پژوهشگران با شناسایی ساختارهای پنهان و بسیار کوچکی در دل ابرهای گرم، به سرنخ تازهای درباره چگونگی شکلگیری قطرات باران دست یافتهاند؛ کشفی که میتواند به درک بهتر چرخه بارش و افزایش دقت پیشبینیهای آبوهوایی و اقلیمی کمک کند.
به گزارش سیناپرس، تشکیل باران در ابرهای سرد معمولاً با حضور بلورهای یخ همراه است، اما نحوه شکلگیری قطرات باران در ابرهای گرم همچنان یکی از پرسشهای حلنشده در علوم جوی به شمار میرود. این ابرها بخش قابل توجهی از بارشهای زمین، بهویژه در مناطق گرمسیری، را تولید میکنند و در تنظیم توازن انرژی سیاره نیز نقش مهمی دارند.
اکنون پژوهشگران مؤسسه ماکس پلانک برای پویایی و خودسازماندهی در آلمان، با استفاده از ابزاری ویژه به نام «CloudKite»، توانستهاند ساختارهای ریز و پیشتر نامرئی درون ابرهای کمارتفاع را با دقت بیسابقهای بررسی کنند.
بادبادکی که وارد دل ابرها شد
پژوهشگران برای انجام این مطالعه از یک بالن-بادبادک هلیومی ویژه استفاده کردند که «کلودکایت» نام دارد. این ابزار به دو سامانه تصویربرداری نوری مجهز است و میتواند موقعیت و اندازه قطرات آب موجود در ابرها را بهصورت سهبعدی ثبت کند.
این ابزار در بررسی ابرهای کومهای کمارتفاع در نزدیکی باربادوس به کار گرفته شد و با ثبت ۷۵ تصویر در هر ثانیه، امکان مطالعه ساختار ابرها را در مقیاسهای بسیار کوچک فراهم کرد.برخلاف هواپیما که با سرعت از میان ابر عبور میکند یا پهپادهایی که زمان پرواز محدودی دارند، این فناوری توانسته تصویری دقیقتر از نحوه توزیع و حرکت قطرات آب درون ابرها ارائه دهد.
نقاطی کوچک که باران از آنجا آغاز میشود
مهمترین یافته این پژوهش، شناسایی «نقاط داغ» بسیار کوچکی در دل ابرهای گرم است که قطرات آب در آنها بهشدت متراکم میشوند.بر اساس نتایج، این تجمع قطرات برخلاف تصور پیشین بهطور یکنواخت در سراسر ابر پراکنده نیست. در واقع، بیشتر بخشهای یک ابر ممکن است تراکم قابل توجهی از قطرات نداشته باشند، اما در نقاطی بسیار کوچک، با ابعادی در حدود یک متر یا کمتر، قطرات آب با فاصلهای در حد یک میلیمتر از یکدیگر قرار میگیرند.این فاصله کم، احتمال برخورد قطرات و پیوستن آنها به یکدیگر را افزایش میدهد؛ فرایندی که به رشد قطرات و در نهایت شکلگیری باران منجر میشود.
پژوهشگران معتقدند: این «نقاط داغ» میتوانند همان مکانهایی باشند که باران در ابرهای کومهای کمعمق از آنجا آغاز میشود.
راز قطرات باران در آشفتگی ابرها
برای آنکه یک قطره بسیار کوچک آب به قطره باران تبدیل شود، باید با قطرات دیگر برخورد کرده و با آنها ادغام شود. با این حال، دانشمندان هنوز بهطور کامل نمیدانند چرا و چگونه این برخوردها با سرعت کافی برای آغاز بارندگی اتفاق میافتند.
یافته جدید نشان میدهد: پاسخ این معما ممکن است در توزیع نامتوازن قطرات در ابرها نهفته باشد.پژوهشگران احتمال میدهند عواملی مانند آشفتگیهای جوی در شکلگیری این نقاط متراکم نقش داشته باشند. تیم تحقیقاتی اکنون در حال بررسی دقیقتر تأثیر این عوامل بر تجمع قطرات و آغاز فرایند بارندگی است.
گامی برای پیشبینی دقیقتر هوا
اهمیت این کشف تنها به شناخت نحوه شکلگیری باران محدود نمیشود. ابرها نقش مهمی در بازتاب، جذب و انتشار انرژی خورشیدی دارند و به همین دلیل، در مدلهای اقلیمی و پیشبینیهای آبوهوایی از اهمیت ویژهای برخوردارند.
دانشمندان معتقدند: شناخت دقیقتر نحوه برخورد و ادغام قطرات آب درون ابرها میتواند به بهبود مدلهای شبیهسازی بارش و اقلیم کمک کند.پژوهشگران قصد دارند در مرحله بعد، این فناوری را در مناطق دیگری از جمله آمازون، دریای بالتیک و فنلاند نیز به کار بگیرند.
این پژوهش در مجموع نشان میدهد آنچه از بیرون تنها یک توده سفید و ساده در آسمان به نظر میرسد، در واقع ساختاری پیچیده و پویا دارد و راز آغاز باران ممکن است در نقاطی بسیار کوچک و پنهان در دل ابرها نهفته باشد. گفتنی است، نتایج این پژوهش در نشریه علمی PNAS منتشر شده است.
مترجم:مهگل غفاری