多样行星大气中雨滴下落的物理

单颗雨滴在云下下落的演化由流体动力学和热力学支配，其基本原理可迁移至现代地球之外的行星大气。在此，我们展示如何计算任何行星大气中表征下落雨滴的三个性质——雨滴形状、终端速度和蒸发速率——作为雨滴大小的函数。我们证明，这些简单且相互关联的特征严格限定了给定大气中雨滴可能的尺寸范围，与尚不明确的增长机制无关。从支配雨滴下落和蒸发的方程出发，我们证明雨滴垂直输送潜热和可凝结物质的能力可由一个新的无量纲数很好地刻画。我们的结果对降水效率、对流风暴动力学和降雨率具有意义，这些性质对于理解行星辐射平衡以及（就类地行星而言）降雨驱动的表面侵蚀十分重要。