Мельчайшие капли воды в воздухе что это
Капля воды – казалось бы, разве может что-то быть проще? А ведь это действительно удивительное творение природы, изменяющееся в зависимости от внешних условий, собственных размеров, состава и ряда других параметров. Даже её форма, оказывается, может сильно отличаться от привычной. Постараемся, опираясь на науку и современнейшие данные, рассказать о ней побольше.
Самое интересное кратко
Какова форма капли?
Это зависит от объема – от идеальной сферы до формы, напоминающей купол парашюта.
Какой размер имеет дождевая капля?
Этот показатель серьезно различается – от 0,1 до 7 миллиметров.
Где выпал дождь из самых крупных капель?
В 2004 году в Бразилии и на Маршалловых островах прошел дождь, капли в котором имели диаметр до 10 миллиметров!
С какой скоростью падают капли дождя?
Она зависит от размера и может колебаться от 2 до 30 метров в секунду.
Сколько весит капля воды?
Масса одной капли воды примерно 0,03-0,05 грамма, но надо понимать, что значение может отличаться от состава и размера. Фармацевтической мерой считается капля массой 0,05 г.
Какова форма капли?
Конечно, большинство не задумываясь ответят – каплевидная, то есть, округлая внизу и вытянутая сверху. А ведь это серьезное заблуждение! На самом деле все зависит от размера капли и, соответственно, её массы.
К примеру, если брать небольшую каплю воды, около 2 миллиметров или меньше, то её размер в полете будет практически идеальной сферой. Ведь здесь действует притяжение молекул, которое направлено в центр капли. Однако форма остается такой лишь до тех пор, пока капля достаточно мала, чтобы скорость падения была небольшой и, соответственно, сопротивление воздуха сохранялось минимальным.
А вот если её диаметр увеличивается больше 2 миллиметров, то все изменяется. Силы притяжения молекул уже недостаточно, чтобы стягивать их к центру, а скорость падения и сопротивление воздуха увеличиваются. Из-за этого в нижней части создается область повышенного давления, в то время как над каплей формируется область низкого давления. Поэтому больше всего в этот момент капля похожа на купол парашюта – слегка изогнутая в центре и округлая сверху. Причем чем больше масса, тем сильнее изогнута капля в центре. 
Поверхностное натяжение воды
Ещё интереснее обстоит дело, если капля увеличивается в полете – к примеру, из-за присоединения других, более мелких. При достижении размера в 7 миллиметров и больше, форма оказывается настолько изогнутой, что капля просто разрывается на две части – молекулярного притяжения уже недостаточно, чтобы удержать её целой. Поэтому обычно даже при самом сильном ливне нельзя увидеть или зафиксировать капли дождя больше 6-7 миллиметров в диаметре. Конечно, даже это бывает довольно редко. Чаще всего причиной столь крупных капель является не прошедший град. В жарком воздухе градины быстро тают и падают на землю уже не в виде льдинок, а как крупные капли воды.
Другой разговор, если речь идет о каплях, падающих не с неба, а, например, капающих из крана. Вот здесь вполне может идти разговор о той самой форме, какая привычна всем с детства «слезинка» – внизу практически идеальный шар, а вот сверху резко утончающийся хвостик. Но такой форма остается считанные мгновения – под своим весом вода оттягивается вниз, «хвостик» удерживающий её, просто рвется, и она падает вниз, в полете уже принимая форму сферы – однако все происходит настолько быстро, что человеческий глаз не успевает этого заметить.
Скорость капель в дожде
Из предыдущего вопроса вытекает новый – какой максимальной скорости может достигнуть капля во время дождя? Этот показатель зависит в первую очередь от двух факторов – размера капли и высоты, с которой она падает. При увеличении любого из них, скорость возрастает.
К примеру, если взять идеальные условия – полное отсутствие ветра и высоту на уровне моря, то капля диаметром в 0,5 миллиметра будет иметь скорость от 2 до 6,6 метров в секунду – в зависимости от высоты, с которой она падает. Если же увеличить диаметр капли в 10 раз, до 5 миллиметров, оставив прочие факторы без изменений, то скорость возрастет уже до 9-30 метров в секунду! А ведь 30 метров в секунду это уже 108 километров в час – весьма серьезная скорость! Если бы капля имела большую плотность, то легко смогла бы доставить множество проблем.
Самые крупные известные капли
Как говорилось выше, обычно максимальный диаметр капель составляет около 6-7 миллиметров – более крупные просто распадаются в воздухе. Однако природа часто создает законы только для того, чтобы их иногда нарушать. Так же обстоит дело и с каплями дождя.
Оказывается, сравнительно недавно, в 2004 году на Маршалловых островах и в Бразилии лил дождь, в котором капли имели размер до 10 миллиметров! Как это возможно и почему они не разорвались в полете, как это бывает обычно? Все дело в плотности. Шел настолько сильный дождь, что стоило только каплям разорваться на более мелкие, как они в свою очередь объединялись с другими, снова достигая невероятного размера.
Вода и капля в невесомости
Но, стоит отметить, что здесь и выше речь идет исключительно о нормальных условиях. А какой может быть размер капли в невесомости? Оказывается – практически любой! Ведь здесь нет никакого давления, ничто не пытается расплющить каплю или разорвать на части. Зато поверхностное натяжение никуда не денется – оно по-прежнему будет удерживать форму воды. Так что, если вылить в невесомости литр воды, не позволяя ему прикоснуться к какой-либо поверхности, он замрет в воздухе, сохраняя форму сферы. Но стоит только задеть её пальцем, как капля распределится по всей ладони, руке или даже телу, пытаясь минимизировать площадь поверхности.
А как же свинец?
Однако здесь стоит учитывать, что свинец и вода имеют совершенно разную плотность – 11,3 г/см3 против 1 г/см3 соответственно. Поэтому и молекулярные связи в металле значительно сильнее. Как результат – с большой высоты могут падать капли расплавленного свинца диаметром около 5 миллиметров, и при этом они будут сохранять форму шара. Неслучайно для изготовления дроби использовались специальные дроболитейные башни высотой в несколько десятков метров – падая капли принимали нужную форму и в таком виде падали в жидкость (это не вода, как думают некоторые, а мыльный раствор с примесью керосина), моментально охлаждаясь и сохраняя форму.
Капля в фармацевтике
Мало кто задумывается, а ведь капля – это не просто небольшая частица воды или другой жидкости. Это ещё и довольно точная измерительная единица. По крайней мере, фармацевты успешно используют её для проведения расчетов. Когда речь идет о водных растворах, то одна капля равняется 0,05 миллилитра. А если говорить про спиртовые капли, то её объем значительно уменьшается – до 0,025 миллилитра. Чаще всего единица измерения используется в случаях, когда идет речь про жидкие лекарственные препараты, например, капли для носа.
Дождь — это. Что это такое? Почему идет, какие виды бывают, откуда берется, интересные факты
Дождь – это один из видов атмосферных осадков, выпадающий на землю в виде капель воды из смешанных облаков, содержащих ледяные кристаллы. Но не все осадки можно называть дождём. Диаметр одной дождевой капли должен быть от 0,5 до 7 мм, вот тогда это природное явление можно называть дождём.
Если диаметр дождевых капель очень мал, а количество осадков до 0,5 мм в час, то это уже не дождь, а морось. Интересен тот факт, что даже при очень сильном ливне в мире капли разбиваются при падении на землю, причём их диаметр не может превысить 7 мм. А сильнейший ливень падает со скоростью до 100 мм в час.
Интересно! Самый сильный ливень был зафиксирован в Гваделупе, его интенсивность была целых 38 мм осадков в минуту!
Человечество с давних времён очень трепетно относилось к дождю, ему даже поклонялись, ведь без него бы возникла засуха. Да и в наше время дождь влияет на людей по-разному: кто-то грустит, другие любят под ним гулять, а некоторым нравится дышать запахом озона во время грозы.
В статье подробно расскажу, что такое дождь, почему он идёт и откуда он берётся, какие типы дождей существуют, интересные факты и многое другое! Обещаю, будет интересно!
