雨滴如何吸引气溶胶排出大气层 2017-03-06 09:14:13

$888.88
所属分类 :财政

来自麻省理工学院的大气化学家测试雨水在清洁大气层时的效果如何,揭示了迄今为止最准确的凝结值当雨滴落入大气层时,它可以在撞击地面之前吸引数十至数百个微小气溶胶粒子到达其表面

液滴和气溶胶吸引的是凝结,这是一种自然现象,可以清除空气中的污染物,如烟灰,硫酸盐和有机颗粒麻省理工学院的大气化学家现在已经确定了雨水在清洁大气层时的效果

云,它的液滴的大小,以及气溶胶的直径和浓度,团队可以预测雨滴将粒子扫出大气层的可能性研究人员在该组的麻省理工学院收集效率室进行了实验 - 一个3英尺 - 玻璃室以可控的速率和大小产生单滴雨水当液滴落入室内时,研究用气溶胶颗粒泵入,并测量液滴和气溶胶合并或凝结的速率从测量结果中,他们计算出雨水的凝结效率 - 液滴在颗粒落下时吸引颗粒的能力通常,他们发现液滴越小吸引粒子的可能性越大,相对湿度低的条件似乎也会促使凝固

麻省理工学院大气化学副教授Dan Cziczo表示,本月发表在大气化学和物理学杂志上的新成果代表了迄今为止最精确的凝固值这些值可以推断,可以预测雨水在各种环境条件下清除一系列颗粒的可能性“说你是建模者,想弄明白波士顿的云是如何清除大气的而芝加哥的海拔高度要高得多 - 我们希望你能够用这个凝血效率数来做到这一点我们生产,“Cziczo说”这有助于解决诸如空气质量和人类健康以及云对气候的影响等问题“该论文的共同作者是博士后Karin Ardon-Dryer和前博士后Yi-Wen Huang高估雨Cziczo的小组并不是第一个在实验室中模拟雨水和气溶胶相互作用的小组

在过去的十年中,其他小组已经建造了错综复杂的室来跟踪凝结

但麻省理工学院的研究人员发现这些事件非常罕见,而且极难发现科学家们已经知道因为液滴的电荷在吸引颗粒方面起着重要作用,所以Cziczo和他的同事开始改变液滴和颗粒的电荷,迫使凝结发生“这是我们真正开始让自己陷入麻烦的地方,科学家们,”Cziczo说领域“为了让这个过程真正发挥作用,人们将它调整到一个与大气无关的范围”结果,研究人员看到了更多凝血事件然而,结果是基于电荷远远高于在大气中观察到的电荷“在某些情况下,我们看到人们使用10或100倍的电荷,这可能你只能在中间看到Cziczo说实验,Cziczo说实验,Cziczo说,基本上高估了雨的清洁效果剥离液滴为了更准确地了解凝结情况,Cziczo的小组建造了一个带有单液滴发生器的新腔室,这种仪器可以校准以产生特定尺寸,频率和电荷的单个液滴通常,液滴发生器将过多的电荷施加到液滴上为了产生液滴实际携带在大气中的电荷,该团队使用一个小的放射源去除一个小的来自每个液滴的电荷量然后团队用已知尺寸的气溶胶颗粒泵送室的下部当它们落到地板上时,液滴蒸发,只留下盐 - 如果凝固发生,气溶胶然后通过单颗粒质谱仪输送残留的颗粒,确定盐 - 以及液滴 - 是否吸引了气溶胶

研究人员进行了多次实验,改变了腔室的相对湿度,以及液滴尺寸和频率 他们计算了每次运行的凝结效率,发现较小的液滴更容易吸引气溶胶,特别是在相对湿度较低的条件下

最终,Cziczo说,更好地了解颗粒和液滴相互作用将使科学家更清楚地了解气候变化轨迹:全球变暖预测的主要不确定因素之一是温室气体如何影响云的形成由于云在维持地球辐射预算中起主要作用 - 有多少热量被困或逃逸--Cziczo说,理解它之间的关系至关重要

云中的水滴和大气中的微粒“文献中缺乏这类数据,应该改进模拟云雾和雾滴如何清除气溶胶粒子的模拟,”科罗拉多大学化学与生物化学教授玛格丽特托尔伯特说

谁没有参与这项研究“改进气溶胶微物理学最终有助于预测空气质量和气候变化,因为气溶胶是两者的核心“这项研究部分由国家海洋和大气管理局出版:K Ardon-Dryer,YW Huang和DJ Cziczo资助, “基于单液滴的云滴对亚微米气溶胶粒子的收集效率的实验室研究,”Atmos Chem Phys,15,9159-9171,2015; doi:105194 / acp-15-9159-2015来源:Jennifer Chu,麻省理工学院新闻插图:Christine Daniloff /麻省理工学院