雨为什么是一滴一滴下的你知道吗?

如题所述

 一、我们先来看看雨是怎么形成的。

众所周知,水汽围绕凝结核发生凝结和凝华,是成云致雨的基础,我们管这种凝结或凝华的产物叫云滴。我们通常所见到的云,实际上都是由千千万万的云滴组成的。从这个角度来说,天上的云和地上的雾并没有太大的差别,实际上飞近了看也是如此。云滴并不都是小水滴,一片云中的云滴,可能是水滴,可能是冰晶,也可能是过冷却水滴(也就是温度低于0℃的水滴,别问我它为什么不结冰,结冰可不是温度一个条件说了算的),也可能拥有其中的两到三种。

二、我们再来看看雨在降落的过程中发生了什么。

分析雨滴的受力在探究雨滴的形状中非常重要。雨滴在下落的过程中,主要受到三个力的作用,即表面张力、重力和空气阻力。表面张力让水滴像个球。同时在两个水滴相遇时,会发生粘附,并在表面张力的作用下形成一个新的更大的近似球体的水滴。

其次是重力。重力会不会让水滴拉伸变形?会,但并不是因为自由落体定律。只有当物体下落存在先后次序时,自由落体定律造成的撕裂才有用武之地,但是整个雨滴是同时开始下落的,因此其加速过程也是同步的,并不会导致水滴的上下部分因为速度不同而分离。那么重力如何发挥作用?通过静压力。我们可以通过水滴内外的应力平衡来分析水滴的形状,在水滴内部,由于重力的存在产生了静压力,外部则有表面张力和空气阻力,内外压力如何平衡让我们找到了一窥雨滴形状的门户。模拟的结果显示,雨滴的真实形状接近椭球体。

由于空气阻力的缘故,这个椭球的下部会变得扁平。当雨滴比较小的时候,空气阻力的影响并不显著,表面张力占主导,但随着雨滴尺寸的增大,空气阻力的影响渐渐显现,扁平变得明显。高速线阵扫描雨滴谱仪的观测结果如下:

在这种速度差异下,实际发生的情况,是一个大雨滴会以远超过下方小雨滴的速度横扫一个圆柱形的空间,并吞并这个空间内所有下落速度比它慢的小雨滴,进一步扩大,进一步加速,进一步吞并,最终成为一个庞然大物。这就是重力冲并的过程。

如果重力冲并持续下去的话,最后落到题主面前的,就算不是一条水柱,也是一个硕大无比的水球。所以雨滴在下落过程中的解体机制必不可少。水滴体积的增长,存在一个2-3mm的临界尺度。当水滴在空气中下降时,周围作用在水滴上的压力以及水滴内部的静压力差均随水滴的增长及下降而不断增大,过大的水滴变形越来越剧烈,表面张力无法再继续维持如此大的体形,水滴的底部向内凹陷,形成一个空腔,空腔越变越大,越变越深,上部越变越薄,最后大水滴破碎成许多大小不同的水滴。这一过程在

随着体积过大的水滴在气流中解体,产生很多小水滴,下落速度也会随着水滴尺度的变小而骤降。正是因为这样的解体机制,当下落的距离超过一定高度时,任何水体都会以小于临界尺度的水滴的形式落地(当然结冰属于作弊,冰块的结构可比水滴稳固地多)。所以落到地面上的,都是“滴”。

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第1个回答  2017-11-11

云是有许多小水滴和小冰晶构成的,它们借助空气浮力漂浮在天上。当云中聚集了大量的水蒸气,空气的浮力无法支撑的时候,就会形成降水。

重力、潮汐力、风阻、雨形成过程,雨滴就是一滴一滴形成的,而不是一下子就形成了一大坨。云是微小水滴与冰晶的混合体,所以在空中这些水滴即是相互分散的,只是慢慢变大,然后空气的浮力或者阻力无法承受,就落下来。

我们假设水是一大片一起掉落的,在下落过程中,它们会受到风的影响,也就是空气阻力的限制,自然会被分割。在加上水本身就具有表面张力,如果没有重力的影响它们会是标准的圆形。但由于重力的存在,使得它们被拉伸形成了水滴的性状。

第2个回答  2017-11-11

首先,你要知道雨水是怎么形成的。空气(或者是云层)中的水蒸气,遇到冷空气,会发生凝结。但是凝结有一个条件,必须要有一个载体,这个载体就是漂浮在空气中的各种细微颗粒。水蒸气开始在颗粒上受冷凝结,重量慢慢增大,直到空气无法承受,于是开始下落,形成了雨滴。由于冷热空气的混合,和空气密度不均,以及气流,导致了雨滴分布相对均匀,于是就变成了题主眼中的一滴一滴、分散且均匀的雨了。算下落的时候是水柱,由于表面聚合力不能抵抗速度差带来的分开趋势,水会破开,直到二力平衡以后形成稳定的水滴。

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