Deniz tuzu aerosolü - Sea salt aerosol

Deniz tuzu aerosolüaslen gelen Deniz spreyi, en yaygın olarak dağıtılan doğal ürünlerden biridir aerosoller. Deniz tuzu aerosolleri ışık absorbe etmeyen, yüksek oranda higroskopik ve kaba parçacık boyutu. Bazı deniz tuzu baskın aerosollerin tek bir saçılımı olabilir. Albedo ~ 0.97 kadar büyük.[1] Higroskopi sayesinde deniz tuzu parçacığı çok verimli bulut yoğunlaşma çekirdekleri (CCN), değiştirme bulut yansıtma, ömür boyu ve yağış süreç. Göre IPCC rapor, okyanustan atmosfere toplam deniz tuzu akışı ~ 3300 Tg / yıl'dır.[2]

Oluşumu

Birçok fiziksel süreçler okyanus yüzeyi üzerinde deniz tuzu aerosolleri üretebilir. Yaygın bir neden, hava balonları, rüzgar stresi tarafından sürüklenen Beyaz şapka oluşumu. Bir diğeri, dalga tepelerinden damlaların yırtılmasıdır.[3] Rüzgar hızı her iki mekanizmada da üretim oranını belirleyen anahtar faktördür. Deniz tuzu parçacık sayısı konsantrasyonu 50 cm'ye ulaşabilir−3 veya daha fazla rüzgarlı (> 10 m s−1), ~ 10 cm ile karşılaştırıldığında−3 veya daha az ılımlı rüzgar rejimlerinde.[3] Rüzgar hızına bağlı olmasından dolayı, deniz tuzu partikülü üretiminin ve bunun üzerindeki etkileri beklenebilir. iklim ile değişebilir iklim değişikliği.

Özellikler

Kimyasal bileşikler

Deniz tuzu aerosolleri esas olarak aşağıdakilerden oluşur: sodyum klorit (NaCl), ancak diğer kimyasal iyonlar K gibi deniz suyunda yaygın olan+, Mg2+, CA2+, YANİ42− ve benzerleri de bulunabilir. Yakın zamanda yapılan bir araştırma, deniz tuzu aerosollerinin aynı zamanda önemli miktarda organik madde.[4][5] Çoğunlukla organik maddeler, organik yönden zengin deniz yüzeyindeki hava kabarcıklarının kuruması nedeniyle dahili olarak karıştırılır.[3] Organik bileşenlerin oranı, azalan partikül boyutu ile artar. İçerdiği organik maddeler, optik deniz tuzunun özellikleri ve higroskopiklik özellikle ne zaman çözülmez organik madde indüklenir.

Boyutlar

Deniz tuzu aerosollerinin boyutu geniş çapta ~ 0.05 ila 10 μm arasında değişmektedir; kütlelerin çoğu süper mikron aralığında (kaba mod) ve en yüksek sayı konsantrasyonu mikron altı aralıkta yoğunlaşmıştır. Buna bağlı olarak, deniz tuzu aerosollerinin geniş bir yelpazede atmosferik yaşamlar. Deniz tuzu aerosolleri gibi higroskopik partikül boyutları değişebilir nem 2 katına kadar deniz tuzu aerosolleri sülfat aerosol farklı boyutlar nedeniyle farklı şekillerde oluşum. Düşük seviyede damlacık aktivasyonu için kritik çapın altında olan çok küçük deniz tuzu aerosolleri aşırı doygunluk, büyümesi için çekirdek görevi görebilir sülfat parçacıklar, daha büyük deniz tuzu parçacıkları ise gazlar için bir lavabo görevi görür. hidrojen sülfat (H2YANİ4) moleküller, oluşumu için mevcut sülfat miktarını azaltır biriktirme modu parçacıklar.[3]

Etkiler

Dünya radyasyon bütçesini değiştirmek

Deniz tuzu aerosolleri Dünya'yı değiştirebilir radyasyon bütçesi doğrudan saçılma Güneş radyasyonu (doğrudan etki) ve dolaylı olarak bulut albedo CCN (dolaylı etki) olarak hizmet vererek. Farklı modeller, yıllık ortalamanın farklı tahminlerini verir ışınımsal zorlama doğrudan deniz tuzu etkisiyle indüklenir, ancak önceki çalışmaların çoğu 0.6-1.0 W m civarında bir sayı verir.−2.[6][7] Dolaylı etkilerin neden olduğu radyatif zorlama, aerosol dolaylı etkisinin parametrelendirilmesi nedeniyle model tahmininde daha da büyük farklılıklar gösterir. Ancak model sonuçları[6][7] üzerinde daha güçlü bir dolaylı etki sunar Güney Yarımküre.

