Sifat Optik Aerosol dan Efek Radiatif

Bagaimana partikel aerosol menghamburkan dan menyerap cahaya, serta efek langsung dan tidak langsung yang dihasilkan terhadap keseimbangan radiasi Bumi.

Definition

Sifat optik aerosol menjelaskan bagaimana partikel berinteraksi dengan radiasi, dan efek radiatif aerosol adalah gangguan yang dihasilkan terhadap aliran energi surya dan terestrial melalui atmosfer.

Scope

Mencakup teori hamburan Mie yang diterapkan pada aerosol, efisiensi hamburan dan penyerapan serta albedo hamburan tunggal, kedalaman optik aerosol, efek radiatif langsung dari partikel penghambur dan penyerap, peran karbon hitam, dan efek tidak langsung yang dimediasi melalui awan.

Core questions

• Bagaimana ukuran dan komposisi partikel menentukan hamburan dan penyerapan?
• Apa itu kedalaman optik aerosol dan bagaimana cara mengukurnya?
• Bagaimana aerosol memaksa iklim secara langsung dan tidak langsung melalui awan?

Key theories

Teori hamburan Mie

Solusi tepat hamburan cahaya oleh partikel bulat yang menghubungkan ukuran partikel dan indeks bias dengan efisiensi hamburan dan penyerapannya.

Pemaksaan radiatif aerosol

Aerosol penghambur meningkatkan albedo planet dan mendinginkan, aerosol penyerap menghangatkan atmosfer, dan efek aerosol pada awan menambah pemaksaan lebih lanjut yang lebih tidak pasti.

Mechanisms

Ketika ukuran partikel sebanding dengan panjang gelombang cahaya, hamburan dan penyerapan dijelaskan oleh teori Mie, yang menghasilkan efisiensi tergantung pada parameter ukuran dan indeks bias kompleks. Albedo hamburan tunggal menentukan keseimbangan antara pendinginan oleh hamburan dan pemanasan oleh penyerapan. Terintegrasi di seluruh kolom, kepunahan memberikan kedalaman optik aerosol. Efek langsung mengubah keseimbangan radiasi secara langsung, sementara efek tidak langsung muncul ketika aerosol mengubah jumlah tetesan awan, kecerahan, dan masa pakainya.

Clinical relevance

Sifat optik aerosol mengatur visibilitas, perolehan muatan aerosol dari satelit, dan besarnya pemaksaan iklim aerosol, sumber utama ketidakpastian dalam proyeksi iklim.

History

Solusi Gustav Mie tahun 1908 untuk hamburan oleh bola memberikan dasar optik, dan kuantifikasi pemaksaan radiatif aerosol menjadi upaya besar sejak tahun 1990-an karena kepentingannya untuk anggaran iklim diakui dalam penilaian IPCC.

Key figures

• Gustav Mie
• Craig Bohren

Seminal works

• bohrenHuffman1983
• boucher2013

Frequently asked questions

Apa itu kedalaman optik aerosol?

Kedalaman optik aerosol adalah ukuran seberapa banyak aerosol dalam kolom vertikal melemahkan cahaya melalui hamburan dan penyerapan; nilai yang lebih tinggi berarti udara lebih berkabut dan lebih banyak mengandung partikel.