Что такое дождь
Если говорить кратко в научном стиле, то дождь – это жидкие осадки, падающие на землю из высокослоистых или слоисто-дождевых облаков. Внутри них при температуре ниже 0˚C находятся ледяные кристаллы или очень холодные капли воды.
Над облаками находится водяной пар, причём его при одинаковой температуре больше над переохлаждёнными каплями, чем над ледяными кристаллами. Происходит одновременное испарение капель воды с увеличением количества кристаллов. Они становятся больше и тяжелее и, в конце концов, падают вниз, примораживая к себе холодные капли воды.
Падая, кристаллы проходят через нижнюю часть облака, где температура составляет 0˚C, они моментально тают и превращаются в дождевые капли. Отмечу, что соединение нескольких капель друг с другом играют совсем небольшую роль в образовании дождя.
Если солнце освещает падающие дождевые капли, то можно увидеть такое необычное явление как радуга. А вообще из атмосферы могут выпадать снег, град, морось, а из воздуха образовываться иней, изморозь и роса.
Что такое дождь с точки зрения физики? Дождь как физическое явление – это увеличение диаметра водяных капель до такого размера, при котором они начинают падать на землю.
Дождь является важным элементом круговорота воды в природе, который жизненно необходим для планеты. А для этого процесса необходимо испарение и появление конденсата.
Важные характеристики дождей для сельскохозяйственной отрасли – это количество, интенсивность, распределение и повторяемость. Об этом я тоже расскажу ниже в статье.
Интересно, что раньше считали первый весенний дождь настоящей живой водой. Возможно, это так и есть, потому что в некоторых уголках планеты только дождь поддерживает существование всего живого.
Кто придумал дождь
Почему дождь называется дождём? При изучении работ историков я сделал выводы, что этот термин произошёл от древнеславянского слова «dъždžь», которое дословно переводится «плохо, дурно». А оно произошло от индоевропейского слова «dheus», которое переводится на русский язык как «распыление в воздухе», что весьма точно подходит для этого определения.
Дополнительно я нашёл, что в этимологическом словаре Фасмера «дождь» сроден норвежскому слову «dusk-regn» (в переводе «мелкий дождь») или баварскому наречию «dusel» (переводится как «изморось»). Фасмер не согласен с теорией о том, что слово «дождь» произошло от «dъždžь», поскольку в те времена это природное явление было благодатью, иначе бы на полях ничего не выросло, и наступил бы голод.
А ещё некоторые учёные считают, что термин «дождь» — это своеобразная модификация древнеславянского слова «даждъ», которое дословно переводится как «дай». Именно это слово посвящалось Даждь-богу – покровителю земледелия. Позже слово «даждь» стало входить в христианскую молитву: «…хлеб наш насущный даждь нам днесь…».
Почему идёт дождь
Что происходит, когда идёт дождь? Из-за испарения влаги с земли (моря, рек, водоёмов и других источников) образуется водяной пар, который поднимается в верхние слои атмосферы. А там температура гораздо ниже, чем на земле. Пар становится холодным, и превращается в капельки воды. Этот процесс называется конденсация – превращение воды из газообразного состояния в жидкое. А облака возникают при столкновении холодного и тёплого воздуха.
Поначалу капли лёгкие, они двигаются внутри облака и сталкиваются друг с другом. Они становятся всё больше в размерах и опускаются всё ниже и ниже. Это длится до того момента, пока они не станут достаточно тяжёлыми, чтобы они смогли преодолеть сопротивление воздуха, пока не начнут падать на земную поверхность.
При какой температуре воздуха образуется дождь? В большинстве случаев при температуре окружающей среды выше 0˚C падает дождь. При 0˚C и ниже может быть как дождь, так и снег. Всё дело в температуре атмосферы, которая может не совпадать с температурой у поверхности земли.
Некоторые родители задают вопрос: «Как объяснить маленькому ребёнку, почему идёт дождь?» Дети часто спрашивают: «Откуда берётся дождь?», «Почему идёт дождь?», «Что такое дождь?».
Вот ответ. Солнышко светит на Землю и греет её. Река нагревается, и вода испаряется невидимыми частичками. То же самое происходит, когда водичка закипает в кастрюле.
