एरोसोल के प्रकाशीय गुण और विकिरण संबंधी प्रभाव

एरोसोल कण प्रकाश को कैसे बिखेरते और अवशोषित करते हैं, और पृथ्वी के विकिरण संतुलन पर इसके परिणामस्वरूप होने वाले प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष प्रभाव।

Definition

एरोसोल के प्रकाशीय गुण यह बताते हैं कि कण विकिरण के साथ कैसे परस्पर क्रिया करते हैं, और एरोसोल के विकिरण संबंधी प्रभाव वायुमंडल के माध्यम से सौर और स्थलीय ऊर्जा के प्रवाह में होने वाले परिणामी विक्षोभ हैं।

Scope

एरोसोल पर लागू मी (Mie) प्रकीर्णन सिद्धांत, प्रकीर्णन और अवशोषण दक्षताएँ तथा एकल-प्रकीर्णन अल्बेडो, एरोसोल प्रकाशीय गहराई, प्रकीर्णन और अवशोषित करने वाले कणों का प्रत्यक्ष विकिरण प्रभाव, ब्लैक कार्बन की भूमिका, और बादलों के माध्यम से होने वाले अप्रत्यक्ष प्रभावों को शामिल करता है।

Core questions

• कण का आकार और संरचना प्रकीर्णन और अवशोषण को कैसे निर्धारित करते हैं?
• एरोसोल प्रकाशीय गहराई क्या है और इसे कैसे मापा जाता है?
• एरोसोल बादलों के माध्यम से जलवायु को प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष रूप से कैसे प्रभावित करते हैं?

Key theories

मी प्रकीर्णन सिद्धांत

गोलाकार कणों द्वारा प्रकाश प्रकीर्णन का एक सटीक समाधान जो एक कण के आकार और अपवर्तक सूचकांक को उसकी प्रकीर्णन और अवशोषण दक्षता से संबंधित करता है।

एरोसोल विकिरण बल

प्रकीर्णन करने वाले एरोसोल ग्रहीय अल्बेडो को बढ़ाते हैं और ठंडा करते हैं, अवशोषित करने वाले एरोसोल वायुमंडल को गर्म करते हैं, और बादलों पर एरोसोल के प्रभाव एक और, अधिक अनिश्चित बल जोड़ते हैं।

Mechanisms

जब कण का आकार प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के तुलनीय होता है, तो प्रकीर्णन और अवशोषण का वर्णन मी सिद्धांत द्वारा किया जाता है, जो आकार पैरामीटर और जटिल अपवर्तक सूचकांक के आधार पर दक्षताएँ उत्पन्न करता है। एकल-प्रकीर्णन अल्बेडो प्रकीर्णन द्वारा शीतलन और अवशोषण द्वारा तापन के बीच संतुलन स्थापित करता है। स्तंभ पर एकीकृत होने पर, विलुप्ति एरोसोल प्रकाशीय गहराई देती है। प्रत्यक्ष प्रभाव विकिरण संतुलन को तुरंत बदलते हैं, जबकि अप्रत्यक्ष प्रभाव तब उत्पन्न होते हैं जब एरोसोल बादल की बूंदों की संख्या, चमक और जीवनकाल को बदलते हैं।

Clinical relevance

एरोसोल के प्रकाशीय गुण दृश्यता, उपग्रहों से एरोसोल लोडिंग की पुनर्प्राप्ति, और एरोसोल जलवायु बल के परिमाण को नियंत्रित करते हैं, जो जलवायु अनुमानों में अनिश्चितता का एक प्रमुख स्रोत है।

History

गोलों द्वारा प्रकीर्णन के लिए गुस्ताव मी का 1908 का समाधान प्रकाशीय आधार प्रदान किया, और 1990 के दशक से एरोसोल विकिरण बल का परिमाणीकरण एक प्रमुख प्रयास बन गया क्योंकि आईपीसीसी (IPCC) आकलन में जलवायु बजट के लिए इसके महत्व को पहचाना गया।

Key figures

• Gustav Mie
• Craig Bohren

Seminal works

• bohrenHuffman1983
• boucher2013

Frequently asked questions

एरोसोल प्रकाशीय गहराई क्या है?

एरोसोल प्रकाशीय गहराई यह मापने का एक तरीका है कि एक ऊर्ध्वाधर स्तंभ में एरोसोल प्रकीर्णन और अवशोषण द्वारा प्रकाश को कितना क्षीण करते हैं; उच्च मानों का अर्थ है अधिक धुंधली, अधिक कण-युक्त हवा।