居家科学项目：用玻璃杯搅动风暴

欢迎来到PopSci 的家庭科学项目系列。工作日中午，我们将发布使用可在杂货店购买的食材的新项目。在社交媒体上使用 #popsciprojects 标记您的项目，向我们展示项目的进展情况。

我们每天呼吸的空气中都充满水分，即使在沙漠中也是如此。在适当的条件下，水分会形成云，最终可能会带来一些雨水。这几乎是神奇的，因此世界各地的文化都有雨神，而降水在电影、音乐和其他艺术形式中被赋予了强大的效果，这也就不足为奇了。

但这并没有什么神秘之处，这个项目很好地说明了那些阴沉的毛毛雨、清爽的夏季风暴和倾盆大雨背后的基本科学原理。

这是一个简单的演示，但有一个关键提示：不要使用剃须凝胶。剃须凝胶不像剃须膏那样蓬松，无法很好地覆盖水面。此外，剃须膏又厚又白，所以它本质上就是罐子里的一团云。

统计资料

• 时间： 5-10分钟
• 难度：简单

你需要：

• 一个高而透明的玻璃酒杯
• 剃须膏
• 食用色素
• 碗、杯子或其他小容器
• 一把勺子
• 水

指示

1. 将玻璃杯倒入半杯水。

2. 将剃须膏喷到水面上。一直喷到剃须膏层厚度约为 1-1.5 英寸。剃须膏顶部和玻璃杯顶部之间应留出至少一英寸的空间。否则，剃须膏最终会溢出。

3. 用手指将剃须膏抹平。确保剃须膏完全覆盖水面，并且顶部没有缝隙。你不会希望染料直接滴到下面的水中——你希望“雨”能起到作用。

4. 在第二个容器中混合食用色素和水。将半杯到一杯水倒入第二个容器中。具体数量无关紧要。然后，加入约半茶匙食用色素。同样，具体数量无关紧要——使用任意数量，直到获得你喜欢的颜色。

5. 加入有色水。用勺子将有色水倒在剃须膏上面。慢慢地倒，不要太快淹没剃须膏。

6. 风暴。当你将染料添加到剃须膏中时，你可能会看到它开始穿过玻璃杯侧面的“云层”。最终，它会戏剧性地爆发并倒入下面的水中。

工作原理

云和降水取决于空气中的水蒸气。就这么简单。“大气中的水分越多，就越有可能看到云的形成，”AccuWeather.com 高级气象学家 Dan Kottlowski 说。“云只不过是数十亿个非常微小的水颗粒。”

但仅仅因为看到云并不意味着要下雨。如果大气中水分层相对较浅（厚度仍有几千英尺），这些云可能会飘过而不会给地面带来任何影响。事实上，科特洛夫斯基说，它们可能需要几千英尺以上的水分才会下雨。

这个项目非常清楚地证明了这一点，因为在剃须膏上面加几勺彩色水根本不足以将水推到下面的水里。然而，一旦它达到剃须膏无法承受的程度，一切都会松动。

然而，在现实世界中，降水并不仅仅是因为云层中水分的增加而引起的。降水需要有一个触发因素，而凝结核就是其中的一个。科特洛夫斯基说，凝结核可能是灰尘或盐粒，甚至是昆虫。

一旦这些粒子稍微扰动云层并导致水凝结，正如人们所说，天空就会打开。科特洛夫斯基说，这些粒子不必在暴风雨持续期间存在——只要能引发暴风雨就行。

现在，从技术上讲，这个项目中没有任何颗粒影响剃须膏“云”。即使一只倒霉的苍蝇被困在里面，情况也不同。不过，每一勺水撞击剃须膏的侵蚀力可能会产生类似的效果，扰乱剃须膏并使其积聚在一个区域——足以引发五颜六色的“雨水”落下。