Artykuły na tym blogu są nieoficjalnymi tłumaczeniami XKCD What If. Teraz również na Facebooku!

16.12.2012

Kropla deszczu

Oryginalny artykuł: Raindrop

Co by było, gdyby cała woda z chmury burzowej spadła w postaci jednej, wielkiej kropli?
— Michael Mcneill

Jest środek lata. Powietrze jest duszne i gorące. Dwoje ludzi w podeszłym wieku odpoczywa w bujanych fotelach na tarasie.


Z południowego zachodu nadciągają ciężkie chmury. W miarę jak się zbliżają, formują wielkie kowadło.


Starsi państwo podziwiają widowisko ufundowane przez naturę. Wsłuchują się w dźwięk pierwszych podmuchów wiatru. Niebo przybiera barwę ołowiu.

Powietrze zawiera wodę. Gdyby wyciąć i schłodzić kolumnę powietrza, od powierzchni Ziemi aż do górnej granicy atmosfery, zawarta w niej wilgoć opadłaby w postaci deszczu. woda, która zgromadziłaby się na dnie kolumny, miałaby od zera do kilkudziesięciu centymetrów głębokości.


Satelity mierzą zawartość pary wodnej dla każdego punktu globu. W efekcie powstają dosyć efektowne wizualnie mapy.

Na potrzeby dalszej analizy załóżmy, że mamy do czynienia z burzą na obszarze o boku długości 100 km oraz o średniej zawartości wody równej 6 cm. To oznacza, że zawartość wody w naszej burzy wynosi:


Taka ilość wody ważyłaby 600 milionów ton, co w przybliżeniu równa się łącznej masie naszego gatunku. W normalnych okolicznościach, część tej wody opadłaby na powierzchnię, rozproszona w postaci co najwyżej sześciu cm deszczu.

Jednak w naszej burzy cała woda wytrąca się w postaci jednej gigantycznej kropli — kuli wody o średnicy przekraczającej kilometr. Większość deszczu powstaje na wysokości kilku kilometrów, załóżmy więc, że na takiej wysokości powstała nasza kropla.


Kropla zaczyna spadać.

Przez pięć czy sześć sekund z powierzchni Ziemi nic nie widać. Następnie podstawa chmur wybrzusza się. Przez chwilę może to wyglądać na pierwszy etap formowania tornada. Jednak wybrzuszenie staje się coraz szersze, aż w końcu, w dziesiątej sekundzie, kropla przebija się przez warstwę chmur.


W tym momencie kropla spada z prędkością 90 metrów na sekundę (324 km/h). Silny wiatr rozbija powierzchnię wody. Pod naporem powietrza, dolna warstwa kropli zamienia się w pianę. Gdyby kropla spadała wystarczająco długo, siła powietrza rozbiłaby ją na małe krople i zamieniłaby w zwykły deszcz.

Jednak tak się nie stanie. Około 20 sekund od momentu utworzenia się kropli, woda uderza w grunt z prędkością 200 m/s (720 km/h). Przy tej prędkości, w miejscu uderzenia, powietrze nie jest w stanie uciec i w wyniku gwałtownej kompresji osiąga wystarczającą temperaturę, żeby podpalić trawę.

Kilka milisekund później ciepło jest tłumione przez masę zimnej wody. Z punktu widzenia trawy, wiele to nie zmienia — woda uderza z prędkością przekraczającą połowę prędkości dźwięku.


Nurek unoszący się w centrum kropli nie poczułby nic nadzwyczajnego aż do teraz. W centrum kropli byłoby dosyć ciemno, ale gdyby nurek zdołał popłynąć kilkaset metrów w kierunku krawędzi, mógłby zobaczyć słabą poświatę dziennego światła.


W miarę jak kropla zbliża się do powierzchni, opór powietrza zwiększa ciśnienie w wodzie. Prawdopodobnie przebija błonę bębenkową nurka. Nurek ginie kilka sekund później, kiedy woda uderza o powierzchnię Ziemi. Fala uderzeniowa tworzy ciśnienie chwilowo przewyższające to na dnie Rowu Mariańskiego.

Podłoże skalne wytrzymuje uderzenie. Ciśnienie wyrzuca wodę na wszystkie strony, tworząc naddźwiękowe strumienie siejące chaos i zniszczenie dookoła.


Ściana wody błyskawicznie rozprzestrzenia się na wiele kilometrów, niszcząc wszystko co napotka na swojej drodze. Wyrywa drzewa z korzeniami, niszczy domy, zrywa wierzchnią warstwę gleby. Dom wraz z tarasem i starszym małżeństwem zostają starte w ułamku sekundy. Wszystko w promieniu kilku kilometrów zostaje kompletnie zniszczone. Pozostaje jedynie warstwa błota aż do podłoża skalnego. Jednak woda rozprzestrzenia się dalej, niszcząc wszelkie konstrukcje w promieniu 20-30 kilometrów. W tej odległości obszary chronione przez wzgórza lub inne wzniesienia pozostają nietknięte. Woda zaczyna spływać dolinami, wzdłuż naturalnych cieków wodnych.

Na większym obszarze nie widać wielu skutków kataklizmu, jednak tereny znajdujące się poniżej miejsca uderzenia zostają zalane w nagłej powodzi.

Wiadomość o niewyjaśnionej katastrofie obiega świat. Ludzie są zszokowani. Przez jakiś czas każda nowa chmura wywołuje panikę. Strach opanowuje całą ludzkość, gdyż każdy deszcz może zwiastować kolejną tragedię. Jednak lata mijają i nic nie wskazuje na to, żeby niewyjaśnione zjawisko wystąpiło ponownie.

Naukowcy przez lata badają tajemniczy kataklizm. Powstają liczne prace naukowe, doktoraty. Jednak nikomu nie udaje się znaleźć zadowalającego wyjaśnienia. Ostatecznie meteorolodzy kapitulują, a katastrofa zyskuje przydomek "Burza Nergala", bo jak to ujął jeden z naukowców, "to była diabelnie wielka kropla".

6 komentarzy:

  1. Ten komentarz został usunięty przez autora.

    OdpowiedzUsuń
  2. Proszę o poprawienie literówki. Żeby było ciekawiej to nie powiem gdzie jest.

    OdpowiedzUsuń
  3. Ten komentarz został usunięty przez autora.

    OdpowiedzUsuń