Die Analyse des Schneeflockentanzes könnte die Regenvorhersage verbessern

Der Schlüssel zu genaueren Niederschlagsvorhersagen könnte im komplizierten Tanz fallender Schneeflocken liegen, wie eine neue Studie herausgefunden hat.

Die Forschung, bei der die physikalische Bewegung fallender Eiskristalle beobachtet wird, wird Wissenschaftlern dabei helfen, besser abzuschätzen, wo und wann diese Kristalle zu Regentropfen schmelzen, einem entscheidenden Schritt bei der Bildung vieler Regenarten.

In der Zeitschrift veröffentlicht Atmosphärenchemie und PhysikIm Rahmen der Studie beobachteten Wissenschaftler, wie künstliche Schneeflocken in eine Substanz fielen, die die Atmosphäre imitierte.

Jennifer Stout, die die Forschung leitete, sagte: „Es kann faszinierend sein, dem sanften Fallen des Schnees zuzusehen, daher war es eine Freude, die Art und Weise aufzudecken, wie verschiedene Eiskristallformen auf ihrem Weg nach unten Pirouetten und Zickzacks drehen.“

„Den Tanz einer Schneeflocke zu verstehen, ist nicht nur schön, sondern kann uns auch helfen, das Reflexionsvermögen von Wolken zu verstehen. Jeder Schneekristall in einer Wolke wirkt wie ein winziger Spiegel, der das durch ihn hindurchtretende Licht reflektiert und bricht.“

Durch die Vorhersage der Choreografie einer gesamten Wolke könnten wir unser Verständnis der Atmosphäre und der Prozesse, die zu Regen und Schnee führen, besser verbessern. Diese komplizierte Koordination der Schneeflocken kann auch eine große visuelle Wirkung haben und atemberaubende Phänomene wie z Sonnenhunde und Eishalos.“

3D-gedruckte Schneeflocken

Das Forschungsteam verwendete 3D-gedruckte „Schneeflocken“ in verschiedenen Formen und Größen, von einfachen sechseckigen Platten bis hin zu komplexen, vielfach verzweigten Dendriten. Diese künstlichen Kristalle wurden durch einen Tank fallen gelassen, der mit einer Wasser-Glycerin-Mischung gefüllt war und so atmosphärische Bedingungen simulierte. Hochgeschwindigkeitskameras zeichneten ihren Abstieg auf und ermöglichten es den Forschern, ihre dreidimensionalen Flugbahnen und Orientierungen zu rekonstruieren.

Die Studie ergab vier Haupttypen der Eiskristallbewegung: stabil (gerade nach unten fallend), zickzackförmig (vor und zurück schwingend), übergangsweise (eine Mischung aus Zickzack und Drehung) und spiralförmig (drehend beim Fallen). Überraschenderweise blieben komplexe Formen wie Dendriten trotz ihrer Tendenz, in ihrem Kielwasser Turbulenzen zu erzeugen, in ihrer Bewegung stabil, während einfachere Formen viel früher instabil wurden.

Verbesserung der Regenvorhersagen

Diese Entdeckungen haben erhebliche Auswirkungen auf die Wettervorhersage. Wetterradar, das eine Schlüsselrolle bei der Beobachtung von aufkommendem Regen spielt, reflektiert Signale von Wasser- und Eispartikeln in der Luft.

Mit einem besseren Verständnis darüber, wie sich verschiedene Eiskristallformen bewegen und orientieren, können Meteorologen diese Radarsignale genauer interpretieren und besser abschätzen, wann Eis zu Regen wird. Diese detaillierteren Daten können zu besseren Vorhersagen darüber führen, wann, wo und wie viel Regen fallen wird.

Die Ergebnisse der Studie können möglicherweise auch das Verständnis der Wissenschaftler darüber verbessern, wie Wolken Sonnenlicht reflektieren und Wärme in der Atmosphäre einschließen, mit dem Potenzial, Klimamodelle und längerfristige Wettervorhersagen zu verbessern.