การก่อตัวและพลวัตของละอองลอย
อนุภาคละอองลอยเกิดขึ้นได้อย่างไรจากการก่อตัวเป็นนิวเคลียส และมีการเติบโต การรวมตัว และการกำจัดออก ซึ่งส่งผลต่อประชากรอนุภาคในบรรยากาศ
Definition
การก่อตัวและพลวัตของละอองลอยคือการศึกษาเกี่ยวกับกระบวนการทางจุลกายภาพที่สร้างอนุภาคละอองลอยและควบคุมวิวัฒนาการของจำนวนและขนาดการกระจายตัวของอนุภาคเมื่อเวลาผ่านไป
Scope
ครอบคลุมการก่อตัวของอนุภาคใหม่โดยการก่อตัวเป็นนิวเคลียสจากแก๊สสู่ละอองลอย การเติบโตของอนุภาคนาโนโดยการควบแน่น การรวมตัวแบบบราวน์ การจัดโครงสร้างแบบโมดอลของการกระจายขนาดละอองลอย การตกตะกอนแบบแห้งและการชะล้างแบบเปียก และสมการพลวัตทั่วไปที่ควบคุมประชากรอนุภาคที่เปลี่ยนแปลงไป
Core questions
- อนุภาคใหม่ก่อตัวเป็นนิวเคลียสจากไอระเหยในบรรยากาศได้อย่างไร?
- กระบวนการใดที่ทำให้อนุภาคเคลื่อนที่ระหว่างโหมดการก่อตัวเป็นนิวเคลียส การสะสม และโหมดหยาบ?
- ละอองลอยถูกกำจัดออกจากบรรยากาศได้อย่างไร?
Key theories
- สมการพลวัตทั่วไปสำหรับละอองลอย
- สมการความต่อเนื่องสำหรับการกระจายขนาดอนุภาคที่รวมการก่อตัวเป็นนิวเคลียส การควบแน่น การรวมตัว และการกำจัด เพื่อทำนายวิวัฒนาการของประชากรละอองลอย
Mechanisms
อนุภาคใหม่ก่อตัวขึ้นเมื่อไอระเหยที่มีความผันผวนต่ำ เช่น กรดซัลฟิวริก รวมตัวกันและเอาชนะอุปสรรคการก่อตัวเป็นนิวเคลียส จากนั้นจึงเติบโตโดยการควบแน่นของไอระเหยเพิ่มเติม การรวมตัวกันทำให้อนุภาคขนาดเล็กมารวมกัน เปลี่ยนจำนวนไปสู่ขนาดที่ใหญ่ขึ้น และสร้างลักษณะเฉพาะของโหมดการก่อตัวเป็นนิวเคลียส, Aitken, การสะสม และโหมดหยาบ การกำจัดเกิดขึ้นผ่านการตกตะกอนแบบแห้ง ซึ่งสำคัญสำหรับอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดและเล็กที่สุด และผ่านการชะล้างแบบเปียกในเมฆและหยาดน้ำฟ้า ซึ่งครอบงำอายุการใช้งานของอนุภาคในโหมดการสะสม
Clinical relevance
พลวัตของอนุภาคกำหนดความเข้มข้นและขนาดของอนุภาคในอากาศที่เกี่ยวข้องกับสุขภาพ การมองเห็น และการจัดหาแกนควบแน่นของเมฆที่ส่งผลต่อสภาพภูมิอากาศ
History
พลวัตของประชากรละอองลอยได้รับการจัดระเบียบอย่างเป็นทางการในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 และการรณรงค์ภาคสนามตั้งแต่ทศวรรษ 1990 โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่นำโดย Kulmala และเพื่อนร่วมงาน ได้กำหนดให้การก่อตัวของอนุภาคใหม่เป็นปรากฏการณ์ในบรรยากาศที่แพร่หลาย
Key figures
- Markku Kulmala
- John Seinfeld
Related topics
Seminal works
- kulmala2004
- seinfeldPandis2016
Frequently asked questions
- การก่อตัวของอนุภาคใหม่คืออะไร?
- คือการสร้างอนุภาคละอองลอยใหม่ขึ้นเองเมื่อไอระเหยปริมาณน้อย เช่น กรดซัลฟิวริก ก่อตัวเป็นนิวเคลียสเป็นกลุ่มเล็กๆ แล้วจึงเติบโต ซึ่งเป็นแหล่งสำคัญของจำนวนอนุภาคในบรรยากาศ