Ученые не в силах понять "механизм дождя"

Что такое, по-вашему, дождь? Казалось бы, нет ничего проще – навалились тучи, налились океанской влагой и пролились дождем. Вот и весь механизм. Что тут еще можно придумать? Оказывается, все намного сложнее.

В принципе, вышеописанная модель не является абсолютно неправильной, но, как вы уже догадались по двойному "не", она лишь в общих чертах обрисовывает сложнейший, в известной степени мистический процесс, столь удачно детерминированный Пятачком: "Тц-тц-тц… кажется, дождь начинается".

Признаки начинающегося дождя мы прекрасно знаем: набрякшее небо, неоднородная темень, низколетящие птицы, быстро бегущие мужчины с целлофановыми пакетами на головах. А вот что касается самого, так сказать, химизма происходящего, то тут большинство из нас потупляет взор, как бы признаваясь в собственном невежестве. Не надо этого смущаться. Даже великие ученые современности – и те не могут проникнуть в тайну дождя, и оттого ведут бесконечные дискуссии, временами перерастающие в нервные споры. Обратимся же к ним. Итак, начинается все с учебника географии. На картинке – суша, океан, небо, круговорот воды в природе.

Над доской карта Союза Советских Социалистических Республик, на которой красной точечкой обозначены мама, папа, я. Но вернемся к химизму. Вода испаряется с поверхности мирового океана, рек, озер и прочих водоемов; пар, поднимаясь в атмосферу, мало-помалу охлаждается. Происходит конденсация – в результате образуется взвесь мелких капелек – их еще нельзя назвать дождевыми, поскольку они слишком легки, чтобы под действием силы тяжести достичь земли. В диаметре они не превосходят человеческий волос. Для превращения в полноценные дождины им необходимо набрать достаточный вес, а возможно это только путем коагуляции, то есть, слияния с другими каплями.

Можно было бы сравнить движение этих частичек с Броуновским движением, однако здесь имеется целый ряд довольно стройных законов распределения, поэтому сходство лишь визуальное, или даже, скорее, воображаемое. Капли движутся в нисходящих и восходящих потоках воздуха, попадают в зоны турбулентности, ускоряются и слипаются на границе облаков. Вот как раз здесь и начинаются разнотолки. Этот процесс неоднократно воссоздавался на компьютере, и всякий раз минимальный период каплеобразования получался весьма продолжительный – как минимум два часа. Пожалуй, логично предположить, что, пока вся мелочь слипнется в более крупные формации, пройдет немало времени. Да – но ведь порой среди ясного неба откуда ни возьмись появляются тучи, а спустя пятнадцать минут дождь уже льет, простите за антинаучные высказывания, как из ведра! Где тут ваша хваленая модель? Сбоит! Объяснения этому "ускорению" до сих пор нет, и можно лишь высказывать бесконечные предположения, чем и занимаются прославленные естествоиспытатели.

Ученые разделились в этом вопросе на два лагеря; в основе идей первого – гипотеза о перемешивании, гласящая, что частицы воды, попав в атмосферные микровихри, получают дополнительный разгон, благодаря чем коагуляция идет намного быстрее. Второй лагерь исповедует теорию захвата, согласно которой рост капель существенно интенсифицируется за счет смешения масс сухого и влажного воздуха на границах облаков. Время от времени появляются аргументы в пользу той или иной компании, однако подтвердить или опровергнуть их предположения нет никакой возможности – в основном из-за сложности аппаратурного оформления экспериментов в атмосфере.

Например, недавно американским исследователям удалось собрать данные о размерах капель в "зонах перемешивания" и путем статистического анализа установить, что на границе облака иногда появляются даже "сверхдождины", превосходящие по объему обыкновенные дождевые капли. Это свидетельствует в пользу теории захвата. Но это вовсе не означает, что она – единственно верная. Кажется, дождь начинается… 

www