Mưa phùn hình thành như thế nào?

Mặt khác, họ cũng hiểu rõ các đám mây gây mưa chỉ tồn tại trong khoảng nửa giờ. Vậy mưa phùn làm sao có đủ thời gian để hình thành? Hai nhà khoa học Mỹ nay đã có câu trả lời.

Hạt mưa phùn thường chỉ cỡ khoảng 1 milimét, và sà xuống đất thong thả hơn nhiều.

Robert McGraw và Yangang Liu, phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven, New York (Mỹ) nhận định, mưa phùn hình thành nhanh hơn nhiều so với chúng ta tưởng, không cần đến 1 giờ như giả thuyết trước đây. Ngay cả khi mật độ hạt nước dưới đám mây chưa đạt đến giới hạn tạo mưa, chúng cũng mau chóng liên kết với nhau, tạo thành các hạt to hơn và rơi xuống, khiến ta ướt sũng.

Theo các nhà khoa học, trong khi những giọt mưa thông thường có đường kính ít nhất từ 2 milimét trở lên, và lao xuống đất với tốc độ khoảng 9m/giây, thì hạt mưa phùn thường chỉ cỡ khoảng 1 milimét, và sà xuống đất thong thả hơn nhiều, khoảng nửa mét/giây (chính xác hơn là chúng bị các dòng khí thổi đi lang thang). Hai loại mưa này được hình thành trong hai điều kiện khác nhau: mưa thông thường xuất hiện khi các dòng khí bốc lên cao, khiến các giọt nước va chạm nhau, hợp nhất và trở nên to ra. Còn mưa phùn hình thành trong điều kiện tĩnh lặng hơn - không có dòng khí nào nâng chúng lên như vậy cả.

Dù trong điều kiện nào, giọt mưa vẫn được hình thành theo cùng một cách thức: Trong khoảng 20 phút đầu tiên, các phân tử hơi ẩm trong không khí ngưng tụ, tạo thành giọt có đường kính khoảng 0,04 milimét (cũng trong khoảng thời gian này, giọt nước trải qua giai đoạn tạo hạt nhân ngưng kết - tức giai đoạn nó lớn tới một kích cỡ nhất định, mà từ đó trở đi, lượng nước hấp thụ được sẽ lớn hơn lượng nước bốc hơi). Từ 0,04 milimét, giọt nước bắt đầu rơi xuống và to dần lên, chủ yếu là do hợp nhất với các hạt xung quanh.

Theo một giả thuyết phổ biến hiện nay, từ kích cỡ 0,04 milimét, các giọt nước phải mất thêm 1 giờ nữa mới đạt tới kích cỡ hạt mưa phùn. Tuy nhiên, thực tế là các đám mây tạo mưa thường chỉ tồn tại khoảng nửa giờ. Nếu thế, chẳng lẽ thời gian hình thành mưa lại lâu hơn cả tuổi thọ của đám mây? Điều này thật vô lý.

Mô hình mới của McGraw và Liu đã làm sáng tỏ điều này. Họ giả thuyết rằng, trong giai đoạn hợp nhất (tức là khi hạt lớn hơn 0,04 milimét), các giọt nước phải vượt qua một "rào cản" thứ hai, tương tự như giai đoạn tạo hạt nhân ngưng kết. Vượt được "quan ải" này, giọt nước sẽ phình ra nhanh chóng.

Tính toán cho thấy, quả thực, trong điều điện độ ẩm của các đám mây gây mưa, tốc độ "vượt rào" lần hai của các giọt nước rất nhanh, và thời gian chúng cần để chuyển sang kích cỡ hạt mưa phùn ít hơn nhiều so với 1 giờ. Chính vì thế, mưa phùn có thể xuất hiện trong những khoảng thời gian rất ngắn.