A múlt század negyvenes éveiben a tudósok kísérletet hajtottak végre, amelynek során vihart okozhattak azzal, hogy száraz jégdarabokat dobtak gomolyfelhőkre. De a jelenség mechanizmusa mindeddig tisztázatlan. Most Prasanth Prabhakaran a Dinamika és Önszerveződés Intézetéből. Max Planck és munkatársai mesterséges felhőt hoztak létre, és megállapították, hogy csupán egy hideg vízcsepp esése láncreakciót vált ki új cseppek képződésével.
Valódi felhőkben a vízcseppek apró aeroszolrészecskékhez tapadva nőnek, amelyek por, jégkristályok, sőt baktériumok is. De Prabhakaran és kollégái képesek voltak egy olyan rendszer modellezésére, amelyben a nagynyomású folyadékcseppek önállóan is növekedhetnek, aeroszolok nélkül. Ez nagymértékben leegyszerűsítette egy kis felhő elkészítésének feladatát a laboratóriumban.
A kísérlethez a tudósok egy dobozt használtak fűtött aljjal és lehűtött felső fedéllel. Erre azért volt szükség, hogy hőmérséklet-különbség alakuljon ki az alsó és a felső négy fokos réteg között.
Ezenkívül a földi légköri folyamatok újrateremtése érdekében a kutatók kémiai manipulációk sorozatát hajtották végre. Különösen a héliumgáz játszotta a levegő szerepét a dobozban, és víz helyett kén-hexafluoridot vettek fel. A légköri nedvességhez hasonlóan ez az anyag egyaránt lehet folyékony és gőz, de cseppeket képez alacsonyabb hőmérsékleten és nyomáson, mint a víz.
Ennek eredményeként a dobozban létrehozták a természetben a víz körforgásának modelljét. Alján egy kis folyékony kén-hexafluorid-medence jelent meg, amely részben elpárolgott és felhőként lebegett a gáz-héliumban. A hideg fedélen a kén-hexafluorid cseppekké sűrűsödött, amelyek a gázon átrepülve letörtek és leestek.
A létrehozott modell megfigyelései azt mutatták, hogy a lehulló cseppek lehűtötték a melegebb környezetet, és nagyszámú mikrocsepp kialakulását okozták. Ez ugyanazon elv szerint történt, mint a meleg levegővel érintkező hideg felületen a kondenzáció megjelenése.
A tudósok szerint ez a Physical Review Letters folyóiratban leírt modell megmagyarázhat néhány légköri jelenséget, amikor a zápor másodpercek alatt megkezdődik, mintha valaki a zuhany alatt csapot nyitna. Bizonyos körülmények között a felhők legkisebb vízcseppjei meglehetősen nagy képződményekké egyesülhetnek. Ha az ilyen cseppek bejutnak a felszálló légáramokba, akkor azok hidegebb rétegekbe emelkednek, majd lebomlanak, ami új cseppek tömeges létrejöttét váltja ki.
A szakértők azonban úgy vélik, hogy a légköri folyamatok annyira összetettek és sokfélék, hogy a természetben kísérletileg modellezett körülmények meglehetősen ritkák. De talán legközelebb, amikor váratlanul elkap az eső, nem az időjárás-előrejelzők a hibásak, hanem néhány alkalmi hideg csepp.
Promóciós videó: