Bulut Damlacığı Nükleasyonu
Su buharının aerosol parçacıkları üzerine yoğunlaşarak bulut damlacıklarının başlangıç popülasyonunu nasıl meydana getirdiğini anlatmaktadır.
Tanım
Bulut damlacığı nükleasyonu, su buharının bir aerosol parçacığı üzerinde yoğunlaşması ve ortaya çıkan çözelti damlacığının kritik bir boyutu aşarak aktifleşmiş bir bulut damlacığı haline gelmesi sürecidir.
Kapsam
Homojen ve heterojen nükleasyonu, Kelvin eğrilik etkisini ve Raoult çözünen etkisini, Kohler kuramını ve aktivasyon için kritik aşırı doygunluğu, aktivasyonun parçacık boyutu ve bileşimine bağımlılığını ve higroskopik aerosolün bulut yoğunlaşma çekirdekleri olarak rolünü kapsamaktadır.
Temel sorular
- Bulutlar atmosferde neden kendiliğinden yoğunlaşma ile oluşamamaktadır?
- Eğrilik ve çözünmüş çözünen madde, aktivasyon eşiğini belirlemek için nasıl rekabet etmektedir?
- Hangi aerosol parçacıkları bulut yoğunlaşma çekirdekleri olarak en etkilidir?
Temel kuramlar
- Kohler kuramı
- Kohler kuramı, eğimli yüzeyler üzerindeki denge buhar basıncını artıran Kelvin etkisini, bu basıncı düşüren çözünen madde etkisiyle birleştirerek, bir parçacığın aktifleştiği kritik aşırı doygunluğu tahmin etmektedir.
Mekanizmalar
Saf su damlacığı oluşumu, Kelvin etkisi tarafından engellenmektedir; bu etki, çok küçük bir damlacık üzerindeki denge buhar basıncını çok yüksek hale getirmektedir. Atmosferik damlacıklar bunun yerine, çözünmüş çözünen maddesi denge buhar basıncını düşüren higroskopik aerosol parçacıkları üzerinde oluşmaktadır. Kohler eğrisi ile açıklanan bu etkiler arasındaki rekabet, kritik bir yarıçap ve kritik aşırı doygunluk sağlamaktadır; bu noktaya ulaşan parçacıklar aktifleşmekte ve bulut damlacıkları olarak serbestçe büyümekte, daha küçük pus parçacıkları ise kararlı dengede kalmaktadır.
Klinik önem
Damlacık aktivasyonu, aerosol bolluğunu bulut damlacığı sayısına ve dolayısıyla bulut parlaklığına ve ömrüne bağlamaktadır; bu da aerosolün iklim üzerindeki dolaylı etkisinin temelini oluşturmaktadır.
Tarihçe
Hilding Kohler, 1936 yılında çözelti damlacıklarının denge kuramını formüle etmiş ve bulut nükleasyonu çalışmalarının temelini oluşturan damlacık aktivasyonu için nicel bir çerçeve sunmuştur.
Öne çıkan isimler
- Hilding Kohler
- Hans Pruppacher
İlgili konular
Temel eserler
- kohler1936
- pruppacher1997
Sıkça sorulan sorular
- Kritik aşırı doygunluk nedir?
- Kritik aşırı doygunluk, Kohler eğrisinin zirve noktasıdır; ortamdaki aşırı doygunluk bunu aştığında, bir aerosol parçacığı aktifleşmekte ve damlacığı dengede kalmak yerine sınırsızca büyümektedir.