Движение капель внутри облака влияет на то, начнётся ли дождь и каким он будет. К такому выводу пришли специалисты Брукхейвенской национальной лаборатории после анализа более 700 тыс. образцов морских облаков.
Исследователи сравнили два типа низких тёплых облаков: слоисто-кучевые и мелкие кучевые. Даже при одинаковом количестве жидкой воды они давали заметно разные осадки. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Как проводили наблюдения
Данные собрали в четырёх районах океана. Лидары определяли границы облаков и начало осадков, доплеровские радары оценивали размер и число капель, а микроволновые радиометры измеряли общий запас жидкой воды.
Такой набор позволил сравнить облака с близким содержанием воды, но разным внутренним движением воздуха. Это важно: простая оценка «сколько воды накопилось» не объясняет, почему один облачный слой даёт морось, а другой — нет.
Что обнаружили
В слоисто-кучевых облаках осадки появлялись часто даже при сравнительно небольшом запасе воды — от 30 до 130 граммов на квадратный метр. Морось обнаружили более чем под 56% таких облачных столбов. При запасе выше 130 граммов вероятность превышала 84%.
У мелких кучевых облаков картина была иной. В том же диапазоне жидкой воды на Барбадосе осадки нашли примерно в 5% случаев, а на острове Ган они почти отсутствовали.
Зато когда дождь из кучевых облаков всё же начинался, капли были примерно вдвое крупнее. Их число при этом оказывалось в десятки или сотни раз меньше, чем под слоисто-кучевыми облаками с сопоставимым количеством воды.
Почему путь капли имеет значение
В однородном слоисто-кучевом облаке капля чаще проходит через области с похожей влажностью и постепенно растёт при столкновениях. В кучевом облаке потоки сильнее, а влажные зоны чередуются с сухими. Одна капля может многократно попадать в богатые водой области, другая — частично или полностью испариться.
Авторы считают, что на результат влияет не только текущее состояние облака, но и история движения каждой капли. Поэтому две системы с одинаковым запасом воды могут формировать осадки по-разному.
Что это меняет для прогнозов
Погодные модели не прослеживают все капли по отдельности: для этого используют упрощённые формулы образования и роста осадков. Новые наблюдения показывают, что для морских облаков таких параметров может быть недостаточно.
Исследование поддерживает развитие моделей, которые учитывают траектории групп частиц и различия между влажными и сухими участками облака. Однако готового улучшения прогноза дождя пока нет. Сначала подходы нужно проверить в расчётах и сопоставить с новыми длительными наблюдениями.
Пока никто не ответил. Начните обсуждение.