Die Oberflächenspannung hält kleine Regentropfen fast kugelig. Bei größeren Tropfen verformt die umströmende Luft das Wasser: Die Unterseite kann flacher werden, während die Oberseite rund bleibt. Eine lange Spitze nach oben gehört nicht zur typischen Form eines frei fallenden Regentropfens.
Ein Wettersymbol muss schnell erkennbar sein. Es zeigt deshalb nicht unbedingt die genaue Natur. Die Wassertropfen im Titelbild sind vergrößerte Illustrationen, keine Messaufnahme.
Wasser hält zusammen
Wassermoleküle ziehen einander an. Das hilft, einen Tropfen zusammenzuhalten. Die Oberflächenspannung begünstigt dabei eine kleine Wasseroberfläche.
Bei gleicher Wassermenge hat eine Kugel die kleinste Oberfläche. Darum sind kleine freie Tropfen nahezu kugelförmig. Ihre Oberfläche ist dabei keine feste Haut.
Die Luft verändert größere Tropfen
Wenn ein Tropfen nach unten fällt, strömt die Luft relativ zu ihm von unten her an ihm vorbei. Unter einem größeren fallenden Tropfen kann dadurch ein höherer Luftdruck als oben entstehen.
Das verformt den Tropfen. Seine Unterseite wird flacher; oben bleibt er rund. Die Form erinnert dann eher an die obere Hälfte eines Brötchens als an eine Träne.
Ein Tropfen kann nicht beliebig wachsen
Zusammenstöße können Tropfen vergrößern. Sehr große Regentropfen können durch die Luftströmung instabil werden: Sie verformen sich stark und zerfallen schließlich in kleinere Tropfen.
Regen enthält deshalb verschiedene Größen und Formen. Unsere Zeichnungen zeigen typische Beispiele, keine festen Größenklassen oder vollständige Entwicklung jedes einzelnen Tropfens.
Am Wasserhahn gelten andere Bedingungen
Ein Tropfen am Hahn hängt zunächst noch an einer Oberfläche. Beim Ablösen kann kurz ein dünner Hals entstehen. Auch Wasser auf einer Fensterscheibe berührt eine feste Fläche und kann daran entlangfließen.
Solche Formen lassen sich nicht einfach auf frei fallenden Regen übertragen. Ein bekanntes Symbol und ein echter Regentropfen haben unterschiedliche Aufgaben.
Eine kleine Wasserkuppel beobachten
- Legt mit einem Erwachsenen eine saubere, trockene Münze flach auf ein Tablett mit Küchenpapier. Stellt einen kleinen Kunststoffbecher mit Leitungswasser und eine saubere Kunststoffpipette bereit.
- Gebt langsam einzelne Tropfen aus wenigen Millimetern Höhe in die Münzmitte. Schaut von der Seite: Entsteht eine kleine Wölbung? Zählt, bis Wasser über den Rand läuft. Eine bestimmte Tropfenzahl ist nicht vorgegeben.
- Trocknet die Münze und wiederholt den Versuch zweimal mit derselben Seite nach oben. Zeichnet die Wasserform und notiert Unterschiede. Die Kuppel zeigt eine Wirkung der Oberflächenspannung; die Münze stützt das Wasser. Das ist kein fallender Regentropfen und keine Messung seiner Größe.
Mit einem Erwachsenen arbeiten. Münzen und Pipette von Mund und kleinen Kindern fernhalten. Nur Wasser verwenden, Verschüttetes aufwischen und anschließend Hände sowie Geräte reinigen.
Zum Mitnehmen
Kleine Regentropfen sind durch die Oberflächenspannung fast rund. Bei größeren verformt die Luft besonders die Unterseite. Sehr große Tropfen können zerfallen; die gezeichnete Tropfenspitze ist kein typisches Merkmal von Regen.
Welche Beschreibung passt zu frei fallenden Regentropfen?
Quellen & Weiterlesen
NASA GPM · The Anatomy of a Raindrop ↗USGS Water Science School · Are Raindrops Shaped Like Teardrops? ↗Hong Kong Observatory · The Shape of Raindrops ↗NASA STEMonstrations · Surface Tension ↗Unsere Texte erklären die Grundidee in eigenen Worten. Bilder und Modelle vereinfachen die Wirklichkeit; sie sind nicht maßstabsgetreu.
