凝結核

凝結核

凝結核,是指物質由氣態轉化為液態或固態的凝結過程中,或由液態轉化為固態的凝結過程中,起凝結核心作用的顆粒。粒徑一般小於0.1μm。按成分的性質可分為三類。不溶於水,但表面能為水所濕潤的核。可溶性核,是一些可溶性鹽的微粒,如海洋和土壤中的氯化鈉、氯化鎂和硫酸鎂等,燃燒產物如硫酸鈉,大氣中由化學反應生成的硫酸銨等。地球氣象現象中的各種降水現象的性質和規模大小都與凝結核的有無與凝結核是否充沛息息相關。

基本信息

定義

凝結核是指凝結過程中起凝結核心作用的固態、液態和氣態的氣溶膠質粒。大氣中的水汽能在其上凝結而成小水滴的懸浮微粒。

分類

成分性質

凝結核凝結核
(1)不溶於水,但表面能為水所濕潤的核。主要是一些經風化後的礦物微粒,如碳酸鈣等。這類核的凝結性能,決定於核的大小及吸附水分子的能力。(2)可溶性核。是一些可溶性鹽的微粒,如海洋土壤中的氯化鈉氯化鎂硫酸鎂等,燃燒產物如硫酸鈉大氣中由化學反應生成的硫酸銨等。(3)混合體。每個核同時含有可溶與不可溶的成分,如某種氣體溶入雲滴後,由化學反應生成可溶性鹽類,隨後水分蒸發,殘留的鹽類結晶附著於雲滴中不可溶核上。

濕性性質

1.吸濕性凝結核,它具有很強的吸水能力,易溶於水。如海水濺沫進入空氣的鹽粒,工廠排出的二氧化硫和煙粒等,是很活躍的凝結核,一經吸收水分,能形成濃度很大的胚胎,然後以胚胎為中心而進行凝結。2.非吸濕性凝結核,雖不易或不溶於水,但易為水所潤濕,如塵埃岩石微粒、花粉等,它們可將水汽吸附在其表面上而形成小水滴。

意義

凝結核凝結核
地球氣象現象中的各種降水現象的性質和規模大小都與凝結核的有無與凝結核是否充沛息息相關。例如富含水蒸氣的雲系,如果在其經過區域上空有豐富的凝結核存在,則極易形成降水降落到地面。反之,如果某區域上空凝結核的豐度較低,即使經過雲系含有豐富的水蒸氣,仍然不能形成降水條件。而冰雹凍雨等災害天氣現象,也與凝結核有密切的關係。
因此,人類可以套用此特點干預降水的產生和降水的性質。例如,人工降雨/雪、人工增雨/雪和人工消雹作業,加快冰雪融化都是通過人為控制凝結核的豐度來干預天氣現象。
促使空氣中水汽凝結的微粒。凝結核主要有兩種:(1)可溶性核。這是一些可溶性鹽類質點,如源自海洋和土壤的NaCl、MgCl2和Mg(SO4)2。燃煤過程產生的Na2SO4等都是性質活躍的凝結核。(2)不溶於水但表面能為水所濕潤的凝結核,如CaCO3,但凝結時所需相對濕度都要超過100%,即要達到飽和條件才能凝結。大氣中的凝結核多少因地而異,如遠離大陸的海洋上凝結核密度數量級為103個/cm3,在農村為104/cm3。而在城市可達105個/cm3。在同一地區,凝結核密度隨高度增加而減少。凝結核多少影響到雨量,故在城市上空及其盛行風下風向,常多雲霧,降水量增多。尤其在燃煤量大的工業區上空,由於凝結核含量大,且吸水性很強,常形成局部地區的暴雨

降水條件

降水的形成條件
足夠的水汽和凝結核
空氣溫度下降到水汽能夠凝結的程度

氣象數據與變數

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