Kondensationskerner

Skykondensationskerner eller CCN'er (også kendt som skyfrø ) er små partikler, typisk 0,2 µm eller 1/100 størrelsen af ​​en skydråbe, hvorpå vanddamp kondenserer . Vand kræver en ikke-gasoverflade for at gå fra damp til væske; denne proces kaldes kondensation. I atmosfæren består denne overflade af bittesmå faste eller flydende partikler kaldet CCN'er. Når CCN'er ikke er til stede, kan vanddamp underkøles ved omkring -13°C i 5-6 timer, før dråber dannes spontant (dette er grundlaget for et skykammer til påvisning af subatomære partikler). Over frysepunktet skal luften være overmættet til omkring 400 %, før der kan dannes dråber.

Størrelse, overflod og sammensætning

En typisk regndråbe har en diameter på omkring 2 mm, en typisk skydråbe har en størrelse på omkring 0,02 mm, og en typisk skykondensationskerne (aerosol) har en diameter på omkring 0,0001 mm eller 0,1 µm eller mere. Antallet af skykondensationskerner i luften kan måles og varierer fra 100 til 1000 per kubikcentimeter. Den samlede masse af CCN, der indføres i atmosfæren, anslås til 2x10 12 kg om året.

Der er mange forskellige typer atmosfæriske partikler, der kan fungere som CCN'er. Partikler kan bestå af støv eller ler, sod eller sort kulstof fra græsarealer eller skovbrande, havsalt fra havbølgespray, sod fra fabriksskorstene eller forbrændingsmotorer, sulfat fra vulkansk aktivitet, phytoplankton eller svovldioxidoxidation og sekundært organisk materiale. dannet under oxidation af flygtige organiske forbindelser. Disse forskellige typer partiklers evne til at danne skydråber varierer afhængigt af deres størrelse såvel som deres nøjagtige sammensætning, da de hygroskopiske egenskaber af disse forskellige komponenter er meget forskellige. For eksempel absorberer sulfat og havsalt let vand, mens sod, organisk kulstof og mineralpartikler ikke gør det. Dette kompliceres yderligere af det faktum, at mange kemikalier kan blandes i partiklerne (især sulfat og organisk kulstof). Også selvom nogle partikler (såsom sod og mineraler) ikke danner særlig gode CCN'er, fungerer de som iskerner i de koldere dele af atmosfæren.

Mængden og typen af ​​CCN kan påvirke mængden af ​​nedbør, levetid og strålingsegenskaber for skyer, samt mængden og derfor påvirke klimaændringer; detaljerne er ikke helt klare, men er genstand for forskning. Der er også spekulationer om, at solsvingninger kan påvirke skyegenskaber gennem CCN'er og derfor påvirke klimaet.

Planteplanktonets rolle

Sulfataerosol (SO 4 2- og dråber methansulfonsyre) fungerer som CCN. Disse sulfataerosoler er delvist dannet af dimethylsulfid (DMS) produceret af fytoplankton i det åbne hav. Store algeopblomstringer i overfladehavvande forekommer over en lang række breddegrader og bidrager væsentligt til atmosfæren af ​​DMS, der fungerer som kerner. Ideen om, at en stigning i den globale temperatur også ville øge fytoplanktonaktiviteten og dermed CCN-tal blev betragtet som et muligt naturligt fænomen, der ville modvirke klimaændringer. Forskere har observeret fytoplanktonvækst i visse områder, men årsagerne til dette er uklare.