2023 Автор: Sophia Otis | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-05-21 01:51
Жамгыр тамчылары кантип пайда болот? Бул жөнөкөй суроо, бирок жооп жөнөкөй эмес. Кичинекей суу тамчылары кандайдыр бир жол менен биригип, толук өлчөмдөгү жамгыр тамчыларына айланат, бирок деталдары сыр бойдон калууда.
Азыр Калифорния университетинин илимпоздору, Санта-Круз, булуттагы суу тамчыларынын өлчөмдөрүн өлчөй турган жаңы аспап менен түшүндүрмө иштерин бүтүрүп жатышат. Алардын табылгалары булуттарда жамгыр тамчыларынын пайда болушуна көмөктөшүүчү татаал аралашуу процесстерин көрсөтүп турат, - деди Патрик Чуанг, UCSCдеги Жер жана планета илимдеринин ассистенти.
Окумуштуулар муз кристаллдары негизги ролду ойногон муздак булуттарда жамгыр тамчылары кантип пайда болоорун теориялык жактан жакшы түшүнүшөт деп ойлошот, деди Чуанг. Ошентип, ал жана анын аспиранты Женнифер Смолл жайкы нөшөр сыяктуу жылуу булуттарда жамгыр тамчылары кантип пайда болот деген табышмактуу маселени чечип жатышат. Алар өз жыйынтыктарын 11-декабрда Сан-Францискодогу Америкалык геофизикалык союздун (AGU) жылдык жыйынында сунушташат.
Булуттардын жамгыр жааарын билүү климаттык моделдердин тактыгын жогорулатуу жана глобалдык жылуулуктун кесепеттерин алдын ала айтуу үчүн абдан маанилүү, деди Чуанг. Суу буусу күчтүү парник газы болуп саналат, ал эми жамгыр абада канча экенин негизги жөнгө салуучу болуп саналат, деди ал. Жамгыр да булуттун өмүрүнүн акырына жетүү жолдорунун бири. Бул абдан маанилүү, анткени булуттар күндүн нурун чагылдырып, күн энергиясы Жердин бетине канчалык деңгээлде жетээрин жөнгө салуу менен глобалдык температурага таасирин тийгизет.
Булуттарда суу буусунун конденсациясы диаметри болжол менен 10-20 микрон болгон кичинекей суу тамчыларын пайда кылат - адамдын чачынын туурасынан аз. Бул тамчылардын диаметри бир миллиметр (миң микрон) жана миллион эсе оор болгон жамгыр тамчыларына айлануу үчүн өтө кичинекей. Жамгыр тамчыларын түзүү үчүн тамчылар кагылышып, чоңураак жана чоңураак тамчыларды түзүү үчүн бири-бирине жабышып калышы керек, деди Чуанг.
Окумуштуулар бул процессти компьютерлер менен окшоштурганда, бир же эки сааттын ичинде жамгыр тамчылары пайда болот. Ал эми реалдуу дүйнөдө жамгыр булут пайда болгондон кийин 15 мүнөттүн ичинде жаашы мүмкүн. Кандайдыр бир нерсе кичинекей тамчылардын биригүүсүн тездетип жатса керек, алар ушунчалык жеңил болгондуктан, булуттарда калкып, жаан тамчыларын жасоо үчүн зарыл болгон кагылышуулардан сактанышат.
Диаметри болжол менен 55 микрон же андан чоңураак тамчылар булуттун арасына түшө тургандай оор жана башка тамчылар менен тез темпте биригишет. Чыныгы табышмак, 10-20 микрондук кичинекей тамчылардын кантип 55 микрондук тамчыларга айланышында, деди Чуанг. Тамчылардын биригүүсүн тездетүүнүн бир жолу - аларды аралаштыруу.
"Эгер сиз тамчыларды козгосоңуз, алар бири-бири менен кагылышып кетишет" деди ал. "Аралаштыруу механизми эмне экендиги тууралуу көптөгөн идеялар бар, бирок анын кантип пайда болгонун эч ким так билбейт."
Ондогон жылдар бою илимпоздор эки негизги механизмдин үстүнөн талашып келишет. Бир сунуш миллиметрден сантиметрге чейинки масштабдагы баш аламан толкундарды камтыйт. Дагы бир идея - булуттун четтеринде кургак аба нымдуу аба менен аралашканда ишке ашкан "коюу" деп аталган процесс.
Бул эки гипотеза үчүн айкын далилдерди табуу кыйын болду, анткени 30дан 100 микронго чейинки негизги өлчөмдөгү суу тамчыларын өлчөй турган аспаптар жок. Ошентип, Чуанг Artium Technologies, Inc менен кызматташып, жаңы аспапты иштеп чыгууну жетектеди. Жаңы аспап менен чогултулган маалыматтар жамгыр тамчыларынын кирүү менен турбуленттүүлүктүн айкалышы аркылуу пайда болушун сунуштайт.
"Ушул убакка чейин тамчылардын пайда болушу процессин эч ким карай алган эмес - бул 50 жылдан бери талашып келе жаткан жетишпеген шилтеме", - деди АГУнун постер сессиясында өз ишин сунуштай турган Small..
Чуандын аппараты - фазалык Доплер интерферометри деп аталган - учактын канатына жабышып, учак булуттардын арасынан учуп баратканда тамчылардын өлчөмүн өлчөө үчүн лазерлерди колдонот. Small жана Chuang биринчи жолу аны алты жуманын ичинде 2004-жылдын декабрында жана 2005-жылдын январында Кариб деңизиндеги Антигуа аралынын үстүндө колдонушкан. Эксперимент Улуттук Илим Фонду менен Улуттук Океан жана Атмосфера Администрациясы тарабынан каржыланган, өлкөнүн булуң-бурчунан келген окумуштуулар катышкан биргелешкен долбоордун бир бөлүгү болгон Rain In Cumulus Over the Ocean.
Чакан жана Чуанг булуттардагы тамчылардын өлчөмдөрүн өлчөп, булуттардын башындагы кургак абанын чөгүүчү чөнтөгүнөн 55 микрондон чоң тамчыларды табышкан. Бул булуттардын чокуларында боло турган тартылуу процесси чоң тамчыларды түзүүгө жардам бергенин билдирет. Изилдөөчүлөрдүн булуттун чокуларында чоң тамчылар табылганы чоң тамчылар булуттагы чаң сыяктуу бөлүкчөлөрдөн пайда болот деген божомолдорго карама-каршы келет, анткени мындай чоң бөлүкчөлөр түбүнө чөгүп кетмек. Чоң тамчылардын чогуу топтолуп, булут боюнча туш келди таралбаганы чоң тамчылар деңиз спрейи сыяктуу сырткы булактан келет деген түшүнүккө да шек келтирет.
Энтраинация алар көргөн тамчылардын көбүн түшүндүрүп бере алат, бирок табылгалар турбуленттүүлүк да роль ойнойт, дейт Small. Турбуленттик, бирок, табиятынан татаал жана изилдөө кыйын. Кийинки кадам катары, изилдөөчүлөр жөнөкөй компьютердик моделге тартууну да, турбуленттүүлүктү да кошууга аракет кылышат жана ал алардын байкоолорун кайра жаратабы же жокпу, көрүшөт.
