Что будет, если ливень выпадет на землю в виде одной гигантской капли?

Майкл МакНейлл

Середина лета. Воздух горячий и густой. Двое стариков сидят на крыльце в креслах-качалках.

На горизонте к юго-западу появляется зловещего вида облако. Оно надвигается все ближе, а  его вершина принимает форму наковальни.

Слышится позвякивание раскачиваемых ветром колоколов. Ветер усиливается, небо начинает темнеть.

Воздух содержит влагу. Если вы возьмете столб воздуха от земли до верхней границы атмосферы, а затем охладите его, влага, что в нем содержится, выпадет дождем. Если вы соберете всю воду внизу взятого столба, она заполнит его на глубину в пределах от нуля до нескольких десятков сантиметров. Эта глубина — то, что называется общим влагосодержанием.

В норме, ОВ находится где-то между сантиметром и двумя.

Его значение измеряется для всех точек поверхности Земли с помощью спутников, благодаря чему получаются чудесные карты (ссылка на англ. — прим. пер.).

Представим себе, что наш шторм проходит на площади в 100 квадратных километров, а ОВ для данного случая составляет 6 см. Это значит, что общий объем воды, принимающий участие в процессе, составляет:

100 км² × 6 см = 0,6 км³

Этот объем воды весит 600 миллионов тонн (что примерно равно общему весу всей биосферы земли). В нормальных условиях, вся вода будет выпадать на землю в виде капель дождя, образуя водяной слой толщиной, в лучшем случае, сантиметров 6.

Вместо этого, в нашем случае, вся вода будет сконденсирована в одну гигантскую каплю — сферу, диаметром около километра. Предположим, что ее нижний край будет находится в километре от поверхности, так как именно там образуется большинство дождевых капель (ссылка на англ. — прим. пер.).

Капля начинает падать.

Первые 5-6 секунд ничего не произойдет. Затем, нижний край облака начнет вспучиваться. На мгновение может показаться, будто бы в нем формируется маленькая воронка. Выпуклость расширится, и на десятой секунде из облака покажется нижний край капли.

Капля теперь будет падать со скоростью 90 метров в секунду (320 км/ч). Ревущий ветер будет разбивать поверхность капли в водяную пыль. Нижняя кромка превратится в пену, так как воздух на огромной скорости будет врываться в ее толщу. Если бы она могла падать достаточно долго, то, раздираемая этими силами, она бы выпала на землю обычным дождем.

Но этому не суждено будет случиться — примерно через 20 секунд после формирования, капля ударится об землю. Вода теперь будет падать со скоростью более 200 м/с (720 км/ч). В точке контакта капли с поверхностью воздух просто не успевает разверзнуться достаточно быстро, и в результате нарастающее давление разогреет его столь быстро, что он смог бы поджечь траву, будь у него чуть больше времени.

К счастью для травы, этот жар будет продолжаться лишь несколько миллисекунд, и практически сразу же охладится прилетевшей ледяной водой. К несчастью для травы, эта вода будет двигаться со скоростью, равной половине скорости звука.

Если бы вы находились в центре этой водяной капли в течение всего падения, то до этого момента вы бы не почувствовали ничего необычного. В середине довольно темно, но если бы у вас было достаточно времени (и объема легких) для тог, чтобы подплыть на несколько сотен метров к краю, вы бы могли видеть сквозь толщу воды тусклое свечение рассвета.

По мере того, как капля будет приближаться к земле, увеличивающееся сопротивление воздуха привело бы к росту давления, из-за чего ваши барабанные перепонки лопнули бы. Но секундой позже, когда капля наконец достигла бы земли, вы бы были раздавлены насмерть — ударная волна в момент создаст давление, превышающее таковое на дне Марианской впадины.

Вода проломит почву, но под ней находится слой каменных пород. Напор воды сверху создаст сверхзвуковую кольцевую струю, которая разрушит все на своем пути.

Стена воды, пробегая километр за километром, будет погребать под своей толщей деревья и дома, срывать верхний слой почвы.  Дом, крыльцо и старики будут в мгновение ока стерты с лица земли. Все в радиусе нескольких километров будет уничтожено — на их местах останутся лишь грязевые пруды до самого слоя твердой породы. Вода продолжит свое  движение, уничтожая все строения в радиусе 20—30 километров (на этом расстоянии, те площади, что защищены горами и холмами будут в относительной безопасности), а потом начнет затапливать натуральные долины и водяные каналы.

Вся равнинная местность целиком от затопления, конечно, не пострадает, но вот то, что находится на расстоянии до сотни километров вдоль течения воды будет затоплена в течение нескольких часов.

Новость об этом ужасающем бедствии быстро распространится по всему миру. Люди будут шокированы, находиться в замешательстве и каждое новое облако на небе будет вызывать массовую панику. Мир поглотит страх — мир будет боится дождя, но годы будут проходить безо всяких признаков возможности повторения катастрофы.

Ученые-исследователи атмосферных явлений годами будут пытаться свести произошедшее в единую картину, но объяснений не найдут. В один прекрасный момент они просто сдадутся, и в результате необъясненному атмосферному феномену дадут название «Шторм Скриллекса» — потому что, как заявит один из исследователей, «Весь ад собрался в одной капле».

Оригинал текста на what-if.xkcd.com