Yağış sürecini etkilemek

Diğer tüm çözünebilir aerosoller gibi, normal büyüklükteki deniz tuzlarının artması, yağış bulut damlacığı sayısı konsantrasyonunu artırarak ve bulut damlacık boyutunu azaltarak sıcak bulutlarda işleyin. Ayrıca, karışık fazlı bulutlarda çökelmeyi canlandırırlar çünkü bastırılan daha küçük bulut damlacıkları donma seviyesinin üzerine kaldırıldığında, daha fazla gizli ısı nedeniyle içerik serbest bırakılacak dondurucu bulut damlaları.[8] Bunun yanı sıra, kirli bulutlara devasa deniz tuzu aerosolleri eklemek çökelme sürecini hızlandırabilir çünkü dev CCN'ler, diğer küçük bulut damlalarını toplayan ve yağmur damlacıklarına dönüşen büyük parçacıklar halinde çekirdeklenebilir.[9] Dev deniz tuzu aerosolleri üzerinde oluşan bulut damlaları, küçük çözünebilir aerosol partikülleri üzerinde oluşan bulut damlalarının yoğunlaşmasıyla çok daha hızlı büyüyebilir, çünkü dev deniz tuzu bulutu damlaları buluta taşındıktan sonra uzun süre konsantre çözelti damlaları olarak kalabilir. Bu tür damlalar, küçük aerosol partiküllerinde oluşan damlalardan iki kat daha hızlı yoğunlaşma büyüme hızlarına sahip olabilir ve normal bulut damlalarının aksine, dev deniz tuzu aerosollerinin en büyüğü üzerinde oluşan damlalar, aksi takdirde doymamış bulutlu aşağı akıntılarda yoğunlaşma ile büyüyebilir.[10]

Referanslar

  1. ^ McComiskey, A. (Editör), Andrews, E., ve diğerleri, Aerosols and Radiation - NOAA Earth System Research Laboratory
  2. ^ IPCC Üçüncü Değerlendirme Raporu: İklim Değişikliği 2001 (TAR)
  3. ^ a b c d Levin, Zev; Cotton, William R., eds. (2009). Yağış Üzerine Aerosol Kirliliğinin Etkisi. doi:10.1007/978-1-4020-8690-8. ISBN  978-1-4020-8689-2.
  4. ^ Cavalli, F. (2004). "Kuzey Atlantik üzerinde deniz aerosolünde boyutsal olarak çözülmüş organik maddenin karakterizasyonundaki gelişmeler". Jeofizik Araştırmalar Dergisi. 109. doi:10.1029 / 2004JD005137.
  5. ^ O'Dowd, Colin D .; Facchini, Maria Cristina; Cavalli, Fabrizia; Ceburnis, Darius; Mircea, Mihaela; Decesari, Stefano; Fuzzi, Sandro; Yoon, Young Jun; Putaud, Jean-Philippe (2004). "Deniz aerosolüne biyolojik olarak tahrik edilen organik katkı". Doğa. 431 (7009): 676–680. doi:10.1038 / nature02959. PMID  15470425.
  6. ^ a b Ma, X .; von Salzen, K .; Li, J. (2008). "Deniz tuzu aerosolünün modellenmesi ve iklim üzerindeki doğrudan ve dolaylı etkileri" (PDF). Atmosferik Kimya ve Fizik. 8 (5): 1311–1327. doi:10.5194 / acp-8-1311-2008.
  7. ^ a b Ayaş, Tarek; Gong, Sunling; Jia, Charles Q. (2008). "Deniz Tuzu Aerosollerinin Doğrudan ve Dolaylı Kısa Dalga Radyatif Etkileri". İklim Dergisi. 21 (13): 3207–3220. doi:10.1175 / 2007jcli2063.1.
  8. ^ Rosenfeld, D .; Lohmann, U .; Raga, G. B .; O'Dowd, C. D .; Kulmala, M .; Fuzzi, S .; Reissell, A .; Andreae, M. O. (2008). "Sel veya Kuraklık: Aerosoller Yağışı Nasıl Etkiler?". Bilim. 321 (5894): 1309–1313. doi:10.1126 / science.1160606. PMID  18772428.
  9. ^ Johnson, David B. (1982). "Ilık Yağmur Başlangıcında Dev ve Ultra Etkili Aerosol Parçacıklarının Rolü". Atmosfer Bilimleri Dergisi. 39 (2): 448–460. doi:10.1175 / 1520-0469 (1982) 039 <0448: trogau> 2.0.co; 2.
  10. ^ Jensen, Jürgen B .; Nugent, Alison D. (Mart 2017). "Dev Deniz Tuzu Aerosol Parçacıklarında Oluşan Damlaların Yoğunlaştırmalı Büyümesi". Atmosfer Bilimleri Dergisi (Gönderilen makale). 74 (3): 679–697. doi:10.1175 / JAS-D-15-0370.1.