Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Загрязнение аэрозолями над Северной Индией и Бангладеш - НАСА

Ядра конденсации облаков или CCN (также известные как зародыши облаков ) представляют собой небольшие частицы, обычно размером 0,2 мкм , или 1/100 размера облачной капли [1], на которых конденсируется водяной пар. Вода требует негазовой поверхности для перехода от пара к жидкости ; этот процесс называется конденсацией. В атмосфере эта поверхность представляет собой крошечные твердые или жидкие частицы, называемые CCN. Когда CCN отсутствуют, водяной пар может быть переохлажден при температуре около –13 ° C (8 ° F) в течение 5–6 часов до того, как капли спонтанно образуются (это основа камеры Вильсона для обнаружения субатомных частиц).[ необходима цитата ] При температурах выше точки замерзания воздух должен быть перенасыщен примерно до 400%, прежде чем могут образоваться капли. [ необходима цитата ]

Концепция ядер конденсации облаков используется в засева облаков , который пытается стимулировать выпадение дождя, засевая воздух ядрами конденсации. Кроме того, было высказано предположение, что создание таких ядер может быть использовано для осветления морских облаков - метод климатической инженерии . [ необходима цитата ]

Размер, изобилие и состав [ править ]

Типичная капля дождя имеет диаметр около 2 мм, типичная облачная капля имеет размер порядка 0,02 мм, а типичное ядро ​​конденсации облака ( аэрозоль ) имеет диаметр порядка 0,0001 мм или 0,1 мкм или больше. Количество ядер облачной конденсации в воздухе можно измерить и составляет от 100 до 1000 на кубический сантиметр. Общая масса CCN, выбрасываемых в атмосферу, оценивается в 2x10 12  кг за год. [ необходима цитата ]

Существует множество различных типов атмосферных частиц, которые могут действовать как CCN. Частицы могут состоять из пыли или глины , сажи или черного углерода от пастбищ или лесных пожаров, морской соли от брызг океанских волн, сажи от заводских дымовых труб или двигателей внутреннего сгорания, сульфата от вулканической активности, фитопланктона или окисления диоксида серы и вторичных органическое вещество, образующееся при окислении летучих органических соединений . Способность этих различных типов частиц образовывать облачные капли различается в зависимости от их размера, а также их точного состава, поскольку гигроскопичностьсвойства этих разных составляющих очень разные. Например, сульфат и морская соль легко поглощают воду, в то время как сажа, органический углерод и минеральные частицы - нет. Это еще более усложняется тем фактом, что многие химические вещества могут быть смешаны внутри частиц (в частности, сульфат и органический углерод). Кроме того, хотя некоторые частицы (например, сажа и минералы) не образуют очень хороших CCN, они действуют как ядра льда в более холодных частях атмосферы. [ необходима цитата ]

Количество и тип CCN могут влиять на количество осадков, [2] время жизни и радиационные свойства облаков, а также на количество и, следовательно, оказывать влияние на изменение климата ; [3] детали не совсем понятны, но являются предметом исследования. Есть также предположение, что солнечные колебания могут влиять на свойства облаков через CCN и, следовательно, влиять на климат .

Цветение фитопланктона в Северном море и Скагерраке - НАСА

Роль фитопланктона [ править ]

Сульфатный аэрозоль (SO 4 2– и капли метансульфоновой кислоты ) действует как CCN. Эти сульфатные аэрозоли частично образуются из диметилсульфида (ДМС), продуцируемого фитопланктоном в открытом океане. Крупное цветение водорослей в поверхностных водах океана происходит в широком диапазоне широт и вносит значительный вклад DMS в атмосферу, выступая в качестве ядер. Идея о том, что повышение глобальной температуры также увеличит активность фитопланктона и, следовательно, числа CCN, рассматривалась как возможное природное явление, которое будет противодействовать изменению климата . Ученые наблюдали рост фитопланктона в определенных областях, но причины этого неясны. [4] [5]

Контргипотеза выдвигается в книге Джеймса Лавлока «Месть Гайи» . Потепление океанов, вероятно, станет расслоенным , при этом большая часть питательных веществ океана будет захвачена в холодных нижних слоях, а большая часть света, необходимого для фотосинтеза, - в верхнем теплом слое. По этому сценарию, лишенный питательных веществ, морской фитопланктон будет сокращаться, как и ядра конденсации сульфатных облаков, и высокое альбедо, связанное с низкими облаками. Это известно как гипотеза CLAW [6] (названная в честь инициалов авторов в статье Nature 1987 г. ), но убедительных доказательств в поддержку этого пока не поступало.

См. Также [ править ]

  • Процесс Бержерона
  • Эвапотранспирация
  • Глобальное затемнение
  • Семенной кристалл
  • Круговорот воды

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Формирование тумана, тумана и облаков: ядра конденсации" . Проверено 25 ноября 2014 года .
  2. ^ Хаин, AP; BenMoshe, N .; Покровский, А. (1 июня 2008 г.). «Факторы, определяющие влияние аэрозолей на приземные осадки из облаков: попытка классификации». Журнал атмосферных наук . 65 (6): 1721–1748. Bibcode : 2008JAtS ... 65.1721K . DOI : 10.1175 / 2007jas2515.1 .
  3. ^ «Изменение климата 2001: научная основа» . Проверено 25 ноября 2014 года .
  4. ^ "Серия Прогресс Морской Экологии 268: 31" (PDF) . int-res.com . Проверено 21 апреля 2018 года .
  5. ^ "Inter Research" . MEPS. С. 39–52 . Проверено 25 ноября 2014 года .
  6. ^ "ГАЙЯ и КОГОТЬ" . Архивировано из оригинала 28 января 2007 года . Проверено 25 ноября 2014 года .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Чарлсон, Роберт Дж .; Лавлок, Джеймс; Andreae, Meinrat O .; Уоррен, Стивен Г. (1987). «Океанический фитопланктон, сера в атмосфере, альбедо облаков и климат». Природа . 326 (6114): 655–661. Bibcode : 1987Natur.326..655C . DOI : 10.1038 / 326655a0 . S2CID  4321239 .
  • NH Fletcher. Физика дождевых облаков . (Издательство Кембриджского университета, 1966). [ ISBN отсутствует ]

Внешние ссылки [ править ]

  • www.grida.no
  • Легкий эксперимент, который можно провести дома (на французском)