De echte vorm van regendruppels

Net zoals de sneeuwvlok alle dingen in de winter symboliseert, is een traan een symbool van water en regen. We zien ze in illustraties en zelfs op weerkaarten op tv. De waarheid is dat een regendruppel verschillende vormen aanneemt als het uit een wolk valt - geen daarvan lijkt op tranen.

Wat is de ware vorm van een regendruppel? Laten we het volgen tijdens zijn reis van wolk naar grond en ontdek het!

Droplets

Regendruppels, die collecties van miljoenen kleine wolkdruppeltjes zijn, beginnen als kleine en ronde bollen. Maar als regendruppels vallen, verliezen ze hun afgeronde vorm dankzij het touwtrekken tussen twee krachten: oppervlaktespanning (de buitenoppervlakfilm van het water die de druppel bij elkaar houdt) en de luchtstroom die tegen de bodem van de regendruppel duwt als het valt. 

Sphere to Hamburger Bun

Wanneer de druppel klein is (minder dan 1 mm doorsnede) wint de oppervlaktespanning en trekt deze in een bolvorm. Maar als de druppel valt, botst met andere druppels terwijl hij dit doet, wordt hij groter en valt hij sneller waardoor de druk op zijn bodem toeneemt. Deze extra druk zorgt ervoor dat de regendruppel onderaan plat wordt. Omdat de luchtstroom op de bodem van de waterdruppel groter is dan de luchtstroom bovenaan, blijft de regendruppel bovenop gebogen, lijkt de regendruppel op een hamburgerbroodje. Dat klopt, regendruppels hebben meer gemeen met hamburgerbroodjes dan erop vallen en je cookout verpesten - ze hebben de vorm van hen!

Jelly Bean to Umbrella

Naarmate de regendruppel nog groter wordt, neemt de druk langs de bodem verder toe en drukt er een kuiltje in, waardoor de regendruppel jelly-bean-achtig lijkt.

Wanneer de regendruppel groot wordt (ongeveer 4 mm doorsnede of groter), is de luchtstroom zo diep in de waterdruppel gedrukt dat deze nu lijkt op een parachute of een paraplu. Kort daarna drukt de luchtstroom door de bovenkant van de regendruppel en breekt deze in kleinere druppels.    

Bekijk de video 'Anatomy of a Raindrop' met dank aan NASA om dit proces te visualiseren.  

Visualisatie van de vorm

Vanwege de hoge snelheden waarmee waterdruppeltjes door de atmosfeer vallen, is het heel moeilijk om de verscheidenheid aan vormen in de natuur te zien zonder het gebruik van hogesnelheidfotografie. Er is echter een manier om dit in het lab, het klaslokaal of thuis te modelleren. Een experiment dat u thuis kunt doen, vertegenwoordigt een analyse van de regendruppelvorm door middel van experimenten.

Nu je weet over de vorm en grootte van regendruppels, ga je verder met je regendruppelonderzoek door te ontdekken waarom sommige regendouches warm aanvoelen en andere koel aanvoelen. 

bronnen
Zijn regendruppels gescheurd? De USGS Water Science School