Núcleos de Condensação de Nuvens e de Gelo

As partículas de aerossol que semeiam gotículas de nuvem e cristais de gelo, controlando como as nuvens se formam e precipitam.

Definition

Núcleos de condensação de nuvens e partículas nucleadoras de gelo são os subconjuntos de aerossóis atmosféricos que atuam, respectivamente, como os locais onde se formam gotículas de nuvem e cristais de gelo.

Scope

Abrange as fontes, composição e tamanho dos núcleos de condensação de nuvens e das partículas nucleadoras de gelo; sua abundância e variabilidade espacial; a dependência do número de gotículas de nuvem e da concentração de cristais de gelo nessas partículas; e a influência resultante dos aerossóis na microestrutura das nuvens e na precipitação.

Core questions

• O que torna uma partícula de aerossol eficaz como núcleo de condensação de nuvens ou núcleo de gelo?
• Como a abundância dessas partículas controla as concentrações de gotículas de nuvem e de gelo?
• Como as fontes naturais e antropogênicas diferem em seus efeitos de nucleação de nuvens?

Key theories

Controle de aerossóis da microestrutura das nuvens

O número e as propriedades dos aerossóis nucleadores definem a concentração de gotículas de nuvem e cristais de gelo, ligando a poluição por aerossóis ao brilho, vida útil e precipitação das nuvens.

Mechanisms

Os núcleos de condensação de nuvens são tipicamente partículas solúveis ou higroscópicas maiores que cerca de 50 nanômetros que se ativam nas modestas supersaturações encontradas nas nuvens; seu número define em grande parte a concentração de gotículas de nuvem. As partículas nucleadoras de gelo são muito mais raras e tendem a ser poeira mineral insolúvel, partículas biológicas ou outras superfícies que catalisam o congelamento em temperaturas mais quentes do que a nucleação homogênea permite. O aumento das concentrações de núcleos produz gotículas ou cristais mais numerosos e menores, alterando a refletividade, a vida útil e a eficiência de precipitação das nuvens.

Clinical relevance

Como os aerossóis nucleadores determinam o número de gotículas de nuvem e de gelo, eles medeiam as interações aerossol-nuvem que constituem uma das maiores incertezas nas estimativas da influência humana no clima.

History

O reconhecimento de que uma população limitada de aerossóis semeia partículas de nuvem data do trabalho do início do século XX, mas a quantificação da distribuição global dos núcleos de condensação e, especialmente, de gelo e seus efeitos climáticos tem sido um foco de pesquisa ativo desde o final do século XX.

Key figures

• Meinrat Andreae
• Daniel Rosenfeld
• Paul DeMott

Seminal works

• andreae2008
• demott2010

Frequently asked questions

Por que os núcleos de gelo são muito mais raros que os núcleos de condensação?

A iniciação do gelo requer uma superfície de partícula que corresponda à rede de gelo de forma suficientemente próxima para catalisar o congelamento, uma propriedade que apenas uma pequena fração de aerossóis, como certas poeiras minerais e partículas biológicas, possui.