Colisión-Fusión Una teoría que explica cómo el comportamiento de gotitas individuales conduce a la formación de nubes es el proceso de la colisión-fusión. Las gotitas suspendidas en el aire actuarán recíprocamente, chocando y alejándose o uniéndose -- combinándose -- para formar una gotita más grande. Eventualmente, las gotitas llegan a ser bastante grandes que caen a la tierra como precipitación. El proceso de la colisión-fusión no comprende una parte significativa de formación de la nube por la misma razón que las gotitas del agua tienen una tensión de superficie relativamente alta, que evita que se unan en una escala grande antes de que caigan a la tierra.
La típica gota de lluvia tiene un radio aproximado de 1 mm, mientras que el radio típico de las gotitas nubosas está en el rango de decenas de µm. ¿Cómo se transforman en gotas de lluvia las gotitas nubosas? Las gotitas nubosas alcanzan un tamaño suficiente por condensación, porque la tasa de aumento del radio de las gotitas decrece con el tiempo. Las gotitas nubosas calientes crecen y forman precipitación a través del proceso de colisión y coalescencia. Las gotitas más grandes caen por gravedad a través de las gotitas pequeñas y creen a medida que chocan y se incorporan a ellas.
Izquierda: modelo conceptual de la tasa de crecimiento del radio de las gotitas nubosas por condensación y por colisión y coalescencia. Derecha: colisión y coalescencia en nubes calientes.
La eficiencia de colección a la cual una gota intercepta y se une con otras gotas, esto es el producto de la eficiencia de colección y la eficiencia de coalescencia. La eficiencia de colisión está determinada por el flujo de aire alrededor de las gotas cuando caen, las partículas más pequeñas pueden ser quitadas o puestas en el camino de las grandes. La eficiencia de coalescencia refleja el hecho de que dos gotas pueden chocar pero no coalescer permanentemente. Normalmente la coalescencia es un proceso eficiente y se puede considerar al 100%. Reduciendo la eficiencia de colección a la eficiencia de colisión.