Warum kann unterkühlter Regen Temperaturn von bis zu unter -15° Celsius erreichen ohne zu Eis zu erstarren?
Warum erstarrt er erst beim aufschlag, z.B. auf einer Tragfläche, zu Eis?
Ab welcher Höhe und unter welchen Bedingungen muss man mit unterkühlten Regen rechnen?
danke im Voraus
gruss „smigel“
Warum kann unterkühlter Regen Temperaturn von bis zu unter
-15° Celsius erreichen ohne zu Eis zu erstarren?
Nun, das hängt damit zu tun, wie Wasser überhaupt zu Eis wird.
Im gefrorenen Zustand ist die Kraft zwischen den Molekülen größer,
als die thermodynamische Bewegungskraft der Teilchen. Allerdings ist
dieser Übergang v.a. dann zu beobachten, wenn eine Reihe von Teilchen
sich erstmal zusammengeschlossen haben, was auch als Seed bezeichnet
wird. Ausgehend von diesem Seed gefriert dann das Wasser. Solche
Seeds entstehen v.a. durch Erschütterungen oder kleinste Partikel im
Wasser. Unterkühltes Wasser ist sozusagen in einem instabilem
Zustand, der nur noch auf so einen Seed wartet. Allerdings ist das
sehr vereinfach ausgedrückt, es gibt genauer gesagt wohl zwei
Zustände, Low- und High-Density Amorphous Ice und bestimmte
Phasenübergänge im flüssigen Wasser.
Falls es dich näher interessiert, hier ein paar Links, v.a. erster
und zweiter Link sehr zu empfehlen.
http://polymer.bu.edu/hes/articles/ms98.pdf
http://www.lsbu.ac.uk/water/explan3.html#2Cpt
http://xxx.lanl.gov/pdf/cond-mat/0005184
Warum erstarrt er erst beim aufschlag, z.B. auf einer
Tragfläche, zu Eis?
In der Atmospähre wird dies begünstigt, da dort sehr reines (fast
destilliertes) Wasser vorhanden ist mit minimalen Verunreinigungen
ist und der Druck sehr niedrig ist. Tatsächlich ist es sogar so, dass
bei Temperaturen bis -15°C in der Atmospähre der Anteil an
unterkühltem Wasser überwiegt. Durch Auftreffen auf einen Flügel z.B.
gefriert das Wasser dann praktisch sofort.
Unterkühltes Wasser wird mit abnehmender Temperatur immer instabiler.
Ab -40°C gibts in der Natur praktisch kein unterkühltes Wasser mehr.
Im Labor kann man Wasser bis zu -80°C unterkühlt halten, bevor es
gefriert.
Ab welcher Höhe und unter welchen Bedingungen muss man mit
unterkühlten Regen rechnen?
Ich bin jetzt kein Meteorologe, aber ich würde die Bedingungen mal so
definieren: Je höher desto besser (da niedrigerer Druck) aber es darf
nicht zu kalt sein (Temperatur kleiner -40 bis -50°C.
Wo das genau in der Atmospähre ist, wird dir ein Meteorologe besser
sagen können.
mfg deconstruct