Атмосферные аэрозоли
Источники, динамика, состав и оптические эффекты твердых и жидких частиц, взвешенных в атмосфере.
Definition
Атмосферные аэрозоли — это взвеси мелких твердых и жидких частиц в воздухе, а также процессы, которые их создают, трансформируют, транспортируют и удаляют.
Scope
Эта область охватывает образование аэрозольных частиц путем нуклеации и эмиссии, их рост, коагуляцию и удаление, их химический состав, включая вторичные органические вещества, их распределение по размерам и их взаимодействие с излучением и облаками. Она охватывает физическую динамику популяций частиц и результирующие эффекты на качество воздуха и климат.
Sub-topics
Core questions
- Как аэрозольные частицы образуются и эволюционируют в атмосфере?
- Что контролирует распределение аэрозолей по размерам и их время жизни?
- Как аэрозоли влияют на излучение, облака и качество воздуха?
Key theories
- Общее динамическое уравнение аэрозолей
- Баланс популяции, описывающий, как нуклеация, конденсация, коагуляция и осаждение совместно формируют эволюционирующее распределение аэрозолей по размерам.
- Прямые и косвенные радиационные эффекты аэрозолей
- Аэрозоли рассеивают и поглощают солнечный свет напрямую и косвенно изменяют свойства облаков, производя чистое охлаждение, которое частично компенсирует парниковое потепление.
Mechanisms
Аэрозоли выбрасываются непосредственно в виде первичных частиц или образуются in situ путем нуклеации и конденсации низколетучих паров. Их распределение по размерам изменяется в результате конденсационного роста, коагуляции более мелких частиц и удаления путем сухого осаждения и влажного вымывания. Размер и состав частиц определяют, насколько сильно аэрозоли рассеивают и поглощают излучение и насколько легко они действуют как ядра конденсации облаков, связывая динамику аэрозолей как с качеством воздуха, так и с климатическим воздействием.
Clinical relevance
Аэрозоли являются основным компонентом твердых частиц в загрязнении воздуха, влияющих на здоровье человека и видимость, а взаимодействия аэрозоль-излучение и аэрозоль-облако являются одними из самых больших неопределенностей в климатическом воздействии.
History
Наука об аэрозолях развивалась из ранних исследований конденсации Айткена и Уилсона, продвигалась благодаря работе с облачными камерами и приборами в двадцатом веке и стала центральной для климатологии, когда радиационная роль частиц была количественно оценена в последовательных отчетах МГЭИК.
Key figures
- John Seinfeld
- Spyros Pandis
- William Hinds
Related topics
Seminal works
- seinfeldPandis2016
- boucher2013
Frequently asked questions
- Аэрозоли нагревают или охлаждают климат?
- Большинство аэрозолей охлаждают климат, рассеивая солнечный свет и осветляя облака, хотя поглощающие частицы, такие как черный углерод, нагревают; чистый эффект заключается в частичной компенсации парникового потепления.