雨滴下落过程中是合滴还是分解 水滴下降时的形态变化过程( 二 )


很遗憾 , 你又错了 。水滴在快速下落的过程中受其大小尺寸的影响而呈现不同的形状 , 但没有一种形状是带着尖尖尾巴的 。
总体来说 , 1毫米以下直径的小水滴会呈现近似球形;当雨滴大于2毫米时 , 它会像一个下面平坦的包子;4毫米大小的雨滴会发生凹陷 , 变成窝窝头的形状 。
同时 , 受气流影响 , 雨滴在空气中会发生不规则的变化 , 而大于5毫米的雨滴就会发生分解 。

雨滴下落过程中是合滴还是分解 水滴下降时的形态变化过程

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雨滴的分解水滴的分解是由其自身的大小、下降的速度以及空气阻力等因素决定的 。通常情况下 , 雨滴的大小介于0.5毫米至4毫米的范围内 。
  • 当直径大于5毫米的雨水下落时 , 空气阻力会作用于雨滴的底部 , 将其“吹”成扁平状;
  • 随着速度的加快 , 雨滴的中间发生凹陷 , 变成降落伞的形状;
  • 降落伞的破裂 , 雨滴破碎成若干个细小的水滴 。

雨滴下落过程中是合滴还是分解 水滴下降时的形态变化过程

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上图是科学家利用风洞拍摄的水滴下落的连续图像 , 当一个直径为6毫米的水滴以10米/秒的最终速度下落时 , 科学家每隔4.7毫秒对其进行一次成像 , 最终拍摄到其分解的全过程 。
当然 , 并不是所有的大雨滴都会以同样的方式分解成小雨滴 , 有些水滴会跳过“降落伞”的阶段而直接破碎 。下图同样是一个直径6毫米水滴的下落分解过程:
雨滴下落过程中是合滴还是分解 水滴下降时的形态变化过程

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为什么我们说“豆大的雨点”而不说“枣大的雨点”因为雨滴绝大多数只有豌豆那么大个儿 , 更大的雨滴会在空中就分解成小水滴掉落下来 。
当然 , 并不是所有的雨滴都只有豆大 , 在气象条件合适时 , 雨滴的大小可以达到9毫米直径 。其中一个原因是森林火灾使云层中含有非常多的灰尘 , 有这些颗粒物充当凝结核可以使雨滴的内聚力更强;另一个原因是 , 积雨云的云底非常靠近地面 , 以至于雨滴还没来得及分解就已经落地了 。
雨滴下落过程中是合滴还是分解 水滴下降时的形态变化过程

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回顾【雨滴下落过程中是合滴还是分解 水滴下降时的形态变化过程】雨滴的合滴、分解都与其内聚力和空气之间有密切的相互作用:上升的湍流造成云层中雨滴相互碰撞 , 当其撞击力足以克服水滴内聚力时 , 雨滴发生合并;而大于5毫米的雨滴会在空气阻力作用下被撕裂 , 变成小水滴 。