5.8降水量のほとんどは衝突合体から来ることを知っていましたか？
5.8ほとんどの降水量は衝突合体から来ていることを知っていましたか？
降水降下に成長するプロセスには、暖かい雲プロセスと冷たい雲プロセスの二つのタイプがあります。 暖かい雲の中では、プロセスはすべて液体滴のみを伴います。 冷たい雲では、プロセスは固体粒子だけでなく、混合相（過冷却液体と氷の両方）も含むことができます。 最も重要なプロセスのいくつかは、液体であろうと固体であろうと、液滴間の衝突を伴う。
衝突
衝突は冷たい雲と暖かい雲の両方で発生し、液体滴または固体粒子のいずれか、またはその両方を含む可能性があります。
- 衝突–合体:大きな液滴は、落ちるにつれて小さな液滴を清掃します。
- Riming:落下する氷は液体の水を集め、その表面で凍りつく。
- 捕獲核形成:大きな液体の滴は小さな氷の粒子を捕獲し、氷の核として作用し、大きな滴を凍結させます。 収集される粒子は、氷の核（IN）または氷の一部であり、これも良好な氷の核である。 いずれの場合も、過冷却された液体の低下はINが付いている接触で凍る。
- 集約:落下する雪片は、より大きな雪片束を作るために集約される他の雪片を清掃する。
静止している雲の落下の場合、重力は唯一の外力です。 雲の落下が落下し始めると、空気抵抗は速度の関数である抗力と呼ばれる別の力を形成します。
1秒未満で、粒子は落下速度に達し、抗力は重力と正確にバランスをとり、速度は一定になります。 この速度は終端速度と呼ばれます。 重力は液滴の体積に依存するので、液滴半径の立方体となります。 対照的に、ドラッグはドロップの表面に作用するため、ドロップ領域に依存し、ドロップ半径の2乗（速度の倍）として移動します。 重力力と抗力を他の力に等しく設定し、端子速度を解くと、端子速度は降下半径とともに直線的に変化する必要があることを示すのは簡単です。 測定値はこの線形関係を持ちます。 例えば、50μ mの半径の落下の末端速度は約0.3m s–1であり、10倍の半径（500μ mの半径）の落下の末端速度は約4m s–1であり、これは10倍の増加よりも
衝突–合体による降水ドロップへの雲ドロップの成長は、次の式で与えられます:
d m L dt=域の漂流⋅効率の集⋅速度差⋅液体水d m L dt=A g⋅E c⋅(v L−v s)⋅LWC d m L dt=π(r L+r s2⋅E c⋅(v L−v s)⋅LWCこの方程式なレンダリングにより正常に互換性のないブラウザです。 互換性のあるブラウザのリストについては、方向の技術的要件を参照してください。
- mLは落下している大きな液滴の質量、
- Agは落下している大きな液滴と下の多くの液滴との衝突が可能な幾何学的断面積、
- Ecは衝突合体効率（すなわ（下の図を参照）、
- vLは大きな落下の速度であり、vsはより小さく遅い落下の速度であり、
- 、LWCは液体の水分content有量である。
下の図は、衝突–合体の良い概念的な図を提供します。 コレクタのドロップは、それらの二つが衝突することができるように、小さい収集ドロップよりも速く落ちている必要があります。 空気流線が低下のまわりで弓を振ると同時に、低下のまわりでそれらが付いているより小さい低下を運び、有効な横断面区域は大きいコレクターの低下およびより小さい集められた低下の半径の合計である半径が付いているディスクの横断面区域単にである実際の横断面区域よりより少しになる。 滴が大きくなるにつれて、それらは空気流線に従うにはあまりにも多くの慣性を持っているので、衝突の可能性が高くなります。
Ecは10μ mの滴では小さいため、ランダムなプロセスによって、いくつかの滴が他の滴よりも大きくなり、より小さな滴を収集し始めます（下の図を参照）。 Ecは落下降下の半径が増加するにつれて増加する。 より大きな落下降下が100μ m以上の半径を得ると、その衝突合体効率は約10–20μ mのサイズまでのすべてのより小さな落下に対して非常に良好である。
回収滴が数百μ mの半径に達すると、それは急速に落下しており（vL>>vs）、その衝突合体効率は100％に近い。 ここで、式5.16を書き換えるには、次の手順を実行します。（1）Ecが1に等しい、（2）vL>>vs、（3）vL=定数x rL、（4）mL=4PLNRL3/3、および（5）drl/dtを解く。 これらの手順を実行すると、drL/dtがrLに比例することを示すことができます。 つまり、ドロップが大きくなればなるほど、成長が速くなります。 変数（rLとt）を分離し、t=0でrL=0からrlとtの任意の値に積分すると、rLは時間とともに指数関数的に増加することがわかります:
