Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков

Нельзя сказать, чтобы в атмосфере они были в избытке, а если не с чего начать, капля попросту не замерзает до тех пор, пока температура не опустится до -35 или даже -40°C. Если не появится ядро нужной формы и нужного размера, капли будут пребывать в так называемом «переохлажденном состоянии».

К этому времени музыканты из группы Лаймона были бы уже на сцене, а импресарио колотил кулаками в дверь гримерки. У меня осталось бы не так уж много времени, чтобы закруглиться. Однако я уже подошел к самой сути своего объяснения.

В облаке определенной толщины — таком как кучево-дождевое — процент переохлажденных капель в холодных верх них слоях может быть весьма велик. Чем выше поднимаются капли, тем холоднее они становятся. Однако, если подходящего ядра все нет и нет, капли не торопятся переходить в другое состояние: охлаждаясь до -5°, -7°, -10°C, они упорно не замерзают. Как знаменитые музыканты порой отказываются выступать, поскольку, мол, выставленные для них за кулисами конфеты «M&M’s» не того цвета[88], капли продолжают оставаться в переохлажденном состоянии, пока температура не опустится хотя бы до -20°C.

При столь низкой температуре они ведут себя несравненно менее капризно. Теперь замерзание могут спровоцировать частицы хоть сколько-нибудь пригодного размера и формы — как если бы некоторые из музыкантов сказали: черт возьми, нас устраивают эти «M&M’s», — и согласились выйти на сцену. И да будет вам известно, что едва отдельные капли начнут замерзать на этих более многочисленных «более-менее пригодных» ядрах, все остальные тут же тоже втягиваются в процесс.

Первые несколько капель начинают замерзать снаружи внутрь, в результате чего поначалу получается твердая оболочка с мягкой начинкой. Как известно всякому, у кого зимой лопались водопроводные трубы, когда начинка тоже замерзает, она расширяется и разламывает внешнюю оболочку. Наружу прорываются и рассыпаются маленькие кусочки льда, или так называемые «ледяные иголки». Они становятся ядрами для других переохлажденных капель, и начинается цепная реакция замерзания.

Кристаллы льда, будучи твердыми, удерживают молекулы воды крепче, нежели капли. Поэтому вскоре, по мере того как к ним перегруппировываются молекулы воды от оставшихся переохлажденных капель, они увеличиваются в размере. В скором времени кристаллы достигают размеров, достаточных для того, чтобы приобрести весьма значительную скорость падения. Опускаясь вниз, они сталкиваются с все новыми переохлажденными каплями, которые намерзают на них и в итоге становятся еще больше. Через некоторое время кристаллы начинают выпадать из основания облака, а поскольку воздух под облаком теплее, они снова тают и падают на землю в виде дождя.

Именно таков обычно механизм выпадения дождя.

И тут мое время подошло бы к концу: миг спустя Фрэнки Лаймон уже выскочил бы на сцену навстречу восхищенному реву поклонников. Но пока он бежал бы по коридору под раскаты рок-н-ролла, я бы крикнул ему вслед: «Фрэнки… это называется процессом Бержерона-Финдайзена!» (в честь ученых, которые исследовали, как кристаллы льда достигают размеров, достаточных для выпадения дождя).

Не знаю, спасло бы мое объяснение юного Лаймона или нет. А может, оно помогло бы Лаймону попросту выбросить из головы все эти сбивающие с толку вопросы и зажить более полной жизнью.

***

Дети, рисуя дождевые капли, неизменно придают им форму слезинок. Полагаю, так их учат взрослые: вроде того, как ветки па рождественских елках принято обозначать диагональными линиями, направленными вниз.

Но точно так же как ветки рождественской елки на самом деле смотрят вверх, дождевые капли во время падения по форме совсем не похожи на слезинки. В облаке капли могут иметь форму практически идеальных шариков, однако когда они достигают размеров, достаточных для падения, их форма в значительной степени искажается из-за сопротивления воздуха, и они больше не выглядят как шарики, да и как слезинки тоже. При диаметре в несколько миллиметров они становятся больше всего похожи на верхнюю половину булочки для гамбургера.

_{Точно так же, как ошибочно рисовать рождественскую елку с опущенными вниз ветками, ошибочно рисовать и дождевые капли в форме слезинок. Детей, которые упорно продолжают рисовать именно так, следует строго наказывать.}