Теңіз тұзды аэрозоль - Sea salt aerosol

Теңіз тұзды аэрозоль, ол бастапқыда шыққан теңіз спрейі, ең кең таралған табиғи бірі болып табылады аэрозольдер. Теңіз тұзы аэрозольдері жеңіл сіңірілмейтін сипаттамаға ие гигроскопиялық және дөрекі бөлшектердің мөлшері. Кейбір теңіз тұзы үстемдік ететін аэрозольдерде бір рет шашырау болуы мүмкін альбедо ~ 0.97 үлкен.[1] Гигроскопияның арқасында теңіз тұзы бөлшегі өте тиімді қызмет ете алады бұлтты конденсация ядролары (CCN), өзгерту бұлт шағылыстырушылық, өмір бойы және атмосфералық жауын-шашын процесс. Сәйкес IPCC есеп, мұхиттан атмосфераға жалпы теңіз тұзы ағыны ~ 3300 Тг / жыл.[2]

Қалыптасу

Көптеген физикалық процестер мұхит бетінде теңіз тұзы аэрозольдері түзілуі мүмкін. Жалпы себептердің бірі - жарылыс ауа көпіршіктері кезінде жел стресстері әсер етеді ақ қабық қалыптастыру. Тағы біреуі - толқын шыңдарынан тамшыларды жырту.[3] Желдің жылдамдығы екі механизмде де өндіріс қарқынын анықтайтын шешуші фактор болып табылады. Теңіз тұзы бөлшектерінің концентрациясы 50 см жетуі мүмкін−3 немесе қатты желдермен (> 10 м с) көп−1), ~ 10 см-ге қарағанда−3 немесе орташа жел режимінде.[3] Желдің жылдамдығына тәуелді болғандықтан, теңіз-тұз бөлшектерінің өндірісі және оның әсері күтуге болады климат әр түрлі болуы мүмкін климаттық өзгеріс.

Сипаттамалары

Химиялық қосылыстар

Теңіз тұзды аэрозольдер негізінен құралған натрий хлориді (NaCl), бірақ басқа химиялық заттар иондар теңіз суында көп кездесетін, мысалы, К.+, Mg2+, Ca2+, SO42− және т.с.с. табуға болады. Жақында жүргізілген зерттеу теңіз тұзы аэрозольдарының құрамында едәуір мөлшер бар екенін анықтады органикалық заттар.[4][5] Органикалық материалдар көбінесе органикалық бай теңіз бетіндегі ауа көпіршіктерінің кебуіне байланысты араласады.[3] Органикалық компоненттердің үлесі бөлшектердің мөлшері кішірейген сайын көбейеді. Құрамындағы органикалық материалдар өзгереді оптикалық теңіз тұзының қасиеттері, сонымен қатар гигроскопиялық, әсіресе кейбіреулер ерімейтін органикалық заттар индукцияланады.

Өлшемдері

Теңіз тұзы аэрозольдерінің мөлшері ~ 0,05-тен 10 мкм-ге дейін кең ауқымда, массаларының көп бөлігі супер-микрон диапазонында шоғырланған (өрескел режим), ал суб-микрон диапазонында ең көп концентрациясы бар. Сәйкесінше, теңіз тұзы аэрозольдерінің кең спектрі бар атмосфералық өмір. Теңіз тұзды аэрозольдар қалай болса, солай болады гигроскопиялық, олардың бөлшектерінің өлшемдері әр түрлі болуы мүмкін ылғалдылық теңіз коэффициентіне 2 есе әсер етеді сульфатты аэрозоль әр түрлі өлшемдерге байланысты әр түрлі жолмен қалыптасу. Төменгі уақытта тамшылардың активтенуі үшін критикалық диаметрден төмен теңіз тұзы аэрозольдері суперқанықтық, өсуіне ядролар бола алады сульфат теңіз тұзының ірі бөлшектері газ тәрізді раковинаның рөлін атқарады сутегі сульфаты (H2СО4) түзілуіне қол жетімді сульфат мөлшерін төмендететін молекулалар жинақтау режимі бөлшектер.[3]

Әсер

Жердің радиациялық бюджетін өзгерту

Теңіз тұзды аэрозольдер Жерді өзгерте алады радиациялық бюджет тікелей арқылы шашырау күн радиациясы (тікелей әсер), және жанама түрде өзгеріп отырады бұлт альбедосы CCN ретінде қызмет ете отырып (жанама әсер). Әртүрлі модельдер жылдық орташа мәнге әр түрлі болжам жасайды радиациялық мәжбүрлеу тікелей теңіз тұзымен әсер етеді, бірақ алдыңғы зерттеулердің көпшілігі 0,6-1,0 Вт м құрайды−2.[6][7] Жанама әсерлерден туындаған радиациялық күш аэрозольдің жанама әсерін параметрлеуге байланысты модельді болжаудың одан да үлкен ауытқуларын көрсетеді. Алайда, модель нәтижелері[6][7] жанама әсерін күшейтеді Оңтүстік жарты шар.