Водяной пар очень лёгкий, и он быстро устремляется наверх. Когда его становится очень много, то появляются облака, которые двигаются туда-сюда благодаря ветру. Со временем капельки воды сливаются друг с другом. Они становятся большими и падают вниз. Так начинается дождь.
Вот детский мультик про дождь.
Как образуется дождь для детей
Как появляется дождь в облаках
Капли воды в облаках появляются тогда, когда в нижних слоях атмосферы жидкость пребывает в 2-х или 3-х агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном (лёд, жидкость, газ).
Когда в облаках возникает больше холодного водяного пара, чем кристаллов льда, то при температуре 0˚C пар давит на кристаллы. А при их нагреве они тянут пар за собой вниз. Так образуется дождь.
Предвестники дождя
Расскажу о самых вероятных предвестниках сильного дождя. Самым верным признаком является повышение влажности воздуха. При нахождении на улице начинаешь ощущать, что одежда прилипает к телу сама по себе.
Следующими предвестниками являются смена направления ветра, птицы начинаю резко пикировать над землёй, а одуванчики и подобные растения не полностью раскрывают свои лепестки.
Как дождь влияет на человека? Признаком, что скоро пойдёт дождь, это когда суставы начинают ныть. Их как будто выкручивает. Причём это может происходить за много часов до начала непогоды.
А у некоторых людей болит голова перед дождём, а когда он начинается, то она проходит. Это связано с изменением атмосферного давления.
А какое атмосферное давление при дожде? При падении давления ниже 760 мм ртутного столба.
Какие бывают капли дождя
В народе ходят слухи, что дождевые капли похожи на слезинку. Но это не так. Капли имеют плоский низ из-за давления встречного воздуха. А крупные капли похожи на открывшийся парашют. Чаще всего большие капли образуются из тающего града.
Всего существует 5 типов капель дождя:
Любопытен тот факт, что чем больше дождевых капли, тем быстрее проходит дождь. Скорость дождя диаметром капель 0,5 мм в безветренную погоду на уровне моря в среднем составляет от 2 до 6,6 метров в секунду, тогда как большие капли размером 5 мм падают со скоростью 9-30 м/с.
Сколько весит капля дождя? Масса капель постоянно меняется. В водяном тумане она почти ничего не весит – 0,001 грамм. А для того, чтобы выпасть на поверхность земли она увеличивает до 0,3-0,5 грамм. Во время полёта вниз она уменьшается в размере до 0,2 грамм из-за испарения. Также часто спрашивают, что более жидкое: вода или дождь? Ответ – вода, потому что в дождевых каплях содержится много примесей.
Из чего состоит дождь
А какой состав у дождя? Можно ли его пить? Дождевая вода может включать в себя все существующие химические элементы, которые указаны в таблице Менделеева.
В дождевой воде можно обнаружить пыль, пыльцу растений, споры грибков, бактерии и вирусы, а также очень вредные промышленные выбросы. Поэтому ни в коем случае нельзя пить дождевую воду, иначе можно причинить вред здоровью.
Расскажу немного про кислотные дожди. У обычного дождя кислотность равна 5,6 pH. Кислотный дождь имеет кислотность ниже этого значения. Отмечу, что при кислотности 5,5 pH умирают все бактерии в небольших водоёмах, а при значении 4,5 pH погибает рыба и другие обитатели рек и озёр, а также насекомые. Также можно заметить появление ожогов на листьях растений. А это значит, что и человеку надо избегать подобных осадков.
Кислотные дожди провоцирует появление в реках очень токсичных ионов свинца и кадмия, поэтому купаться в водоёмах с низкой и высокой кислотностью нельзя. А где образуются эти вредные осадки? В большинстве промышленных регионах с работающими заводами. Они выбрасывают в атмосферу оксиды азота и серы, а также разные виды кислот.
Какие бывают дожди
Несмотря на то, что процесс образования облаков одинаков, существует много уникальных типов дождя. Какие дожди бывают в природе?
В природе существуют редкие виды дождей. Например, из камней, из насекомых, метеоритов, животных, амфибий, из листьев и цветов.
