科学家新理论揭秘倾盆大雨

任何被突如其来的大雨淋湿的人都知道那些看似温和的云会突然下起倾盆大雨。为什么会突然下雨？最近，一个新的理论解释了这一点。雨滴是由云中的微小水滴相互碰撞并一起落下形成的。尽管研究人员可以在电脑上模拟这一过程，但他们不确定为什么珠子会结合。瑞典哥德堡大学的物理学家Bernhard Mehlig说，大量的理论集中在小水滴的积累上，但是这些理论并不能解释为什么会突然下雨。首先，云中小水滴的密度非常小(每立方毫米不到一滴)，所以它们的结合应该很难发生。其次，如果小水滴总是被云带走，那么它们的速度应该和空气的速度一样。这样，当两滴水互相吸引时，它们应该以相同的速度平行移动，并且需要很长时间才能结合。现在，梅利格和他的合作者说，他们已经确定了一种机制，可以定量解释小珠的快速结合。问题的关键在于水滴的惯性。在空气阻力不大且空气中的涡流变化足够快的情况下，小水滴进入慢云时不会立即减速。同样，缓慢下落的水滴在进入快速云层时不会立即加速，但会继续以比云层更慢的速度移动。这样，当速度更快的珠子赶上速度更慢的珠子时，碰撞率就会激增。该理论与计算机模拟过程完全一致，揭示了一个小雨滴是如何在很短的时间内形成的。这项研究的结果将发表在最新一期的《物理评论快报》上。早在2002年，第一个指出雨滴形成中惯性重要性的以色列物理学家格雷戈里·法尔科维奇就评价这项工作“非常有意义”。然而，这不一定是最终的结论，因为云内气体的无序也可能导致小水滴空间分布的差异，从而增加碰撞率。因此，法科维奇说:“由于云的多样性，我们必须谨慎判断撞击是否重要。”