Tillbaka på fyrtiotalet under förra seklet genomförde forskare ett experiment under vilket de kunde orsaka en regnstorm genom att släppa bitar av torris på cumulusmoln. Men fram till nu förblir mekanismen för detta fenomen oklar. Nu Prasanth Prabhakaran från Institutet för dynamik och självorganisation. Max Planck och hans kollegor skapade ett konstgjort moln och fann att fallet av bara en droppe kallt vatten utlöser en kedjereaktion med bildandet av nya droppar.
I riktiga moln växer vattendroppar vanligtvis fast vid de minsta aerosolpartiklarna, som är damm, iskristaller och till och med bakterier. Men Prabhakaran och hans kollegor kunde modellera ett system där högtrycksvätskedroppar kan växa på egen hand utan behov av aerosoler. Detta förenklade kraftigt uppgiften att skapa ett litet moln i laboratoriet.
För experimentet använde forskarna en låda med en uppvärmd botten och ett kylt topplock. Detta var nödvändigt för att skapa en temperaturskillnad mellan botten och toppskiktet på fyra grader.
För att återskapa atmosfäriska processer på jorden utförde forskarna dessutom en serie kemiska manipulationer. I synnerhet spelade heliumgas luftens roll i lådan och svavelhexafluorid togs istället för vatten. Liksom atmosfärisk fukt kan detta ämne vara både flytande och ånga, men bildar droppar vid en lägre temperatur och ett lägre tryck än vatten.
Som ett resultat återskapades en modell av vattencykeln i naturen inuti lådan. En liten pool av flytande svavelhexafluorid dök upp i botten, som delvis avdunstade och flöt som ett moln i gasformigt helium. På det kalla locket kondenserades svavelhexafluorid till droppar som bröt av och föll ner när de flög genom gasen.
Observationer av den skapade modellen visade att de fallande dropparna svalnade den varmare miljön och orsakade bildandet av ett stort antal mikrodroppar. Detta hände enligt samma princip som uppkomsten av kondens på en kall yta vid kontakt med varm luft.
Enligt forskare kan den här modellen, som beskrivs i tidskriften Physical Review Letters, förklara vissa atmosfäriska fenomen när regnet börjar på några sekunder, som om någon slog på en kran i duschen. Under vissa förhållanden kan de minsta vattendropparna i molnen smälta samman till ganska stora formationer. Om sådana droppar kommer in i de stigande luftströmmarna, stiger de till kallare lager och bryts sedan ner, vilket orsakar den massiva skapandet av nya droppar.
Men experter tror att atmosfäriska processer är så komplexa och olika att experimentellt modellerade förhållanden i naturen är ganska sällsynta. Men kanske nästa gång du oväntat fastnar i regnet är det inte väderprognoserna att skylla, utan några tillfälliga kalla droppar.
Kampanjvideo:
