ذرات معلق جوی

منابع، دینامیک، ترکیب و اثرات نوری ذرات جامد و مایع معلق در جو.

Definition

ذرات معلق جوی عبارتند از سوسپانسیون ذرات ریز جامد و مایع در هوا، همراه با فرآیندهایی که آنها را ایجاد، تغییر، منتقل و حذف می‌کنند.

Scope

این حوزه شامل تشکیل ذرات معلق از طریق هسته‌زایی و انتشار، رشد، انعقاد و حذف آنها، ترکیب شیمیایی آنها از جمله مواد آلی ثانویه، توزیع اندازه آنها، و تعامل آنها با تابش و ابرها می‌شود. این مبحث دینامیک فیزیکی جمعیت ذرات و اثرات ناشی از آن بر کیفیت هوا و اقلیم را در بر می‌گیرد.

Sub-topics

• تشکیل و دینامیک آئروسل
• خواص نوری و اثرات تابشی ذرات معلق (آئروسل)
• شیمی آئروسل آلی ثانویه

Core questions

• ذرات معلق چگونه در جو تشکیل و تکامل می‌یابند؟
• چه عواملی توزیع اندازه و طول عمر ذرات معلق را کنترل می‌کنند؟
• ذرات معلق چگونه بر تابش، ابرها و کیفیت هوا تأثیر می‌گذارند؟

Key theories

معادله دینامیک عمومی ذرات معلق

یک موازنه جمعیتی که چگونگی شکل‌گیری توزیع اندازه ذرات معلق در حال تکامل را از طریق هسته‌زایی، چگالش، انعقاد و رسوب توصیف می‌کند.

اثرات تابشی مستقیم و غیرمستقیم ذرات معلق

ذرات معلق نور خورشید را مستقیماً پراکنده و جذب می‌کنند و به طور غیرمستقیم خواص ابر را تغییر می‌دهند و یک سرمایش خالص ایجاد می‌کنند که تا حدی گرمایش گلخانه‌ای را جبران می‌کند.

Mechanisms

ذرات معلق مستقیماً به عنوان ذرات اولیه منتشر می‌شوند یا به صورت درجا از طریق هسته‌زایی و چگالش بخارات با فراریت کم تشکیل می‌شوند. توزیع اندازه آنها از طریق رشد چگالشی، انعقاد ذرات کوچکتر، و حذف توسط رسوب خشک و شستشوی مرطوب تکامل می‌یابد. اندازه و ترکیب ذرات تعیین می‌کند که ذرات معلق تا چه حد تابش را پراکنده و جذب می‌کنند و تا چه حد به راحتی به عنوان هسته‌های چگالش ابر عمل می‌کنند، که دینامیک ذرات معلق را به کیفیت هوا و واداشتن اقلیمی مرتبط می‌سازد.

Clinical relevance

ذرات معلق جزء اصلی آلودگی هوای ذراتی هستند که بر سلامت انسان و دید تأثیر می‌گذارند، و تعاملات ذرات معلق-تابش و ذرات معلق-ابر از بزرگترین عدم قطعیت‌ها در واداشتن اقلیمی هستند.

History

علم ذرات معلق از مطالعات اولیه چگالش توسط آیتکن و ویلسون توسعه یافت، از طریق کار اتاقک ابر و ابزار دقیق در قرن بیستم پیشرفت کرد، و با کمی‌سازی نقش تابشی ذرات در ارزیابی‌های متوالی IPCC، به محوریت علم اقلیم تبدیل شد.

Key figures

• John Seinfeld
• Spyros Pandis
• William Hinds

Seminal works

• seinfeldPandis2016
• boucher2013

Frequently asked questions

آیا ذرات معلق اقلیم را گرم می‌کنند یا سرد؟

بیشتر ذرات معلق با پراکنده کردن نور خورشید و روشن‌تر کردن ابرها، اقلیم را سرد می‌کنند، اگرچه ذرات جاذب مانند کربن سیاه باعث گرمایش می‌شوند؛ اثر خالص، جبران جزئی گرمایش گلخانه‌ای است.