r d∝exp(time)この式は、互換性のないブラウザのために適切にレンダリングされません。 互換性のあるブラウザのリストについては、方向の技術的要件を参照してください。
端子速度とドロップ半径の間の比例定数を0に設定します。8×10–3s–1およびLWC=1g m–3であることから、落下はわずか25分で衝突合体によって50μ mから1000μ mに成長することができることが示されている。 したがって、活性化された雲の滴は、蒸着（時間の平方根）の成長が遅いことによって10-20μ mに成長する。 その後、衝突合体が開始され、いくつかの大きな滴が生成されると、それらは時間とともに指数関数的に成長する可能性があります。
小さな滴は、典型的には球形です。 これらの低下が半径のmmの上であることを得れば、抗力による平らにされた底とますます歪むようになりハンバーガーのパンの上半分のように少し見 それらはさらに歪むことができ、バン形状の中央が抗力によって押し上げられ、ドロップが逆さまのボウルに似た形状になるようにすることがで
最終的には、液滴は、途中で十分に薄くなって粉々になるか、フィラメントや液体のシートが壊れて他の液滴を形成するように他の液滴と衝突することによ これらのプロセスは低下のサイズの全範囲を作成する。 したがって、雨は広範囲のサイズの滴で構成されています。 「雨滴がどのように形成されるか」と題された次のビデオ（2：50）は、大気の水循環の単純化されたビューから始まりますが、落下、衝突–合体、雲-落下の崩壊の例
今、これはおなじみのシーンです。 太陽の熱により、植物、湖、海洋からの水が液体から蒸気に変わります。 大気中の水蒸気は冷却され、ガスから液体に凝縮します。 液体の水は、雨、雪、氷、または雹の形で表面に戻って落ちます。 水は川の湖や海に流れ出るか、地面や雪の道に貯蔵されます。 これは水循環であり、地球全体のシステムを通る私たちの最も重要な資源の動きを説明していますが、私たちが全体を構成する小さな部分を見ると、私たちの世界のほとんどのもののように、この現象についてもっと多くを学ぶことができます。 単一の雨滴の形を取る。 大気中の水の小さな液滴は、水分子の表面張力または皮膚のために球形である。 これらの液滴が成長するにつれて、彼らは重くなり、空気を通って落下し始めます。 彼らが落ちると、雨滴は他の滴と衝突し、より大きくなり続けます。 これらのより大きい雨滴は空気を通ってより速く落ちる低下の下側の風の抵抗により低下の底はハンバーガーのパンのように見る低下に終って平 落下がある時点で落下して成長し続けると、表面張力がそれを一緒に保持するには大きすぎるため、雨滴はより小さな螺旋滴に分解されます。 肉眼では見えないプロセスを調査することは新しいことではありません。 科学技術はお互いを前進させ、多くの場合、道に沿って洞察と発見につながります。 高速写真の発明により、我々は最終的にアクションで私たちの水っぽい惑星の最も基本的な要素を見ました。 小さな雨滴が大気中をどのように落ちるかを理解することは、雨滴が涙のように落ちるという神話を暴く以上のものです。 それは地上レーダーのために特に降水量を測定することになると、それは実際に違いがあります。 地上レーダーは、雨滴の側面を見て、垂直方向と水平方向のため息を推定します。 より重い、より平らな低下はレーダーがより重い沈殿物を識別するようにする。 実際、GPM衛星に搭載されている2つのレーダーは、宇宙からの落下サイズを測定することもできるので、雨滴をより正確に見ると、世界の降雨がどのように
リミング、捕獲核形成、および凝集のために、式5.16のものと同様の項を持つ同様の式があります—掃引面積、収集効率、相対速度、およびより小さな滴または氷の液体または固体の質量濃度。 氷が球形ではない場合、これらは通常もう少し複雑ですが、概念は同じです。 これらの氷の衝突合体プロセスは、落下するのに十分な大きさの氷の粒子を生成することができ、これらの粒子が雲の暖かい部分を通過すると暖 夏の雨のかなりの部分は、雲の中の凍結線の上の氷の衝突–合体プロセスから来ることができます。