Жауын-шашын процесіне әсер ету

Барлық еритін аэрозольдер сияқты, қалыпты мөлшердегі теңіз тұздарының ұлғаюы оларды басады атмосфералық жауын-шашын бұлт тамшылары санының концентрациясын жоғарылату және бұлт тамшысының мөлшерін азайту арқылы жылы бұлттардағы процесс. Сондай-ақ, олар аралас фазалы бұлттарда жауын-шашынның пайда болуын күшейтеді, өйткені басылған ұсақ бұлт тамшылары мұздату деңгейінен жоғары көтерілгенде, көп жасырын жылу мазмұнына байланысты шығарылатын болады қату бұлт тамшылары.[8] Бұған қоса, ластанған бұлттарға теңіз тұзы аэрозолдарын қосу жауын-шашын процесін жеделдетуі мүмкін, өйткені алып CCN-ді басқа ұсақ бұлт тамшыларын жинап, жаңбыр тамшыларына айналатын ірі бөлшектерге айналдыру мүмкін.[9] Үлкен теңіз тұзы аэрозольдерінде пайда болатын бұлт тамшылары конденсацияның әсерінен әлдеқайда тез өсуі мүмкін, бұл еритін аэрозоль бөлшектерінде пайда болатын бұлт тамшылары, өйткені алып тұз теңіз бұлтының тамшылары бұлтқа түскеннен кейін ұзақ уақыт концентрацияланған ерітінді тамшылары болып қалуы мүмкін. Мұндай тамшылардың конденсациялық өсу жылдамдығы ұсақ аэрозоль бөлшектерінде пайда болған тамшыларға қарағанда екі еседен артық болуы мүмкін, ал бұлттың қалыпты тамшыларынан айырмашылығы, ең үлкен теңіз тұзы аэрозольдерінде пайда болған тамшылар, әйтпесе басқа қаныққан бұлтты төмен түсіру кезінде конденсациямен өсуі мүмкін.[10]

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ McComiskey, A. (редактор), Эндрюс, E., және басқалар, аэрозольдер және радиация - NOAA Жер жүйесін зерттеу зертханасы
  2. ^ IPCC үшінші бағалау туралы есеп: Климаттың өзгеруі 2001 (TAR)
  3. ^ а б c г. Левин, Зев; Коттон, Уильям Р., редакция. (2009). Аэрозоль ластануының жауын-шашынға әсері. дои:10.1007/978-1-4020-8690-8. ISBN  978-1-4020-8689-2.
  4. ^ Кавалли, Ф. (2004). «Солтүстік Атлантика үстіндегі теңіз аэрозольіндегі мөлшерімен шешілген органикалық заттарды сипаттаудағы жетістіктер». Геофизикалық зерттеулер журналы. 109. дои:10.1029 / 2004JD005137.
  5. ^ О'Доуд, Колин Д .; Фаччини, Мария Кристина; Кавалли, Фабризия; Цебурнис, Дарий; Мирче, Михаела; Дезезари, Стефано; Фуцци, Сандро; Юн, Жас Джун; Пута, Жан-Филипп (2004). «Теңіз аэрозолына биогенді қозғалатын органикалық үлес». Табиғат. 431 (7009): 676–680. дои:10.1038 / табиғат02959. PMID  15470425.
  6. ^ а б Ма, Х .; фон Зальцен, К .; Li, J. (2008). «Теңіз тұзы аэрозолін модельдеу және оның климатқа тікелей және жанама әсері» (PDF). Атмосфералық химия және физика. 8 (5): 1311–1327. дои:10.5194 / acp-8-1311-2008.
  7. ^ а б Аяш, Тарек; Гонг, Сунлинг; Jia, Charles Q. (2008). «Теңіз тұзы аэрозольдерінің тікелей және жанама қысқа толқынды радиациялық әсерлері». Климат журналы. 21 (13): 3207–3220. дои:10.1175 / 2007jcli2063.1.
  8. ^ Розенфельд, Д .; Лохман, У .; Рага, Г.Б .; О'Доуд, Д .; Кулмала, М .; Фуцци, С .; Рейсселл, А .; Andreae, M. O. (2008). «Су тасқыны немесе құрғақшылық: аэрозольдер жауын-шашынға қалай әсер етеді?». Ғылым. 321 (5894): 1309–1313. дои:10.1126 / ғылым.1160606. PMID  18772428.
  9. ^ Джонсон, Дэвид Б. (1982). «Жылы жаңбыр бастамасындағы алып және ультрагиантты аэрозоль бөлшектерінің рөлі». Атмосфералық ғылымдар журналы. 39 (2): 448–460. дои:10.1175 / 1520-0469 (1982) 039 <0448: trogau> 2.0.co; 2.
  10. ^ Дженсен, Йорген Б .; Нугент, Элисон Д. (наурыз 2017). «Теңіз-тұзды аэрозоль алып бөлшектерінде пайда болған тамшылардың конденсатты өсуі». Атмосфералық ғылымдар журналы (Қолжазба ұсынылды). 74 (3): 679–697. дои:10.1175 / JAS-D-15-0370.1.