Meteorología: ¿Existe un límite para la intensidad de la lluvia?

Bueno, la lluvia puede congelarse y puede formar granizo. ¡Está lloviendo granizo que podría matarte! 😀

Entonces, ya sabemos que hay condiciones en las que los humanos podrían perecer durante un período de precipitación.

Dejando a un lado mi juego, puedo decirte que quieres saber si el agua líquida podría llover lo suficientemente fuerte como para matar a alguien. Bueno, el límite para la lluvia que viene naturalmente de las nubes sin ninguna intervención, por ejemplo, un generador de fuerza gravitacional y, por lo tanto, uno que podría actuar como un amplificador / multiplicador de fuerza gravitacional, es la velocidad terminal que está determinada por la resistencia del aire y la fuerza gravitacional de nuestro planeta. . Si nuestra fuerza de gravitación fuera mayor, la resistencia del aire tendría que ser mayor para alcanzar la velocidad terminal allí. Del mismo modo, si la fuerza gravitacional es menor, se requeriría menos resistencia del aire para lograr la velocidad terminal. Es por eso que en atmósferas muy delgadas, las cosas pueden llover tan rápido que no podrías escapar incluso si lo intentas. Solo mira algunos otros planetas.

Solo eche un vistazo a este hipervínculo: ¿Está lloviendo diamantes en Urano y Neptuno?

Ah, también hay otras variables que determinan la velocidad terminal. Resumamos, mientras agregamos algunas variables nuevas.

1. Espesor de la atmósfera.
2. Temperatura
3. Disponibilidad de ambiente
4. Fuerza gravitacional

El n. ° 1 se ve afectado por el n. ° 2 porque cuanto más se calientan las cosas, menos densa se vuelve la atmósfera que hubiera sido de otra manera si hubiera estado más fría (la materia se contrae cuando se enfría porque los átomos no se mueven tanto cuando se enfrían hacia abajo. Del mismo modo, los átomos comienzan a moverse más a medida que la materia se calienta).

El n. ° 3 es una variable y un factor porque quizás ni siquiera podría llover agua líquida si la atmósfera no fuera lo suficientemente densa. Puede llover otras cosas como diamantes, rocas, arena y otras cosas que probablemente no quieras ver precipitándose hacia ti.

# 4 es una variable y un factor también. Es parte de esto, se explicó anteriormente.

Sin embargo, debo decir que puede llover agua líquida muy fuerte en la Tierra. Puede comenzar a picar un poco, pero no será suficiente para penetrar en la piel. Después de todo, si evolucionáramos hacia la tierra, habríamos tenido que haber desarrollado una capa externa lo suficientemente fuerte como para sobrevivir a los elementos. Consiga esto, incluso para los animales, los humanos tienen una de las capas externas más débiles que protegen nuestro cuerpo. No tenemos una gran cantidad de cabello a nuestro alrededor. No tenemos conchas, no tenemos escudos especiales para mitigar los efectos de la lluvia. Lo tomamos todo y nuestra piel es relativamente débil, aunque alberga la capacidad de recuperarse relativamente rápido. En otras palabras, si podemos manejarlo, entonces también pueden hacerlo los otros organismos que deambulan por nuestro planeta.

Podemos manejar cualquier lluvia de agua líquida natural en esta Tierra a medida que evolucionamos en ella … a su alrededor … con ella.

Dejando a un lado la lluvia líquida natural, está la lluvia líquida no natural que puede ocurrir por la intervención. Dado que pudimos crear generadores de gravedad y, por lo tanto, multiplicadores de fuerza de gravedad, podríamos aumentar la velocidad de la caída de agua líquida sobre la superficie de la Tierra. Se requeriría resistencia de aire adicional en compensación por la mayor fuerza gravitacional. Aunque no estoy completamente seguro de esto, esto es lo que pienso actualmente. Puede ser que solo se acelere más rápido y que la misma velocidad terminal persista. En aras de la coherencia, me quedaré con el primero. (La primera idea que se presentó es que se requeriría una resistencia adicional al aire para mitigar y, finalmente, detener la aceleración del agua líquida hacia la Tierra en este caso, que tiene una fuerza gravitacional de 1.)

De todos modos, incluso si pudiéramos acelerar el agua más allá del límite de aceleración actual, probablemente se vaporizaría. Entonces, sigamos con la idea de que el límite de lo fuerte que llueve es la velocidad terminal junto con las variables y factores que se presentaron anteriormente.

NOTA: Este es un cálculo aproximado. Hago muchas suposiciones probablemente incorrectas

La velocidad terminal depende de la masa de la gota. Este artículo muestra que para gotas con una masa de 1 gramo en aire estancado, la velocidad terminal es de 9.17 m / s [1]. Eso no es suficiente para romper un cráneo y el agua se rompería con el impacto, pero supongo que podría ser levemente doloroso. Sin embargo, todavía tiene muy poco impulso.
En un huracán, los vientos pueden alcanzar una velocidad del viento de hasta 32.7 m / s (velocidad del viento en la escala de Beaufort [2]). Si suponemos que el agua alcanza esa velocidad en la dirección horizontal y los 9,17 m / s en la dirección vertical, entonces la velocidad total sería:

9.17² + 32.7² = 1153.3789
La raíz de este número es de alrededor de 34 m / s.
El diámetro de una gota de 1 gramo es de acuerdo con el mismo papel de 0,58 cm. Si asumimos que el área frontal es circular ( LO QUE NO ES VERDADERO ) entonces sería [matemática] (0.58 / 200) ^ 2 * pi = 2.64 * 10 ^ -5 [/ matemática] m²

34 m / s sobre un área de [matemática] 2.64 * 10 ^ -5 [/ matemática] m² es bastante impactante. Si asumimos que la colisión del agua y el cráneo tiene una duración de 0.05 segundos (se me ocurrió este número), entonces la presión aplicada por dicha gota sería:

F = dp / dt
Entonces eso significa que:
p = p / A / t

F = fuerza
p = presión
p = impulso
A = área
t = tiempo

p = 34 * 0.001 / 2.64 * 10 ^ -5 / 0.05 = 25757 N / m² = 26 kPa

Según un artículo [3], el cráneo humano puede soportar 6.5 GPa sin romperse. Entonces esto no sería suficiente para romper un cráneo entero, pero creo que dolería.

[1] = Página en ametsoc.org
[2] = escala de Beaufort
[3] = No, no puedes aplastar el cráneo de un hombre con tus propias manos

EDITAR: En una tormenta, esta presión se aplica en muchos lugares al mismo tiempo una y otra vez. Supongo que sería bastante doloroso