Mưa rơi theo cơ chế nào?

Câu trả lời: Nước trong mây và các hạt băng lớn lên rồi rơi xuống, tạo thành mưa.
Những đám mây bồng bềnh trên bầu trời được tạo thành từ những giọt nước gọi là "mây nhỏ" và những tinh thể băng gọi là "tinh thể băng" (bài viết liên quan "Mây được hình thành từ đâu và như thế nào"). Khi những giọt nước và tinh thể băng này trở nên lớn và nặng, chúng rơi xuống từ bầu trời và trở thành mưa hoặc tuyết.
Đầu tiên, hơi nước bốc hơi từ biển và mặt đất sẽ theo dòng khí quyển đi lên trên, gọi là "dòng khí thăng", đến nơi có nhiệt độ thấp, bị không khí lạnh ở trên cao làm lạnh và tạo thành những đám mây. Trên Trái đất, dòng khí thăng xảy ra ở mọi nơi, những đám mây được tạo thành từ những đám mây nhỏ tập hợp lại, bị dòng khí thăng thổi lên và lơ lửng trên bầu trời.
Trong mây, các hạt mây được dòng khí thăng lên đẩy lên trên, hấp thụ hơi nước xung quanh và phát triển1). Ban đầu, bán kính của các hạt mây là 0,001~0,01mm (khoảng 1/5 độ dày của sợi tóc), nhưng khi thăng lên, chúng trở nên to và nặng hơn, cuối cùng đạt bán kính khoảng 0,1mm. Khi đó, luồng khí thổi lên không thể nâng đỡ các hạt mây nữa, và chúng bắt đầu rơi xuống mặt đất. Nước rơi xuống từ mây kết hợp với nước xung quanh để tạo thành "giọt mưa", nhưng khi đạt đến bán kính khoảng 2,5 mm đến 3 mm, chúng sẽ vỡ ra và nhỏ lại, rồi rơi xuống mặt đất dưới dạng mưa.
Khi nhiệt độ giảm xuống dưới -20°C trong quá trình hình thành mây, mây sẽ đóng băng và trở thành tinh thể băng. 2)。Băng tinh thể hình thành khi hơi nước xung quanh bám vào băng tinh thể (bài viết liên quan "Tại sao tuyết lại rơi?). Khi các tinh thể tuyết kết hợp với các hạt mây, chúng sẽ tạo thành mưa đá. Khi nhiệt độ gần mặt đất trên 0°C, tuyết và mưa đá sẽ tan chảy và rơi xuống mặt đất dưới dạng mưa.
Như vậy, mưa có hạt mây lớn rơi xuống được gọi là "mưa ấm", còn mưa có tinh thể băng tan chảy rơi xuống được gọi là "mưa lạnh". Mưa ấm thường rơi ở các vùng nhiệt đới. Hầu hết mưa rơi ở các vùng ôn đới, bao gồm cả Nhật Bản, là mưa lạnh.
Bài viết được công bố: Tháng 3 năm 2022
Tài liệu tham khảo
1) Kentaro Araki, giám sát, "Nghiên cứu sâu về mây và mưa: Khám phá cơ chế và sự kỳ diệu của bầu trời!" 2021. Viện nghiên cứu PHP.
2) Yasuo Takeda, giám sát, "Gakken no Zukan LIVE eco: Abnormal Weather: How Weather Works" (Từ điển hình ảnh Gakken LIVE eco: Thời tiết bất thường: Cơ chế thời tiết). 2018. Gakken Plus.
Giám sát: Mitsuharu Oyama

Sinh năm 1957 tại Tokyo. Tốt nghiệp thạc sĩ tại Đại học Công nghệ Tokyo. Từng là giáo viên vật lý tại trường trung học, giám đốc giáo dục tại Ủy ban Giáo dục tỉnh Chiba, hiệu trưởng trường trung học Chosei tỉnh Chiba, hiện là giáo sư tại Khoa Sư phạm Đại học Shumei, phụ trách giảng dạy và thực hành về phương pháp giảng dạy "nghiên cứu toán học và khoa học" và "giờ học tổng hợp". Ông cũng thường xuyên xuất hiện trong các chương trình thí nghiệm khoa học trên truyền hình và các lớp học thí nghiệm khoa học. Ông là cố vấn dự án của Bảo tàng Khoa học Chiba, giám đốc điều hành của Hiệp hội Giáo dục Vật lý Nhật Bản, thành viên của Hiệp hội Giáo dục Khoa học Nhật Bản và Hiệp hội Giáo dục Khoa học Tự nhiên Nhật Bản, thành viên ban biên tập tạp chí "Giáo dục Khoa học Tự nhiên" hàng tháng.









