Ядро льда - Википедия - Ice nucleus

Механизмы образования льда.[требуется разъяснение ]

An ледяное ядро, также известная как зарождающаяся частица льда (INP), представляет собой частицу, которая действует как ядро для формирования ледяной кристалл в атмосфера.

Механизмы

Существует ряд механизмов зарождения льда в атмосфере, с помощью которых ядра льда могут катализировать образование частиц льда. В верхнем тропосфера, водяной пар может осаждаться непосредственно на твердой частице. В облаках с температурой выше -37 ° C, где жидкая вода может удерживаться в переохлажденный В состоянии ледяные ядра могут вызвать замораживание 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

Частицы льда могут оказывать значительное влияние на облако динамика. Как известно, они играют важную роль в процессах электризации облаков, что вызывает молния. Также известно, что они способны формировать 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]


Атмосферные твердые частицы

Множество разных типов атмосферные твердые частицы могут действовать как ядра льда, как естественные, так и антропогенные, в том числе состоящие из пустынной пыли, сажи, органических веществ, бактерий (например, Pseudomonas syringae ), пыльца, споры грибов и вулканический пепел среди прочего.[1][7] Однако точный зарождение потенциал каждого типа сильно варьируется в зависимости от конкретных атмосферных условий. Очень мало известно о пространственном распределении этих частиц, их общем значении для глобального климата из-за образования ледяных облаков, а также о том, сыграла ли деятельность человека важную роль в изменении этих эффектов.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Мюррей; и другие. (2012). «Зарождение льда частицами, погруженными в переохлажденные облачные капли». Chem Soc Rev. 41 (19): 6519–6554. Дои:10.1039 / c2cs35200a. PMID  22932664.
  2. ^ Кулкарни Г. (2014). «Зарождение льда голых частиц минеральной пыли, покрытых серной кислотой, и влияние на свойства облаков» (PDF). Журнал геофизических исследований. 119 (16): 9993–10011. Bibcode:2014JGRD..119.9993K. Дои:10.1002 / 2014JD021567.
  3. ^ Куп, Т. (25 марта 2004 г.). «Гомогенное зародышеобразование льда в воде и водных растворах». Zeitschrift für Physikalische Chemie. 218 (11): 1231–1258. Дои:10.1524 / zpch.218.11.1231.50812. Получено 2008-04-07.
  4. ^ Мюррей Б. (2010). «Гомогенное зародышеобразование льда в воде и водных растворах». Физическая химия Химическая физика. 12 (35): 10380–10387. Bibcode:2010PCCP ... 1210380M. Дои: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». Дои:10.5194 / acp-2020-852. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  6. ^ Вергара-Темпрадо, 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.). «Сильный контроль отражательной способности облаков Южного океана от частиц, образующих лед». Труды Национальной академии наук. 115 (11): 2687–2692. Дои:10.1073 / pnas.1721627115.
  7. ^ Кристнер BC, Моррис CE, Форман CM, Cai R, Sands DC (2008). «Повсеместность биологических зародышеобразователей льда в снегопаде». Наука. 319 (5867): 1214. Bibcode:2008Sci ... 319.1214C. CiteSeerX  10.1.1.395.4918. Дои:10.1126 / science.1149757. PMID  18309078.