Hạt sol khí quyển
Các nguồn, động lực, thành phần và tác động quang học của các hạt rắn và lỏng lơ lửng trong khí quyển.
Definition
Hạt sol khí quyển là các hạt rắn và lỏng mịn lơ lửng trong không khí, cùng với các quá trình tạo ra, biến đổi, vận chuyển và loại bỏ chúng.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm sự hình thành các hạt sol khí do quá trình tạo mầm và phát thải, sự phát triển, đông tụ và loại bỏ của chúng, thành phần hóa học của chúng bao gồm vật liệu hữu cơ thứ cấp, sự phân bố kích thước của chúng, và sự tương tác của chúng với bức xạ và mây. Nó bao gồm động lực học vật lý của quần thể hạt và các tác động kết quả đến chất lượng không khí và khí hậu.
Sub-topics
Core questions
- Các hạt sol khí hình thành và phát triển trong khí quyển như thế nào?
- Điều gì kiểm soát sự phân bố kích thước và tuổi thọ của hạt sol khí?
- Hạt sol khí ảnh hưởng đến bức xạ, mây và chất lượng không khí như thế nào?
Key theories
- Phương trình động lực học tổng quát của hạt sol khí
- Một cân bằng quần thể mô tả cách tạo mầm, ngưng tụ, đông tụ và lắng đọng cùng nhau định hình sự phân bố kích thước hạt sol khí đang phát triển.
- Tác động bức xạ trực tiếp và gián tiếp của hạt sol khí
- Hạt sol khí tán xạ và hấp thụ ánh sáng mặt trời trực tiếp và làm thay đổi các đặc tính của mây một cách gián tiếp, tạo ra hiệu ứng làm mát ròng bù đắp một phần sự nóng lên do hiệu ứng nhà kính.
Mechanisms
Hạt sol khí được phát thải trực tiếp dưới dạng hạt sơ cấp hoặc được hình thành tại chỗ thông qua quá trình tạo mầm và ngưng tụ hơi có độ bay hơi thấp. Sự phân bố kích thước của chúng phát triển thông qua sự phát triển do ngưng tụ, sự đông tụ của các hạt nhỏ hơn, và sự loại bỏ bằng cách lắng đọng khô và rửa trôi ướt. Kích thước và thành phần hạt quyết định mức độ hạt sol khí tán xạ và hấp thụ bức xạ mạnh mẽ như thế nào và chúng dễ dàng hoạt động như các nhân ngưng tụ mây như thế nào, liên kết động lực học hạt sol khí với cả chất lượng không khí và tác động khí hậu.
Clinical relevance
Hạt sol khí là thành phần chính của ô nhiễm không khí dạng hạt ảnh hưởng đến sức khỏe con người và tầm nhìn, và tương tác hạt sol khí-bức xạ và hạt sol khí-mây là một trong những yếu tố không chắc chắn lớn nhất trong tác động khí hậu.
History
Khoa học về hạt sol khí phát triển từ các nghiên cứu ban đầu về sự ngưng tụ của Aitken và Wilson, tiến bộ thông qua công trình buồng mây và thiết bị trong thế kỷ XX, và trở thành trung tâm của khoa học khí hậu khi vai trò bức xạ của các hạt được định lượng trong các đánh giá liên tiếp của IPCC.
Key figures
- John Seinfeld
- Spyros Pandis
- William Hinds
Related topics
Seminal works
- seinfeldPandis2016
- boucher2013
Frequently asked questions
- Hạt sol khí làm ấm hay làm mát khí hậu?
- Hầu hết các hạt sol khí làm mát khí hậu bằng cách tán xạ ánh sáng mặt trời và làm mây sáng hơn, mặc dù các hạt hấp thụ như carbon đen làm ấm; hiệu ứng ròng là sự bù đắp một phần sự nóng lên do hiệu ứng nhà kính.