Конденсация и дождевые капли

Раньше считали, что дождевые капли по размерам близки к большим облачным капелькам. Конечно, вполне разумно предположить, что если за 10 минут в результаты конденсации диаметр капелек можно увеличить до 20-30 микрон, то за длительное время капельки могли бы вырасти и до 100 или 1000 микрон в диаметре, Однако на самом деле дождевые капли таким путем не образуются.

По причинам, упомянутым выше, когда рассматривалось образование облачных капелек, процесс конденсации не может продолжаться бесконечно. Мы говорили, что конденсация происходит, когда воздух пересыщен по отношению к растущим каплям облака. Частицы морских солей в растворе притягивают молекулы воды даже тогда, когда относительная влажность меньше 100%. Это происходит потому, что мы измеряем относительную влажность по отношению к чистой воде. Как уже отмечалось, равновесная влажность над раствором соли меньше, чем над чистой водой. По мере того как капля растет, концентрация раствора непрерывно уменьшается. К тому времени, когда капельки вырастут до диаметра в несколько микрон, раствор соли, как правило, становится таким слабым, что капельки, по существу, состоят из чистой воды. При таких условиях капельки будут продолжать расти только тогда, когда воздух пересыщен по отношению к чистой воде, или, другими словами, если относительная влажность превышает 100%. Подобные условия могут наблюдаться в быстро поднимающемся воздухе. Однако чем выше влажность, тем большее число крошечных ядер включается в процесс конденсации. Эти частицы начинают расти и как бы делят между собой избыточный запас имеющейся в облаке парообразной воды.

Эффект этих процессов двоякий: 1) чем больше капля, тем медленнее она растет; 2) чем выше пересыщение, тем больше облачных капелек. Поэтому становится понятным, почему при наличии ядер конденсации, обычно находящихся в воздухе, один процесс конденсации сам по себе не может привести к дождю. Правда, из этого правила есть одно исключение. Когда воздух содержит гигантские ядра конденсации, состоящие из морской соли, конденсация может привести к образованию капелек диаметром около 100 микрон. Если облака формируются вблизи земли, то некоторые капли могут выпасть на землю. Но этот процесс обеспечивает только ничтожную часть всех осадков.

Если конденсация не может привести к дождю, то как же тогда возникает дождь? Метеорологи выяснили, что здесь природа действует как бы двумя путями.