Viime vuosisadan 40-luvulla tutkijat suorittivat kokeen, jonka aikana he pystyivät aiheuttamaan sateen pudottamalla kuivajääpaloja kumpupilviä. Mutta toistaiseksi tämän ilmiön mekanismi on edelleen epäselvä. Nyt Prasanth Prabhakaran Dynamiikan ja itseorganisaation instituutista. Max Planck ja hänen kollegansa loivat keinotekoisen pilven ja havaitsivat, että vain yhden kylmän vesipisaran putoaminen laukaisee ketjureaktion uusien tippojen muodostamiseksi.
Todellisissa pilvissä vesipisarat kasvavat yleensä kiinni pienimmissä aerosolihiukkasissa, jotka ovat pöly, jääkiteet ja jopa bakteerit. Mutta Prabhakaran ja hänen kollegansa pystyivät mallintamaan järjestelmän, jossa korkeapaineiset nestepisarat voivat kasvaa yksin ilman aerosoleja. Tämä yksinkertaisti huomattavasti pienen pilven tekemistä laboratoriossa.
Kokeessa tutkijat käyttivät laatikkoa, jossa oli lämmitetty pohja ja jäähdytetty yläkansi. Tämä oli välttämätöntä neljän asteen alimman ja ylemmän kerroksen välisen lämpötilaeron luomiseksi.
Lisäksi ilmakehän prosessien luomiseksi maan päällä tutkijat suorittivat sarjan kemiallisia manipulaatioita. Erityisesti heliumkaasulla oli ilman rooli laatikon sisällä, ja rikkiheksafluoridia otettiin veden sijasta. Kuten ilman kosteus, tämä aine voi olla sekä nestettä että höyryä, mutta muodostaa pisaroita alhaisemmassa lämpötilassa ja paineessa kuin vesi.
Tämän seurauksena laatikon sisällä luotiin uudelleen malli veden kierrosta luonnossa. Alareunaan ilmestyi pieni joukko nestemäistä rikkiheksafluoridia, joka haihtui osittain ja kellui pilvenä kaasumaisessa heliumissa. Rikkiheksafluoridi tiivistyi kylmässä kannessa pisaroiksi, jotka hajoivat ja putosivat kaasun läpi lentäessään.
Luodun mallin havainnot osoittivat, että putoavat pisarat jäähdyttivät lämpimämmän ympäristön ja aiheuttivat suuren määrän mikropisaroita. Tämä tapahtui samalla periaatteella kuin kondenssin ilmestyminen kylmälle pinnalle kosketuksiin lämpimän ilman kanssa.
Tutkijoiden mukaan tämä Physical Review Letters -lehdessä kuvattu malli voi selittää joitain ilmakehän ilmiöitä, kun kaatosade alkaa muutamassa sekunnissa, ikään kuin joku avaisi hanan suihkussa. Tietyissä olosuhteissa pienimmät vesipisarat pilvissä voivat sulautua melko suuriksi muodostumiksi. Jos tällaiset pisarat pääsevät nouseviin ilmavirtoihin, ne nousevat kylmemmiksi kerroksiksi ja hajoavat, mikä aiheuttaa uusien pisaroiden massiivisen muodostumisen.
Asiantuntijat uskovat kuitenkin, että ilmakehän prosessit ovat niin monimutkaisia ja monimuotoisia, että kokeellisesti mallinnetut olosuhteet luonnossa ovat melko harvinaisia. Mutta ehkä seuraavalla kerralla, kun jäät yllättäen sateeseen, syyllisiä eivät ole sääennustajat, vaan muutama satunnainen kylmä tippuminen.
Mainosvideo:
