毛毛雨的成長之謎
毛毛雨如何能在短時間內形成？最近，科學家提出了一個新的解釋。
目前科學家以三個物理過程：核化(nucleation)、凝結(condensation)及碰撞合併(coalescence)來說明成雲及降水。在核化過程中，自由的水汽分子靠近聚集形成凝結核，此時需要能量突破成核的限制。一旦雲滴經過核化出現後，在適當水汽條件的配合下，可以持續的成長。若僅考慮凝結過程則成長速率緩慢，所以一般認為碰撞合併是降水的主要機制。然而，毛雨形成於相對穩定的雲層中，在缺乏垂直運動的幫助下，合併成長的機會較少。若以現有的理論來看，從直徑0.04mm的雲滴成長到毛毛雨滴大小（直徑大約0.2mm）需要一小時，造成降水的積雲卻只有半小時左右的生命期。是否有其他帶來快速增長的因素呢？
一般認為小尺度的空氣擾動可加速凝結及碰撞合併，但目前還無法確定其重要性。Brookhaven國家實驗室的科學家McGraw 及 Liu提出的新理論則假設，雲滴藉著凝結、合併成長為毛雨滴時，會面臨一個類似核化過程的能量障礙，也就是說雲滴成長至某個臨界大小後，即可藉由碰撞合併過程快速成長。McGraw 及 Liu的模式預測此臨界直徑約為 0.04~0.06 mm，視雲滴濃度而定。模式結果指出，在一般的降水積雲中，毛毛雨可以少於一個小時的時間、在雲蒸發消失前形成。模式結果也指出人為污染物對氣候變遷的間接影響，過多的懸浮微粒(aerosols)會在雲層裡形成太多小水滴，將會延後毛毛雨滴的出現，亦即延長積雲的生命期，進而改變地表能量的收支平衡。此模式未來將進一步考慮擾動對雲滴粒徑分佈及碰撞合併過程的影響。
由於大部分的氣膠微粒屬於良好的雲凝結核，當大氣中存在過多的氣膠微粒則會致使降雨效率降低，
則雲在大氣中的生命週期會延長，這種現象會造成全球雲量增多、反照率提高，大氣會有降溫的效應發生。
留言列表
{{ article.title }}
