/nginx/o/2024/07/26/16246302t1hb631.jpg)
Teadlased on aastakümneid püüdnud paremini mõista keerukat ja salapärast sündmuste ahelat, mille käigus pilvedes olevad pisikesed tilgad kasvavad piisavalt suureks, et hakata maapinna poole langema. Selle protsessi, mida tuntakse kui vihma tekkimise kitsaskohta, parem mõistmine on fundamentaalne, et parandada ilmastiku- ja kliimamudelite simuleerimist ning seeläbi luua täpsemaid prognoose.
Nüüd on teadlaste meeskond, mida juhivad USA Riikliku Teadusfondi Riikliku Atmosfääriuuringute Keskuse (NSF NCAR) teadlased, leidnud, et pilvedes toimuvad turbulentsed liikumised mängivad võtmerolli tilkade kasvus ja vihma tekkimises.
Teadlased rakendasid täiustatud arvutimudeleid, et analüüsida NASA välitööde käigus kogutud üksikasjalikke vaatlusaandmeid rünkpilvedes olevate tilkade kohta. See võimaldas neil jälgida turbulentsi mõju nn embrüonaalsetele tilkadele, mis lõpuks ühinevadki suuremateks vihmapiiskadeks.
NSF NCAR-i teadlane ja uuringu juhtivautor Kamal Kant Chandrakar selgitas, et uuring näitab, et turbulentsi mõju tilkade ühinemisele on kriitiline tilkade suuruse arengus ja vihma tekkimises. Turbulents rünkpilvedes kiirendab märkimisväärselt vihma tekkimist ja toob kaasa palju suurema vihma koguse.
Chandrakar ja tema kolleegid leidsid, et vihm tekkis arvutisimulatsioonides, kus esines turbulents, umbes 20 minutit varem kui ilma turbulentsita simulatsioonides. Vihmavee mass oli turbulentsi sisaldavates simulatsioonides üle seitsme korra suurem.
Uuring avaldati ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.
Vihma tekkimise protsess algab siis, kui pilvedes olevad väikesed veetilgad kondenseeruvad mikroskoopiliste tolmu-, soola- või muude osakeste ümber, mida nimetatakse pilvekondensatsioonituumadeks (CCN). Miljonite tilkade kokkupõrkel nad ühinevad suuremateks tilkadeks, mis lõpuks muutuvad piisavalt raskeks, et pilvedest alla sadada.
Vihmapiiskade tekkimine võib varieeruda erinevates tingimustes, näiteks erineva suurusega pilvetilkade ja muude tegurite, nagu turbulentsed liikumised ja pilveosakeste omadused.
Selle protsessi korrektne esindamine ilmastikusündmuste ja kliimasüsteemi arvutimudelites on oluline nende mudelite usaldusväärsuse parandamiseks. Veetilkade ühinemine on oluline mitte ainult vihmasaju täpseks prognoosimiseks, vaid ka pilvede arengu ja nende mõju mõistmiseks, mil määral nad peegeldavad soojust tagasi kosmosesse, mõjutades seeläbi temperatuure.
Vihma tekkimise mõistmiseks kasutasid Chandrakar ja tema kolleegid rünkpilvedesse lendavate teaduslennukite poolt NASA 2019. aasta mõõtmistööde seeria «Cloud, Aerosol and Monsoon Processes Philippines Experiment» (CAMP2Ex) käigus kogutud tilkade suurusjaotuste vaatlusi.
Selleks spetsiaalselt kohandatud arvutimudeli abil töötas uurimisrühm välja rea kõrglahutusega simulatsioone, et taasesitada kampaania ajal täheldatud pilvetingimusi ja näha, kuidas tilgad ühinesid erinevate turbulentsivoogudega.
Simulatsioonid näitasid turbulentsi võtmerolli nii vihma tekkimise ajastamisel kui ka ulatusel. Samuti viitasid need, et suurte pilvekondensatsioonituumade (CCN), mis on olnud vihma tekkimise teooriate keskmes, olemasolu ei suutnud selgitada täheldatud tilkade suurusi ja arengut. Simulatsioonides, kus oli palju suuri CCN-e ja vähe turbulentsi, toimus tilkade ühinemine aeglasemalt ja tekitas vähem vihma.
«Vihma teke on põhiline pilvede, ilma ja kogu kliimasüsteemi jaoks,» ütles Chandrakar. «Selle protsessi parem mõistmine võib viia oluliste täiustusteni meie arvutimudelites ja lõpuks ilmaprognoosides, mis aitavad ühiskonda erinevate ettenägematuste eest kaitsta.»
Allikad: National Center for Atmospheric Research ja Phys.org
/nginx/o/2021/03/04/13662113t1h56a3.png)