Интенсивность осадков
Интенсивность дождя – это важный показатель объёма капель дождя, выпадающих за какой-либо период времени. Толщина слоя дождевых осадков измеряется в миллиметрах.
1 мм воды равен 1 кг дождевых капель, которые выпали на 1 м² поверхности. Обычно этот показатель бывает от 1,25 до 100 мм в час. По интенсивности дождя различают слабый, умеренный и проливной. Чем крупнее капли дождя, тем выше их скорость падения. Например, капли размером 6 мм могут падать со скоростью 10 м/с. Рассмотрим подробнее классификацию дождя по интенсивности:
Для измерения дождя на метеорологических станциях используют дождемеры, осадкомеры и плювиографы. Большие площади осадков измеряются при помощи радиолокации.
Распределение дождя по планете
В России осадки в виде дождя распределены очень неравномерно. Если обратиться к географии, то больше всего дождя за год выпадает на Кавказе и восточном побережье Чёрного моря – их количество превышает 2000 мм. А меньше всего осадков выпадает на северном береге Каспийского моря – не более 200 мм/год, а также на островах Северного Ледовитого океана из-за холодного атмосферного воздуха и малого количество водяного пара.
По всей планете в среднем в год выпадает 1000 мм осадков в виде дождя. Немало осадков выпадает в течение года над штилевой полосой океанов. Дожди над океанами идут почти целый год в светлое время суток, а ночью их почти не бывает.
Но больше всего осадков за год выпадает в таких местах, где влажный ветер сталкивается высокими горными хребтами. К примеру, на севере от Бенгальского пролива, в Черапунджи, на южной стороне гор Кхаси в течение 6 тёплых месяцев выпадает почти 12 тыс. мм осадков! А в Европе был зафиксирован самый сильный дождь в Германии в 1920-м году, его интенсивность была 15,5 мм в минуту!
Очень дождливыми странами в средних широтах являются Китай и Япония. Меньше всего дождей выпадает в Иране, центральной части Австралии, Сахаре, Аравии, западной части Северной и Южной Америки, Арало-Каспийская низменности, во всех северные полушариях и зонах пассатов на океанах. Главные причины малого количества дождей – это сухие ветра, конденсация влаги на горах, недостаточное насыщение облаков для зарождения осадков.
В природе существует такое явление, как сезон дождей. Он бывает чаще в тропических широтах. Чем ближе к экватору, тем дольше идут дожди. Он длится много месяцев подряд, чаще всего с мая по октябрь. Ливневые дожди в этот период могут идти без остановки долгое время с показателем от 25 до 30 мм в минуту!
На отдалении от экватора сезон дождей делится на 2 периода, что даёт людям некоторую передышку. В тропиках летний дождь начинается моментально, а капель настолько много, что на расстоянии метра уже ничего не видно. В итоге за каких-то пару часов вода может затопить даже города, вызвать наводнения и селевые потоки.
Для местных жителей сезон дождей – привычное явление, они уже заранее к нему готовы. Например, в таких странах жилые дома строят на сваях. Нередко в сезон дождей возникают ураганы. Только в Филиппинах за один период дождей над страной формируется более 30 ураганов!
Распределение дождя по времени года
В течение года осадки выпадают по всей планете неравномерно. В европейских городов всю весну дожди чередуются с солнечной погодой.
В Германии тёплые дожди идут на протяжении всех летних месяцев. В Дании, Нидерландах и Швеции, Швейцарии самый дождливый месяц – это август. В октябре-ноябре во Франции, Италии и Норвегии часто выпадает холодный дождь. В Чехии, Австрии, России и Венгрии больше всего осадков выпадает в июне.
Как дождь влияет на нашу планету
Для чего нужен дождь? Издавна дождевая вода высоко ценилась в сельском хозяйстве. Дождь способствует росту растений и обновлении природы. Особенно такой дождь ценят любители тихой охоты, ведь после грибного дождя грибов в лесу навалом. Поэтому на вопрос, зачем нужен дождь, можно ответить кратко: для круговорота воды в природе.
Если долгое время нет дождя, то наступает засуха. Поэтому с древних времён придумывали разные обряды, чтобы вызвать желанный дождь. Например, в Индии и Африке дождь – это благословение, поскольку он имеет высокое экономическое значение, потому что там распределение оросительной и питьевой воды напрямую зависит от осадков. В государстве Ботсвана, которое находится в Южной Африке, слово «дождь» переводится как «пула» и является названием национальной валюты и приветствием.
Раньше воду собирали и употребляли в пищу. Но сейчас это небезопасно, потому что из-за вредных выбросов идут кислотные дожди вперемешку с пылью. Но в некоторых уголках мира дождевая вода всё ещё применяется в пищу.
За всю историю человечества было придумано много способов защиты от дождя. Например, зонты, дождевики, непромокаемые куртки, а также дренажные системы для отвода вод: каналы, дождевые стоки, желоба. Вот интересный пример: чтобы предотвратить затопление метро в Нью-Йорке из-за грунтовых вод, там постоянно работает свыше 700 помп, качающих каждую минуту более 2000 литров воды.
Но осадки могут принести как пользу, так и вред. Сильные ливни, сопровождающиеся шквальными ветрами, ураганами и грозами приносят потопы, разрушают посевы, жилища людей, могут быть опасными для людей и животных. Поэтому во время сильной непогоды лучше оставаться дома. А чтобы узнать, какая будет погода, можно ознакомиться с прогнозом погоды, да и смс от МЧС о плохой погоде приходят регулярно.
Для чего изучают дожди? Метеорология, она ещё называется физикой атмосферы. Метеорологи занимаются анализом и прогнозированием погоды. Благодаря синоптикам мы узнаем, какая погода будет в будущем, даже на несколько месяцев вперёд.
Вред дождя
Не рекомендуется ходить под дождём без зонта или дождевика, потому что в составе капель есть очень опасные элементы. Со временем они накапливаются в организме и могут вредить внутренним органам, а также вызвать интоксикацию организма. Также могут выпадать волосы.
Если постоянно употреблять дождевую воду в пищу, то можно отравиться марганцем, которого в осадках немало. Марганец ухудшает работу нервных клеток, повышает утомляемость, снижает работоспособность.
Кислотные дожди для человека тоже опасны, ведь недаром они вызывают ожоги на листьях растений.
Сколько длился самый долгий дождь
В исторической хронике примечательны следующие события, связанные с длительностью дождей:
Дожди на других планетах
Дожди идут не только на планете Земля, но и на других. Состав дождей напрямую зависит от состава атмосферы. На Земле дождь состоит из воды. На Венере дождь – из серной кислоты, который не долетает поверхности и моментально испаряется из-за экстремальных температур.
На Марсе очень давно шли водяные дожди, но и по сей день они редко, но бывают. На Титане (спутник Сатурна) постоянно идут дожди из метана. А на экзопланете OGLE-TR-56b в созвездии Стрельца есть данные о железном дожде.
Интересные факты о дожде
Существует немало удивительных фактов о дожде:
Форма дождевых капель
Автор: Маглипогода · Опубликовано 31.05.2019 · Обновлено 27.06.2021
Наверняка многие задумывались о том, какую форму принимает капля воды во время свободного падения из облака на землю. И если спросить любого человека, то он скорее всего скажет, что это форма, похожая на «слезинку». Но так ли это? Давайте разберёмся более подробно в этом вопросе.
Форма дождевых капель.
Форма дождевой капли — форма капли дождя, которую она принимает в свободном полете из облака до поверхности Земли. Мелкие капли до 2 мм близки к сфере, более крупные приобретают приплюснутую снизу форму «булочки для гамбургера», а при их увеличении до 5 мм капля нестабильна и происходит ее преобразование в вогнутую форму раскрытого парашюта или другие формы, после чего она распадается на множество мелких брызг. Теперь разберем более подробно:
Итак, выпадение капель происходит, когда маленькие капли воды в облаке сливаются в более крупные (процесс коагуляции), и не в состоянии уже противостоять гравитации, устремляются к земной поверхности. Дождевые капли имеют размеры в пределах от 0,1 до 6-7 мм — средний диаметр, при превышении которого они, как правило, распадаются. Капли менее 0,1 мм являются облачными и имеют идеально сферическую форму.
