How big is Крапелька серпанку?

Крапелька серпанку — це одна з крихітних крапель води, що висять у повітрі у вигляді серпанку. Більшість із них мають у поперечнику приблизно від 4 до 20 мікрометрів, а типова крапелька — близько 10 мікрометрів, тобто соту частку міліметра. Мікрометр — це тисячна частка міліметра.

Розмір

Серпанок і туман складаються з одного й того самого: крапельок води, таких малих, що вони зависають у повітрі, а не падають. Всесвітня метеорологічна організація (ВМО) розрізняє їх за тим, як далеко бачить спостерігач. У тумані видимість біля землі становить менше ніж 1 кілометр, а в серпанку — 1 кілометр або більше. На практиці серпанок — це легкий туман.

Науковці вимірюють крапельки приладами, які їх підраховують і сортують за розміром. У 1992 році в дослідженні для НАСА та Федеральної авіаційної адміністрації США літак спускався крізь тумани в п’яти місцях Сполучених Штатів. Поблизу землі найпоширеніші крапельки мали в поперечнику 4–8 мікрометрів, а вище — 12–20 мікрометрів.

Дослідження 2022 року, у якому вивчали 42 тумани поблизу Парижа, показало, що найчастіше крапельки мають у поперечнику близько 11 мікрометрів. У деяких туманах була також друга група більших крапельок завбільшки близько 22 мікрометрів.

Порівняння розмірів

• Типова крапелька серпанку завширшки близько 10 мікрометрів трохи ширша за еритроцит, який має в поперечнику близько 7,5 мікрометра.
• Міл — тисячна частка дюйма — становить рівно 25,4 мікрометра, тобто це ширина приблизно двох із половиною типових крапельок.
• Приблизно 10 типових крапельок, розташовані бік о бік, дорівнювали б за шириною людській волосині завтовшки близько 0,1 міліметра.
• Приблизно 100 типових крапельок, розташовані бік о бік, дорівнювали б за шириною 1 міліметру — найменшій поділці метричної лінійки.
• Крапля мряки може сягати в поперечнику приблизно 0,5 міліметра. Така крапля в 50 разів ширша за типову крапельку серпанку, а води в ній приблизно в 125 000 разів більше.

Серпанок, туман і мряка

За даними ВМО, серпанок зазвичай утворює тонку сірувату пелену, а туман — білувату пелену над місцевістю. Коли світло проходить крізь туман, окремі крапельки часто можна побачити неозброєним оком: вони кружляють у вихорцях.

Мряка відрізняється тим, що вона падає. Це опади з дуже дрібних крапель, розташованих тісно одна до одної, що випадають із низького шару хмар. Їхні краплі зазвичай мають у поперечнику менше ніж 0,5 міліметра. Краплі ніби майже плавають у повітрі, тож навіть слабкі рухи повітря відбиваються на їхньому русі.

Як утворюється серпанок

Серпанок утворюється, коли вологе повітря охолоджується до насичення, тобто містить стільки водяної пари, скільки може вмістити. Радіаційний туман утворюється, коли земля втрачає тепло, зазвичай уночі, і охолоджує найближчий до неї шар повітря. Адвективний туман утворюється, коли тепле вологе повітря рухається над холоднішою поверхнею, наприклад над холодним морем.

Кожна крапелька починає утворюватися на крихітній частинці, що плаває в повітрі, — аерозольній частинці, — коли на ній конденсується водяна пара. В одному тумані поблизу Парижа найпоширеніші аерозольні частинки мали в поперечнику близько 0,4 мікрометра, а найпоширеніші крапельки — близько 11 мікрометрів. Крапельки також можуть рости, стикаючись одна з одною та зливаючись.

Джерела

• Fog compared with Mist. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
• Fog. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
• Drizzle. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
• Radiation fog. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
• Advection fog. In International Cloud Atlas. World Meteorological Organization, 2017.
• Drop Size Distributions and Related Properties of Fog for Five Locations Measured From Aircraft. Zak, NASA Contractor Report 4585, 1994.
• Experimental study on the evolution of droplet size distribution during the fog life cycle. Mazoyer et al., Atmospheric Chemistry and Physics, 2022.
• 18.3 Erythrocytes. In Anatomy and Physiology, 2nd edition. OpenStax, 2022.
• NIST Guide to the SI, Appendix B.8: Factors for Units Listed Alphabetically. National Institute of Standards and Technology.
• Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Coordination Office.