Ядро льда

Механизмы образования льда. ^{[ требуется разъяснение ]}

Ядро льда , также известное как лед зародышеобразование частица (INP), является частицей , которая выступает в качестве ядра для формирования кристалла льда в атмосфере .

Механизмы [ править ]

Существует ряд механизмов зарождения льда в атмосфере, с помощью которых ядра льда могут катализировать образование частиц льда. В верхних слоях тропосферы водяной пар может осаждаться непосредственно на твердых частицах. В облаках с температурой выше -37 ° C, где жидкая вода может оставаться в переохлажденном состоянии, ядра льда могут вызвать замерзание капель. ^[1]

Контактное зародышеобразование может происходить, если ледяное ядро сталкивается с переохлажденной каплей, но более важный механизм замерзания - это когда ледяное ядро погружается в переохлажденную каплю воды, а затем вызывает замораживание.

В отсутствие зародышей льда капли чистой воды могут оставаться в переохлажденном состоянии до температур, приближающихся к -37 ° C, при которых они равномерно замерзают. ^[2]^[3]^[4]

Динамика облаков [ править ]

Частицы льда могут оказывать значительное влияние на динамику облаков . Известно, что они играют важную роль в процессах электризации облаков, что приводит к возникновению молний . Также известно, что они способны образовывать семена для капель дождя . Стало ясно, что концентрация зарождающихся частиц льда в неглубоких облаках является ключевым фактором обратной связи между облаками и климатом. ^[5]^[6]

Твердые частицы атмосферы [ править ]

Многие различные типы атмосферных твердых частиц могут действовать как ядра льда, как естественные, так и антропогенные, в том числе состоящие из пустынной пыли, сажи, органических веществ, бактерий (например, Pseudomonas syringae ), пыльцы, спор грибов и вулканического пепла среди прочего. ^[1]^[7] Однако точный потенциал нуклеации каждого типа сильно варьируется в зависимости от точных атмосферных условий. Очень мало известно о пространственном распределении этих частиц, их общем значении для глобального климата из-за образования ледяных облаков и о том, сыграла ли деятельность человека важную роль в изменении этих эффектов.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ ^а ^б Мюррей; и другие. (2012). «Зарождение льда частицами, погруженными в переохлажденные облачные капли» . Chem Soc Rev . 41 (19): 6519–6554. DOI : 10.1039 / c2cs35200a . PMID 22932664 .
^ Кулкарни G (2014). «Зарождение льда голых частиц минеральной пыли, покрытых серной кислотой, и влияние на свойства облаков» . Журнал геофизических исследований . 119 (16): 9993–10011. Bibcode : 2014JGRD..119.9993K . DOI : 10.1002 / 2014JD021567 .
^ Куп, Т. (25 марта 2004). «Гомогенное зародышеобразование льда в воде и водных растворах» . Zeitschrift für Physikalische Chemie . 218 (11): 1231–1258. DOI : 10.1524 / zpch.218.11.1231.50812 . S2CID 46915879 . Проверено 7 апреля 2008 .
^ Мюррей Б. (2010). «Гомогенное зародышеобразование льда в воде и водных растворах». Физическая химия Химическая физика . 12 (35): 10380–10387. Bibcode : 2010PCCP ... 1210380M . DOI : 10.1039 / c003297b . PMID 20577704 .
^ Мюррей, Бенджамин Дж .; Carslaw, Kenneth S .; Филд, Пол Р. (21 августа 2020 г.). «Мнение: Климатическая обратная связь в фазе облаков и важность зарождающихся во льду частиц» . DOI : 10,5194 / ACP-2020-852 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
^ Вергара-Temprado, Хесус; Miltenberger, Annette K .; Фуртадо, Калли; Grosvenor, Daniel P .; Шипвей, Бен Дж .; Хилл, Адриан А .; Уилкинсон, Джонатан М .; Филд, Пол Р .; Мюррей, Бенджамин Дж .; Карслоу, Кен С. (13 марта 2018 г.). «Строгий контроль отражательной способности облаков Южного океана от частиц, образующих лед» . Труды Национальной академии наук . 115 (11): 2687–2692. Bibcode : 2018PNAS..115.2687V . DOI : 10.1073 / pnas.1721627115 . PMC 5856555 . PMID 29490918 .
^ Christner BC, Моррис CE, Foreman CM, Cai R, Сэндс DC (2008). «Повсеместность биологических зародышеобразователей льда в снегопаде». Наука . 319 (5867): 1214. Bibcode : 2008Sci ... 319.1214C . CiteSeerX 10.1.1.395.4918 . DOI : 10.1126 / science.1149757 . PMID 18309078 . S2CID 39398426 .

[Murray2012-1] а ^б Мюррей; и другие. (2012). «Зарождение льда частицами, погруженными в переохлажденные облачные капли» . Chem Soc Rev . 41 (19): 6519–6554. DOI : 10.1039 / c2cs35200a . PMID 22932664 .

[Kulkarni2015-2] Кулкарни G (2014). «Зарождение льда голых частиц минеральной пыли, покрытых серной кислотой, и влияние на свойства облаков» . Журнал геофизических исследований . 119 (16): 9993–10011. Bibcode : 2014JGRD..119.9993K . DOI : 10.1002 / 2014JD021567 .

[Koop2004-3] Куп, Т. (25 марта 2004). «Гомогенное зародышеобразование льда в воде и водных растворах» . Zeitschrift für Physikalische Chemie . 218 (11): 1231–1258. DOI : 10.1524 / zpch.218.11.1231.50812 . S2CID 46915879 . Проверено 7 апреля 2008 .

[Murray2010-4] Мюррей Б. (2010). «Гомогенное зародышеобразование льда в воде и водных растворах». Физическая химия Химическая физика . 12 (35): 10380–10387. Bibcode : 2010PCCP ... 1210380M . DOI : 10.1039 / c003297b . PMID 20577704 .

[5] Мюррей, Бенджамин Дж .; Carslaw, Kenneth S .; Филд, Пол Р. (21 августа 2020 г.). «Мнение: Климатическая обратная связь в фазе облаков и важность зарождающихся во льду частиц» . DOI : 10,5194 / ACP-2020-852 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )

[6] Вергара-Temprado, Хесус; Miltenberger, Annette K .; Фуртадо, Калли; Grosvenor, Daniel P .; Шипвей, Бен Дж .; Хилл, Адриан А .; Уилкинсон, Джонатан М .; Филд, Пол Р .; Мюррей, Бенджамин Дж .; Карслоу, Кен С. (13 марта 2018 г.). «Строгий контроль отражательной способности облаков Южного океана от частиц, образующих лед» . Труды Национальной академии наук . 115 (11): 2687–2692. Bibcode : 2018PNAS..115.2687V . DOI : 10.1073 / pnas.1721627115 . PMC 5856555 . PMID 29490918 .

[pmid18309078-7] Christner BC, Моррис CE, Foreman CM, Cai R, Сэндс DC (2008). «Повсеместность биологических зародышеобразователей льда в снегопаде». Наука . 319 (5867): 1214. Bibcode : 2008Sci ... 319.1214C . CiteSeerX 10.1.1.395.4918 . DOI : 10.1126 / science.1149757 . PMID 18309078 . S2CID 39398426 .

[1]