Nukleasi Tetesan Awan

Bagaimana uap air mengembun pada partikel aerosol untuk membentuk populasi awal tetesan awan.

Definition

Nukleasi tetesan awan adalah proses di mana uap air mengembun pada partikel aerosol dan tetesan larutan yang dihasilkan tumbuh melewati ukuran kritis untuk menjadi tetesan awan yang teraktivasi.

Scope

Mencakup nukleasi homogen dan heterogen, efek kelengkungan Kelvin dan efek zat terlarut Raoult, teori Kohler dan supersaturasi kritis untuk aktivasi, ketergantungan aktivasi pada ukuran dan komposisi partikel, serta peran aerosol higroskopis sebagai inti kondensasi awan.

Core questions

• Mengapa awan tidak dapat terbentuk melalui kondensasi spontan di atmosfer?
• Bagaimana kelengkungan dan zat terlarut bersaing untuk menentukan ambang aktivasi?
• Partikel aerosol mana yang paling efektif sebagai inti kondensasi awan?

Key theories

Teori Kohler

Teori Kohler menggabungkan efek Kelvin, yang meningkatkan tekanan uap kesetimbangan di atas permukaan melengkung, dengan efek zat terlarut, yang menurunkannya, untuk memprediksi supersaturasi kritis di mana suatu partikel teraktivasi.

Mechanisms

Pembentukan tetesan air murni dihambat oleh efek Kelvin, yang membuat tekanan uap kesetimbangan di atas tetesan kecil sangat tinggi. Tetesan atmosfer sebaliknya terbentuk pada partikel aerosol higroskopis yang zat terlarutnya menurunkan tekanan uap kesetimbangan. Persaingan antara efek-efek ini, yang dijelaskan oleh kurva Kohler, menghasilkan jari-jari kritis dan supersaturasi kritis; partikel yang mencapai titik ini akan teraktivasi dan tumbuh bebas sebagai tetesan awan, sementara partikel kabut yang lebih kecil tetap dalam kesetimbangan stabil.

Clinical relevance

Aktivasi tetesan menghubungkan kelimpahan aerosol dengan jumlah tetesan awan dan dengan demikian dengan kecerahan dan umur awan, yang merupakan dasar efek tidak langsung aerosol terhadap iklim.

History

Hilding Kohler merumuskan teori kesetimbangan tetesan larutan pada tahun 1936, menyediakan kerangka kuantitatif untuk aktivasi tetesan yang tetap menjadi fondasi studi nukleasi awan.

Key figures

• Hilding Kohler
• Hans Pruppacher

Seminal works

• kohler1936
• pruppacher1997

Frequently asked questions

Apa itu supersaturasi kritis?

Supersaturasi kritis adalah puncak kurva Kohler; setelah supersaturasi ambien melebihi itu, partikel aerosol teraktivasi dan tetesannya tumbuh tanpa batas daripada tetap dalam kesetimbangan.