Forvrængning af vanddråbes overflade kan øge sandsynligheden for, at dråben fryser

Skyer er en stor kilde til usikkerhed i computersimuleringer, der bruges til at studere jordsystemer. For at reducere denne usikkerhed, forskere studerer dannelsen af ​​is i skyer. Denne formation påvirker nedbørshastigheder, store skybevægelser, og skyoptiske egenskaber. Denne forskning hjælper med at løse et mangeårigt mysterium. I mere end 50 år har forskere ønskede at vide, hvorfor vanddråber vil fryse ved en højere temperatur, når de påvirkes af en partikel. Det er presset af påvirkningen, ifølge nye observationer. En ny undersøgelse tyder på, at det varmere frysepunkt skyldes trykændringer som følge af kontakten.

I de fleste forudsigelsesmodeller for skydannelse og vækst, temperaturen er den vigtigste variabel, efterfulgt af atmosfæriske partikels materielle egenskaber, ved bestemmelse af, om en sky består af vanddråber eller iskrystaller. Disse nye resultater indebærer, at det også kan være vigtigt at overveje kollisioner, eller dynamiske egenskaber, der påvirker vandoverfladen.

I atmosfæren, dråber flydende vand findes ofte ved temperaturer under vandets frysepunkt (0 grader Celsius) ned til temperaturer så kolde som omkring minus 40 grader Celsius. Disse kolde væskedråber omtales som "superafkølet". Superkølede dråber kan fryse til iskrystaller i nærvær af en klasse af små partikler kendt som iskernende partikler. Forståelse af hvilke partikler der fungerer som iskernende partikler under hvilke omstændigheder og ved hvilke temperaturer der er et aktivt forskningsområde, fordi dannelsen af ​​is i skyer påvirker nedbørshastigheden, store skybevægelser, og skyoptiske egenskaber. Meget af isdannelsen i atmosfæren er et resultat af katalyse af iskernende partikler, og de mange forskellige typer af iskernende materialer er normalt karakteriseret ved den temperatur, ved hvilken de udløser frysning. Et mangeårigt mysterium er iagttagelsen af, at superkølede vanddråber fryser ved en højere temperatur, når en iskernende partikel påvirker vandoverfladen, sammenlignet med den samme partikel, der er nedsænket i dråben. Forskere udførte laboratorieforsøg, hvor de holdt dråbetemperaturen konstant og omrørte rene vanddråber og dråber forurenet med en lille mængde olie på to forskellige overflader. Dråberne blev mekanisk omrørt ved hjælp af en frekvensstyret højttaler og fotograferet med et højhastighedskamera. Med denne tilgang, videnskabsmænd opdagede, om der opstod frysning, og i så fald hvornår og hvor på dråberne. Disse eksperimentelle resultater viser, at iskernen, der initieres ved mekanisk omrøring, er stærkt relateret til den bevægelige og forvrængede trefasede kontaktledning, tyder på trykforstyrrelser som årsag.