Κάθε σταγόνα της βροχής είναι μια βροχή από μόνη της, δείχνει το μαθηματικό μοντέλο που ανέπτυξαν Γάλλοι ερευνητές. Πριν καν φτάσει στο έδαφος, κάθε ψιχάλα διασπάται σε σταγονίδια που συμπεριφέρονται σαν καταιγίδα υπό κλίμακα.
Το φαινόμενο δεν είχε παρατηρηθεί μέχρι σήμερα, καθώς οι σταγόνες διασπώνται στον αέρα μόνο αν πέσουν από ύψος άνω των 10 μέτρων -πιο ψηλά από το ταβάνι του μέσου εργαστηρίου φυσικής.
Προκειμένου να ξεπεράσει αυτή την τεχνική δυσκολία, ο Δρ Εμανουέλ Βιλερμό, ερευνητής Δυναμικής Ρευστών στο Πανεπιστημίου Aix-Marseille στη Γαλλία, χρησιμοποίησε ανοδικούς πίδακες αέρα για να αυξήσει την αντίσταση που δέχονταν οι σταγόνες καθώς έπεφταν. Η συμπεριφορά τους καταγράφηκε με κάμερες υψηλής ταχύτητας.
Οι εικόνες αποκάλυψαν ότι η αντίσταση δέχονται οι σταγόνες καθώς επιταχύνονται προς τα κάτω υπερβαίνει τελικά τις δυνάμεις συνοχής του νερού και προκαλεί τελικά τη διάσπασή τους σε μικρότερα σταγονίδια. Οι ερευνητές διαπίστωσαν μάλιστα ότι η περιγραφή της συμπεριφοράς των μεμονωμένων σταγόνων αρκεί για να εξηγήσει την κατανομή των σταγονιδίων που πέφτουν τελικά στο έδαφος. Μέχρι σήμερα, εξηγεί το Nature.com, οι ερευνητές νόμιζαν ότι η κατανομή των σταγόνων στο έδαφος καθορίζεται από συγκρούσεις σταγόνων καθώς πέφτουν από τον ουρανό.
Η νέα έρευνα δείχνει επίσης ότι το μέσο μέγεθος κάθε σταγόνας εξαρτάται από την ένταση της βροχής, και ότι η κατανομή των σταγόνων σε μια ισχυρή μπόρα είναι πιο ευρεία από την κατανομή όταν ψιχαλίζει. Η μελέτη άντλησε έμπνευση από τα πειράματα του Ουίλσον Μπέντλεϊ, ενός αγρότη από το Βερμόντ των ΗΠΑ, ο οποίος πριν από έναν αιώνα κατέγραψε την κατανομή των σταγόνων της βροχής, αφήνοντας έξω στο ύπαθρο δίσκους με αλεύρι για να πάρει τα αποτυπώματά τους. «Δεν είχε κάμερες υψηλής ταχύτητας, ήταν όμως έξυπνος» σχολιάζει τώρα ο Δρ Βιλερμό.
Το νέο μαθηματικό μοντέλο δημοσιεύεται στο Nature Physics.
0 σχολίασαν:
Δημοσίευση σχολίου