¿Uno puede determinar la velocidad de la lluvia de la forma del arco iris?

Question

Yo estaba viendo el arco iris de hoy y comencé a pensar acerca de los efectos de la lluvia que cae en diferentes direcciones.

La idea que yo tenía era que, normalmente, el modelo de las gotas de lluvia como pequeñas esferas, y esto le da una caracterización de ángulo para la percepción del arco iris.

Ahora, si la lluvia cae con un gran componente de velocidad horizontal, esto se deforman las gotas de lluvia, haciéndolos más elíptica, por lo tanto cambiando el ángulo de la percepción de que el arco iris?

O formulado en otras palabras: se Puede determinar la velocidad de la lluvia que cae desde el ángulo del arco iris?

PS: sé que también podría ser un minúsculo efecto relativista aquí, debido a la contracción de longitud, pero para esta pregunta en particular no estoy considerando relativista de la lluvia.

Answer 1

Hay una teoría de arco iris debido a la elíptica gotas. Fue iniciado por Willy Möbius [1] pero es tal vez más claramente descrito en los papeles modernos [2,3]. Por desgracia, la matemática es desordenado. Mientras que esto puede cambiar el aspecto del arco iris, el mayor efecto es en los ángulos entre la orden diferente arco iris: mediante la medición de ellos, presumiblemente de trabajo hacia atrás y obtener un valor de la ellipticity.

Excepto por un problema: las gotas de lluvia hicieron elipsoidal porque de viento oscilan (ellos son el agua después de todo). Que será, por lo tanto cambiar su ellipticity rápidamente; para empeorar las cosas, el grado de máxima ellipticity cambiar las escalas aproximadamente parabolically con el tamaño de las gotas y gotitas pueden convertirse en no-elipsoidal [4,5,6]. Por lo tanto, una verdadera tormenta (con diferentes tamaños de gotas y modos de vibración) producirá un lugar sucio de la señal.

Así que la respuesta a tu pregunta es probable que "sí, por rígido uniforme de las gotas" y "no, no para la lluvia de verdad".

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Citas:

[1] Möbius, W. (1910). Zur Theorie des Regenbogens und ihrer experimentellen Prüfung. Annalen der Physik, 338(16), 1493-1558.

[2] De Bloqueo, J. A., & Können, G. P. (2017). Arco iris por elípticamente deformado gotas. I. Möbius cambio de orden superior del arco iris. Óptica Aplicada, 56(19), G88-G97. http://www.guntherkonnen.com/articles/322

[3] Können, G. P., & Lock, J. A. (2017). Arco iris por elípticamente deformado gotas. II. La aparición de supernumeraries de alto orden arco iris en las duchas de lluvia. Óptica Aplicada, 56(19), G98-G103. http://www.guntherkonnen.com/articles/323

[4] Szakáll, M., Mitra, S. K., Diehl, K., & Borrmann, S. (2010). Las formas y las oscilaciones de la caída de las gotas de lluvia-Una revisión. La investigación atmosférica, 97(4), 416-425. http://e-science.sources.ru/sites/default/files/upload_forums_files/y0/sdarticle2.pdf

[5] Thurai, M., Bringi, V. N., Manić, A. B., Šekeljić, N. J., & Notaroš, B. M. (2014). La investigación de una gota de lluvia, las formas, los modos de oscilación, y las implicaciones para la propagación de ondas de radio. Radio De La Ciencia, 49(10), 921-932.

[6] https://www.joanneum.at/uploads/tx_publicationlibrary/img494.pdf