足球现场比分 造雨者:云滴的湍流形成

云室内部的视图,可以看到旋转的气溶胶颗粒以及温度传感器,这是一个双管齐下的设备。
云室内部的视图,可以看到旋转的气溶胶颗粒以及温度传感器,这是一个双管齐下的设备。
足球比赛结果内部激光片中的声波温度传感器和云滴 云室。图片来源:威尔·坎特雷尔
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大气中的湍流空气会影响云滴的形成。新研究来自 足球比赛结果的云室改变了云的方式,因此 气候,被建模。

与大气科学家聊天几分钟以上,他们很可能会 开始倡导更改行星名称。海洋星球-云更合适 他们会说,当我们星球上的生命系统如此多地受到影响时,他们会说 云与海洋的相互作用。

预测云层行为的能力使气象学家、气候科学家 物理学家和其他人更好地了解降水的变化(目前 天气预报最难预测的方面之一)并改进 气候建模。

上周,Prasanth Prabhakaran、Will Cantrell 和 Raymond Shaw 以及几位 合著者,发表“”在《美国国家科学院院刊》杂志上。他们的文章问道: 云滴在什么环境条件下形成?是否有湍流—— 混乱的空气运动导致飞机飞行更加颠簸——影响性能 云的数量,例如它们有多少云滴以及它们是否会产生 降水量?

赠款和资金

国家科学基金会拨款 AGS-1754244,美国能源部办公室 科学补助金 DE-SC0018931。 

“生活中很少有绝对的事,我将给你其中之一:当 你抬头仰望天空,你看到的每一个云滴都是在一个预先存在的斑点上形成的 灰尘。但并不是每一粒尘埃都会产生云滴,”威尔·坎特雷尔说, 物理学教授。

“如果您向我提供大气条件,我可以很好地了解是否 一粒尘埃会形成云滴。到目前为止,在大气科学中,我们 没有考虑到气氛动荡的事实,”坎特雷尔说。 “如果灰尘颗粒相同,但它们暴露在不同的条件下, 这将决定它们是否成为云滴。”

云是如何形成的?这取决于条件

湍流在云形成中的作用是坎特雷尔研究的空白。 传统上,云形成的机制并未考虑湍流。 Prabhakaran 和合著者开发了一个框架,并以来自的实验为支持,解释预先存在的气溶胶(灰尘)颗粒——云滴的种子 — 转变为水滴(从而有资格开始 落在你花园里的过程)。

足球比赛结果的云室是能够进行此类实验。肖,杰出物理学教授 足球比赛结果大气科学博士项目主任,也隶属于 与另一个:德国莱比锡对流层研究所。云可以维护 在足球比赛结果的实验室中进行数小时的实验,这比在足球比赛结果进行的现场实验具有巨大的优势 配备测量设备的喷气式飞机以每秒一百米的速度穿过 一朵云。

“在受控条件下,我们研究了云形成的各个方面,”说 Prabhakaran,足球比赛结果博士后研究学者物理系。 “不同状态下的建模显示了云滴的形成方式及其重要性 在我们现有的条件下云滴的形成,无论它是高度 污染的环境或相对干净的环境,例如海洋。”

协作科学

研究团队还包括 Abu Sayeed Md Shawon、Gregory Kinney 和 Subin Thomas。 

大气条件很重要:在清洁的条件下,研究人员需要知道的是 平均值,例如平均水蒸气浓度和平均温度, 有足够的信息来预测尘粒是否会变成云滴。 在污染更严重的条件下,颗粒所暴露的确切条件 变得更加重要。

“云与阳光相互作用的方式以及它们是否沉淀将取决于 很多关于水滴的数量和大小,”坎特雷尔说。 “了解 从尘埃到云滴的转变是了解您是否会 有很多或很少的水滴。我们的理论增加了一种理解湍流是否存在的方法 在大气中的混合会影响你得到的液滴数量,并且会级联 成云的其他特性。”

实验和建模

为了进行实验,研究人员在内部创建了一个湍流环境 3.14米立方的云室,通过加热室的下板并冷却 顶板产生湍流、对流。团队引入的流程 130 纳米氯化钠气溶胶颗粒。通过改变温差 顶板和底板之间的距离以及室内气溶胶颗粒的数量, 研究人员发现了云形成方式的差异。

根据这些观察,研究小组开发了半定量理论 来描述条件。气溶胶颗粒是否变成液滴有着巨大的影响 对云特性的影响,足球比赛结果的实验和模型提供了 对数值模型中的液滴形成进行分类的框架。

坎特雷尔说,湍流一直没有成为云物理课程的一部分,直到 最近。

“我们在室内的测量表明,湍流可以模仿以下行为: 归因于颗粒变化,主要是尺寸和成分。这个实验 改变我们对云特性的理解,我们变得更好 在气候模型中代表这些过程,”他说。

研究人员表示,他们的模型将帮助预报员预测地球的波动 海洋-云将随着气候变化而经历。

“希望在几年内,这将改善气候模型的观测 预测长期气候变化,”普拉巴卡兰说。

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