风暴有什么特点？
物理学家迈克尔·威尔金森、伯恩哈德·梅赫利格(Bernhard Mehlig)和弗拉德·贝祖格利(Vlad Bezuglyy)解释说，当湍流强度超过一个阈值时，由于微小水滴的碰撞率急剧增加，就会出现突发性降雨。他们的工作发表在《物理评论快报》上。在这篇论文中，他们提出当微小水滴的速度对位置的函数变成多值函数时，它们的碰撞率会突然增加。当同一位置的粒子以不同的速度运动时，碰撞的可能性会大大增加。
迈克尔·威尔金森说:“我们的理论解释了湍流如何导致降雨。这个理论与任何与积云有关的降雨有关。比如像‘菜花’这样的云，说明空气中有对流。”
空气对流产生的垂直积云，由于对流传导热量，可以产生湍流。这种湍流可以使微小的水滴获得足够的初始能量，组合成完整的雨滴。相反，稳定的大气产生的水平发展的层状云不会引起如此快速的降雨。
过去，科学家认为水滴碰撞增加的一个重要原因是粒子在局部区域的聚集。威尔金森和他的同事发现，尽管湍流大气中存在粒子聚集，但对碰撞率影响不大。他们发现，即使在高湍流强度下颗粒聚集效应较弱，碰撞率也很高。而且积云形成时，聚集粒子比单个粒子需要更高的密度。
基于他们的理论，科学家们研究了之前的实验数据，发现当空气湍流强度超过一个阈值时，就会出现“侵蚀”，水滴的碰撞速度会急剧增加。
威尔金森说，起初，“侵蚀”一词来自聚焦阳光的燃烧，后来它指的是部分聚焦光线产生的亮线，如游泳池底部因水波纹聚焦光线而产生的亮线。现在，这个术语被用于粒子或光的运动研究，意思是函数发展折叠，成为多值函数。在威尔金森的模型中，“侵蚀”是指水滴速度作为位置的函数折叠的点。
在这些多值点，碰撞率急剧跃升，所以在乌云出现的几分钟内就会下雨。
威尔金森说:“尽管这一理论对天气预报没有帮助，但我们认为湍流中粒子的碰撞将在行星的形成中发挥重要作用。我们的下一步是考虑我们的理论在行星形成研究中的应用。”