氣流或者大氣的阻力會逐漸增大,水滴過大會受到更強的阻力,會分散成更小的顆粒。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入大氣,成為云中水分凝結的凝結核。然而,科學家發(fā)現(xiàn)的最大雨滴直徑只有0.8厘米左右,最大可達1.0厘米。

云中的水不像江河湖海那樣連成一個巨大的水體。云中的水是分散的,降水的形成過程限制了雨滴的直徑和質量,于是雨滴一滴一滴的落下。我們所說的瓢潑大雨,只是雨滴更大,單位時間內的降水量更多,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而成的。當水滴聚集到一定體積時,重量超過了附著力和上升氣流的升力,所以雨滴就會落下來,就像一個鍋蓋蓋在鍋上。那些水滴慢慢聚集,直到達到一定重量才會落下。所以,雨滴是一滴一滴凝結而下的,所以雨滴是一滴一滴的。

雨為什么會是一點一點的下呢?

為什么會一點一點的下雨?首先,你要知道雨的形成。雨滴是由無數(shù)小水滴凝結而成的。當小水滴凝結成一定的尺寸時,空氣就能凝結。支撐不住它們的重量,所以它落下來,形成了雨。有一個習語叫 傾盆大雨 很生動,但落在地上的還是一滴雨。

你可以從高樓上扔一壺水來做實驗。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,就預示著馬上要下雨了。因為這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和擴大形成的。

在水云中,云都是小水滴。

它們主要是通過繼續(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)凝結生長;其次,水云中需要有強烈的垂直運動,這樣才能增加多次碰撞和合并的機會。所以下雨的時候會一滴一滴的下。

雨為什么是一滴一滴下的,大家有什么看法?

雨滴應該是因為形成的時候在滴;水柱落下,最終會變成水滴。

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的錐形柱,但不會斷裂。真正的原因是Plateau-Rayleigh不穩(wěn)定性描述了水柱流動過程中的擾動現(xiàn)象。Plateau首先測量了它(1873),然后Rayleigh(1878)提出了一個數(shù)學模型來解釋它。

小擾動的原因是水的局部表面張力從微觀角度看是不平衡的(應該是

是由于分子熱運動),而是動態(tài)變化的,可以用一個正弦波來描述這個擾動,波動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)表達式為,本來半徑變大,會使表面張力帶來的壓強減小本來半徑變大,會使表面張力帶來的壓強減小,但是波動又會帶來壓強的增大,比較波峰波谷兩處壓強的變化,可得擾動擾動較小時,即波峰處壓強較大,波谷處壓強較小,可以恢復平衡(想象此處壓力較大,把波峰壓平);當擾動較大時,波谷處壓強較大,會掐斷水柱,形成水滴。

而隨著時間增長,擾動波會越來越強烈(perturbations growth),當達到一個臨界半徑(critical length)時就會斷裂形成水滴。具體計算可以看MIT關于表面張力的公開課這是在無重力的情況下推導的,而重力的作用正如前面所講,會把水柱拉細,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為Plateau–Rayleigh instability。
此外,這個斷裂的過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,就會斷裂成小水滴。

從而S2/S1=3R/2r,當rgt;3R/2時,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,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,篩子的下表面其實也接近一個完整的水面,從這上面一旦有水開始下落,周圍的水膜就會在張力的作用下匯集過來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。

云滴是圍繞著凝結核由水汽凝結而成,彼此之間沒有像棉花中的水那樣的水力聯(lián)系,可以認為是獨立的個體,所以當它們過重而開始下落的時候,也不會因為水力聯(lián)系成股。
第二部分,雨的下落過程和棉花中下落是不同的。第一個答案說的有道理,你的篩子放的不夠高。成雨的過程中,雨滴之間難免會互相碰撞并合并為大雨滴,稱之為沖并,具體過程比較復雜就不詳述了。

但是形成的大雨滴是有極限的,并不能無限擴大,成為水柱更不可能。因為在下落的過程中,越大的雨滴受到空氣阻力、氣壓變化的干擾越嚴重,結構越不穩(wěn)定,越容易解體。當水滴半徑增大到2-3mm時,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。

所以實際上經常發(fā)生的情況是:雨滴在下落的過程中沖并成為大水滴,然后被“風”吹散,又成為萬千小水滴,循環(huán)往復,直到落地。所以不存在成為水柱的條件。