Aerosol Optik Özellikleri ve Radyatif Etkileri
Aerosol parçacıklarının ışığı nasıl saçtığı ve soğurduğu ile bunun sonucunda Dünya'nın radyasyon dengesi üzerindeki doğrudan ve dolaylı etkileri.
Tanım
Aerosol optik özellikleri, parçacıkların radyasyonla nasıl etkileşime girdiğini tanımlamaktadır; aerosol radyatif etkileri ise, güneş ve karasal enerjinin atmosferden akışında meydana gelen bozulmalardır.
Kapsam
Aerosollere uygulanan Mie saçılım kuramını, saçılım ve soğurma verimliliklerini ve tekli saçılım albedosunu, aerosol optik derinliğini, saçan ve soğuran parçacıkların doğrudan radyatif etkisini, siyah karbonun rolünü ve bulutlar aracılığıyla oluşan dolaylı etkileri kapsamaktadır.
Temel sorular
- Parçacık boyutu ve bileşimi saçılım ve soğurmayı nasıl belirlemektedir?
- Aerosol optik derinliği nedir ve nasıl ölçülmektedir?
- Aerosoller iklimi doğrudan ve bulutlar aracılığıyla dolaylı olarak nasıl zorlamaktadır?
Temel kuramlar
- Mie saçılım kuramı
- Bir parçacığın boyutunu ve kırılma indisini saçılım ve soğurma verimlilikleriyle ilişkilendiren, küresel parçacıklar tarafından ışık saçılımının kesin bir çözümüdür.
- Aerosol radyatif zorlaması
- Saçan aerosoller gezegensel albedoyu artırarak soğumaya neden olurken, soğuran aerosoller atmosferi ısıtmaktadır; aerosollerin bulutlar üzerindeki etkileri ise daha belirsiz ek bir zorlama oluşturmaktadır.
Mekanizmalar
Parçacık boyutu ışığın dalga boyuyla karşılaştırılabilir olduğunda, saçılım ve soğurma, boyut parametresine ve karmaşık kırılma indisine bağlı verimlilikler sağlayan Mie kuramı ile açıklanmaktadır. Tekli saçılım albedosu, saçılımla soğuma ve soğurmayla ısınma arasındaki dengeyi belirlemektedir. Kolon boyunca entegre edildiğinde, sönümleme aerosol optik derinliğini vermektedir. Doğrudan etkiler radyasyon dengesini anında değiştirirken, dolaylı etkiler aerosollerin bulut damlacık sayısını, parlaklığını ve ömrünü değiştirmesiyle ortaya çıkmaktadır.
Klinik önem
Aerosol optik özellikleri, görüş mesafesini, uydulardan aerosol yükünün elde edilmesini ve iklim projeksiyonlarındaki önde gelen belirsizlik kaynaklarından biri olan aerosol iklim zorlamasının büyüklüğünü yönetmektedir.
Tarihçe
Gustav Mie'nin 1908'de küreler tarafından saçılım için sunduğu çözüm, optik temeli sağlamıştır ve aerosol radyatif zorlamasının nicelendirilmesi, 1990'lardan itibaren IPCC değerlendirmelerinde iklim bütçesi için önemi anlaşıldıkça önemli bir çaba haline gelmiştir.
Öne çıkan isimler
- Gustav Mie
- Craig Bohren
İlgili konular
Temel eserler
- bohrenHuffman1983
- boucher2013
Sıkça sorulan sorular
- Aerosol optik derinliği nedir?
- Aerosol optik derinliği, dikey bir sütundaki aerosolün saçılım ve soğurma yoluyla ışığı ne kadar zayıflattığının bir ölçüsüdür; daha yüksek değerler, daha puslu, daha fazla parçacık yüklü hava anlamına gelmektedir.