Nucleación de Gotas de Nube
Cómo el vapor de agua se condensa en partículas de aerosol para formar la población inicial de gotas de nubes.
Definition
La nucleación de gotas de nubes es el proceso por el cual el vapor de agua se condensa en una partícula de aerosol y la gota de solución resultante crece más allá de un tamaño crítico para convertirse en una gota de nube activada.
Scope
Cubre la nucleación homogénea y heterogénea, el efecto de curvatura de Kelvin y el efecto de soluto de Raoult, la teoría de Kohler y la sobresaturación crítica para la activación, la dependencia de la activación del tamaño y la composición de las partículas, y el papel del aerosol higroscópico como núcleos de condensación de nubes.
Core questions
- ¿Por qué las nubes no pueden formarse por condensación espontánea en la atmósfera?
- ¿Cómo compiten la curvatura y el soluto disuelto para establecer el umbral de activación?
- ¿Qué partículas de aerosol son más efectivas como núcleos de condensación de nubes?
Key theories
- Teoría de Kohler
- La teoría de Kohler combina el efecto Kelvin, que eleva la presión de vapor de equilibrio sobre superficies curvas, con el efecto soluto, que la reduce, para predecir la sobresaturación crítica a la que se activa una partícula.
Mechanisms
La formación de gotas de agua pura se ve inhibida por el efecto Kelvin, que hace que la presión de vapor de equilibrio sobre una gota diminuta sea muy alta. En cambio, las gotas atmosféricas se forman en partículas de aerosol higroscópicas cuyo soluto disuelto reduce la presión de vapor de equilibrio. La competencia entre estos efectos, descrita por la curva de Kohler, da un radio crítico y una sobresaturación crítica; las partículas que alcanzan este punto se activan y crecen libremente como gotas de nubes, mientras que las partículas de neblina más pequeñas permanecen en equilibrio estable.
Clinical relevance
La activación de las gotas vincula la abundancia de aerosoles con el número de gotas de nubes y, por lo tanto, con el brillo y la vida útil de las nubes, la base del efecto indirecto de los aerosoles en el clima.
History
Hilding Kohler formuló la teoría del equilibrio de las gotas de solución en 1936, proporcionando el marco cuantitativo para la activación de las gotas que sigue siendo la base de los estudios de nucleación de nubes.
Key figures
- Hilding Kohler
- Hans Pruppacher
Related topics
Seminal works
- kohler1936
- pruppacher1997
Frequently asked questions
- ¿Qué es la sobresaturación crítica?
- La sobresaturación crítica es el pico de la curva de Kohler; una vez que la sobresaturación ambiental la excede, una partícula de aerosol se activa y su gota crece sin límite en lugar de permanecer en equilibrio.