Мелкие капли до 2 мм чаще всего близки по форме к сфере (например, выпадение мороси), более крупные приобретают приплюснутую снизу форму «булочки для гамбургера», а при их увеличении до 5 мм капля нестабильна и происходит ее преобразование в вогнутую форму раскрытого парашюта или другие формы, после чего она распадается на множество мелких брызг.
Типы дождевых капель: A — несуществующий тип капель (форма капли под предметом перед падением) B — капли размером менее 2 мм (почти круглые) C — капли от 2 до 5 мм (сплющенная форма из-за трения о воздух) D — капли больше 5 мм, из-за потока воздуха разделяются на меньшие капли E — процесс деления крупной капли на несколько.
Форма капли зависит от ее размера: для маленьких капель сила поверхностного натяжения делает форму более сферической, тогда как с увеличением размера капли под действием встречного воздушного потока ее форма приобретает все более приплюснутую форму.
Поток воздуха, действующий на каплю.
Встречный поток воздуха создает внизу капли область высокого давления, а выше нее — область низкого давления, что деформирует каплю в плоскую или вогнутую (см. рисунок выше, справа).
На фото приведены фотографии падающих дождевых капель с диаметрами: а — 6 мм при скорости 8,8 м/сек; б — 4,8 мм при скорости 8,3 м/сек; в — 2,8 мм, при скорости 6,8 м/сек.
Ниже показана анимация обтекания частицы потоком (Mach=2/Re=50 «Kidney-shape»): 
Самые большие капли дождя на Земле были зафиксированы в Бразилии и на Маршалловых островах в 2004 году — некоторые из них достигали диаметра 10 мм. Их большой размер объясняется формированием конденсата на крупных частицах дыма или столкновением между каплями при большой их концентрации в воздухе. Кроме этого, наиболее крупные капли чаще всего формируются в процессе таяния градин.
Французские ученые Эммануэль Вильермо и Бенджамин Босса в июле 2009 г. опубликовали в журнале Nature Physics исследование разрушения крупных капель под действием встречного потока. По словам исследователя, каждая капля распадается индивидуально и независимо от их соседей на пути к земле. Таким образом, дождевая капля в процессе распада может приобрести форму раскрытого парашюта:
Фрагментация одной капли определяет распределение дождевых капель по размерам.
На следующей фотографии показаны три различных вида последовательности распада капель с интервалами между кадрами 2 миллисекунды, полученные другими исследователями (Barros, Ana P., Olivier P. Prat, Prabhakar Shrestha, Firat Y. Testik, Larry F. Bliven, 2008). (а) волокнистый (filament), (b) потоковый (sheet) и (c) дисковый распад капли:
Три различных вида последовательности распада капель с интервалами между кадрами 2 миллисекунды. (а) волокнистый (filament), (b) потоковый (sheet) и (c) дисковый распад капли
Что касается скорости падения, то для дождевых капель диаметром 0,5 мм на уровне моря и без ветра она составляет от 2 до 6,6 метров в секунду, в то время как капли диаметром 5 мм и более имеют скорость от 9 до 30 метров в секунду. Причём зависимость скорости падения от размера капли не является линейной (см. на графике):
Скорость падения капель (по оси Y) от её размера (по оси X)
Первые исследования формы дождевых капель относятся ещё к концу 1800-х гг. Немецкий ученый Филипп Ленард исследовал форму дождевых капель с 1898 г., а в 1904 г. опубликовал итоговую статью. Для изучения скорости капель он соорудил вертикальный воздушный туннель, где можно было управлять скоростью встречного воздушного потока. Он впервые сообщил, что форма капли отличается от стереотипной «слезинки» и сферична для капель примерно до 2 мм и деформируется в виде плоского дна и закругленной вершины, подобно булочке для гамбургера при увеличении капли, а при размерах свыше 5.5 мм капли нестабильны и распадаются.
Следите за погодой и климатом вместе с нами!