¿Por qué se forman las ondas de lluvia y cuál es su conexión con la textura de la superficie sobre la que se encuentran?

Tengo una respuesta ligeramente diferente a la de Bernhard arriba, pero se basa en la misma idea de inestabilidad de Plateau-Raleigh.

La velocidad de una capa delgada de agua que fluye será más lenta que una capa ligeramente más gruesa. Así que espero que la capa delgada fluya más lentamente y que el agua en una película más gruesa tienda a alcanzar la capa delgada y se acumule para formar una 'pequeña ola' u 'ondulación' que se mueve más rápido. La ola dejaría una capa muy delgada de agua mojando el suelo antes de que llegue la siguiente 'onda'.

Supongo que esto puede ser similar a cómo ondea una bandera .

En última instancia, creo que si el agua fluye por una superficie plana, el mecanismo de flujo cambiará a medida que la tasa de flujo cambie de laminar a 'ondulaciones' a algún otro tipo de flujo y, en algún momento, la turbulencia será importante: este es el comportamiento clásico de un no -sistema lineal donde cambiar un parámetro (tasa de flujo de agua, por ejemplo) puede cambiar el mecanismo de lo que está pasando. Por el contrario, los sistemas lineales (p. ej., SHM Simple Harmonic Motion) siempre muestran el mismo comportamiento (p. ej., para SHM: comportamiento oscilatorio, pero con amplitud y frecuencia determinadas por las condiciones iniciales/variables del sistema)

Esta respuesta será mi hipótesis, de ninguna manera estoy absolutamente seguro de esta respuesta, pero quiero compartir mis pensamientos.

Teniendo en cuenta el espesor de la película líquida y la inclinación de la superficie, puede ser una interacción entre la gravedad y la tensión superficial. Este puede ser un ejemplo de la inestabilidad de Plateau-Rayleigh , que se puede ver, por ejemplo, en la ruptura del chorro de un grifo en gotitas.

Excepto por la propia tensión superficial, aquí también se encuentra un comportamiento de humectación, que puede ser la razón por la que ve las rayas verticales largas. Así que mi intuición sería que la gravedad controla la velocidad de las rayas, la línea de humectación/contacto, la forma y la tensión superficial controla el ancho o la longitud de onda.

En otras palabras. Si tiene una película líquida debido a la lluvia, la gravedad es la fuerza hacia abajo. El comportamiento de humectación en el frente de la película es una fuerza que actúa en sentido opuesto. La tensión superficial ahora controla ese líquido detrás de ella. En algunos puntos, la película se rompe, nuevamente por la tensión superficial (Plateau-Rayleigh), dándote un nuevo frente y la historia se repite.

Estás preguntando sobre la textura de la superficie, y el aspecto más importante de la textura de la superficie está en el comportamiento de la línea de contacto. Diferentes texturas provocan diferentes fuerzas opuestas o de ruptura. Supongo que las superficies rugosas (como una calle) tienen fuerzas opuestas más altas.

Y tal vez para arrojar a otro posible culpable al círculo: creo que estas perturbaciones pueden ser ondas Tollmien-Schlicting que surgen durante la transición del flujo de la capa límite laminar al flujo de la capa límite turbulenta.

Por lo general, lo que comienza a ver aguas abajo de este tipo de ondas es un componente rotacional del flujo. El agua parece "enrollarse" en la dirección del flujo cruzado y "estalla". Un ejemplo de cómo puede verse esto se encuentra en la parte inferior derecha de la figura (esta es una vista de arriba hacia abajo de una capa límite sobre una placa plana) (fuente) :

Básicamente, las ondas TS crecen a medida que se mueven río abajo y finalmente estallan, provocando una vorticidad de flujo cruzado y formas de turbulencia. Se pueden ver patrones similares en el agua que fluye río abajo, o diría yo, delgadas láminas de agua que fluyen por el pavimento.