Istraživači MPI‑DS koristili su jedinstveni CloudKite — helijumski balon‑zmaj — za 3D mapiranje kapljica u kumulus oblacima iznad Barbadosa pri 75 merenja u sekundi. Otkrili su da se kapljice grupišu u ultra‑lokalizovanim "vrućim tačkama" prečnika ~1 m, gde su međusobna rastojanja oko 1 mm, što značajno povećava verovatnoću sudara i rasta u kišne kapi. Nalaz objašnjava ključni korak u nastanku kiše u toplim oblacima i može poboljšati klimatske modele i vremenske prognoze.
Skrivene „vruće tačke“ u toplim oblacima objašnjavaju gde počinje kiša
(Andreas Felske/Unsplash)
Poznato je da gde ima dima obično ima i vatre. Slična, ali manje očigledna veza postoji i u atmosferi: gde pada kiša, često su u igri procesi povezani s malim kapljicama i ledom. Ipak, veliki deo padavina nastaje u tzv. toplim oblacima, a način na koji se u njima formiraju kišne kapi dugo je ostao misterija.
A CloudKite test flight. This unique device is designed to explore the relationships between cloud microphysics and turbulence.(MPI-DS)
Istraživači iz Max Planck Institute for Dynamics and Self-Organization (MPI-DS) napravili su značajan korak ka razjašnjenju te zagonetke. U studiji objavljenoj u časopisu PNAS opisali su otkriće ultra‑lokalizovanih struktura — „vrućih tačaka“ — koje povećavaju verovatnoću sudara kapljica i pokreću rast u kišne kapi.
An illustration of cloud types by height.(Encyclopædia Britannica, Inc.)
Kako su otkrili vruće tačke
Tim je koristio jedinstveni CloudKite — hibrid helijumskog balona i zmaja — za direktno snimanje niskih kumulus oblaka iznad Barbadosa. CloudKite nosi dva specijalizovana optička sistema koja kombinuju lasersko skeniranje i kamere velike brzine, omogućavajući 3D mapiranje položaja i veličina kapljica pri frekvenciji od 75 merenja u sekundi.
Subscribe to ScienceAlert's free fact-checked newsletter
„CloudKite je kao trodimenzionalni mikroskop u oblacima — može da uhvati strukture koje avionima i dronovima promaknu“, kaže Mohsen Bagheri, glavni autor studije.
Šta su pronašli
Umesto ravnomerno raspoređenih kapljica ili široko rasprostranjenog grupisanja, kapljice se skupljaju u vrlo malim, povremenim zakrpama — često manjim od jednog metra. U tim „vrućim tačkama“ rastojanje između susednih kapljica iznosi svega oko 1 milimetar, što dramatično povećava verovatnoću sudara i koalescencije.
CloudKite emerging to explore shallow cumulus clouds.(MPI-DS)
Prema Birte Thiede, prvoj autorki rada: „Zbijenost kapljica u ovim zonama čini sudare mnogo verovatnijim — i upravo tu verovatno počinje kiša u plitkim kumulus oblacima."
Širi značaj i naredni koraci
Istraživači napominju da vruće tačke ne moraju direktno da koreliraju sa prosečnom koncentracijom kapljica ili srednjom veličinom — verovatno su rezultat lokalnih dinamika, pre svega turbulence. Razumevanje ovih procesa je važno za preciziranje modela koji opisuju Zemljin vodni budžet i energetski balans, jer oblaci snažno utiču na refleksiju i apsorpciju sunčeve radijacije.
Planirane su nove ekspedicije CloudKite‑a iznad Amazona, Baltičkog mora i Finske kako bi se bolje ograničili uslovi formiranja vrućih tačaka, stope sudara kapljica i mehanizmi njihove koalescencije. To bi trebalo da pomogne u smanjenju neizvesnosti u klimatskim i meteorološkim simulacijama.
Studija je objavljena u PNAS.
Pomozite nam da budemo bolji.
