Negli anni Quaranta del secolo scorso, gli scienziati hanno condotto un esperimento durante il quale sono stati in grado di provocare un temporale facendo cadere pezzi di ghiaccio secco su nubi cumuliformi. Ma fino ad ora il meccanismo di questo fenomeno rimane poco chiaro. Ora Prasanth Prabhakaran dell'Istituto per la dinamica e l'auto-organizzazione. Max Planck e i suoi colleghi hanno creato una nuvola artificiale e hanno scoperto che la caduta di una sola goccia di acqua fredda innesca una reazione a catena per formare nuove gocce.
Nelle nuvole reali, le goccioline d'acqua di solito crescono aderendo a minuscole particelle di aerosol, che sono polvere, cristalli di ghiaccio e persino batteri. Ma Prabhakaran ei suoi colleghi sono stati in grado di modellare un sistema in cui le goccioline di liquido ad alta pressione possono crescere da sole senza la necessità di aerosol. Ciò ha notevolmente semplificato il compito di creare una piccola nuvola in laboratorio.
Per l'esperimento, gli scienziati hanno utilizzato una scatola con un fondo riscaldato e un coperchio superiore raffreddato. Ciò era necessario per creare una differenza di temperatura tra lo strato inferiore e quello superiore di quattro gradi.
Inoltre, per ricreare i processi atmosferici sulla terra, i ricercatori hanno eseguito una serie di manipolazioni chimiche. In particolare, il gas elio ha svolto il ruolo dell'aria all'interno della scatola e al posto dell'acqua è stato prelevato l'esafluoruro di zolfo. Come l'umidità atmosferica, questa sostanza può essere sia liquida che vapore, ma forma goccioline a temperatura e pressione inferiori rispetto all'acqua.
Di conseguenza, all'interno della scatola è stato ricreato un modello del ciclo dell'acqua in natura. Sul fondo apparve una piccola pozza di esafluoruro di zolfo liquido, che evaporò parzialmente e fluttuò come una nuvola nell'elio gassoso. Sul coperchio freddo, l'esafluoruro di zolfo si è condensato in goccioline che si sono staccate e sono cadute mentre volavano attraverso il gas.
Le osservazioni del modello creato hanno mostrato che le gocce che cadevano raffreddavano l'ambiente più caldo e causavano la formazione di un gran numero di microgocce. Ciò è avvenuto secondo lo stesso principio della comparsa della condensa su una superficie fredda a contatto con l'aria calda.
Secondo gli scienziati, questo modello, descritto nella rivista Physical Review Letters, può spiegare alcuni fenomeni atmosferici quando l'acquazzone inizia in pochi secondi, come se qualcuno aprisse un rubinetto sotto la doccia. In determinate condizioni, le più piccole gocce d'acqua tra le nuvole possono fondersi in formazioni abbastanza grandi. Se tali goccioline entrano in correnti d'aria ascendenti, salgono in strati più freddi e poi si rompono, provocando la creazione massiccia di nuove goccioline.
Tuttavia, gli esperti ritengono che i processi atmosferici siano così complessi e diversificati che le condizioni in natura modellate sperimentalmente sono piuttosto rare. Ma forse la prossima volta che ti trovi inaspettatamente sotto la pioggia, non è colpa delle previsioni del tempo, ma qualche goccia fredda occasionale.
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