Физика атмосферных аэрозольных систем. Довгалюк Ю.А - 141 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Метеорный 0,0695 2,03
Сульфатный 0,0695 2,03
Биогенный: иуклеационная мода 0,04 2,03
грубодисперсная " 2,50 2,03
Обращает на себя внимание относительно небольшой разброс значений σ
i
: от 1,6 до 2,67, т.е.
достаточно крутоспадающие значения f(r), примерно соответствующие γ = 6 в обратных γ
распределениях. Такая блочная модель довольно хорошо описывает усредненные
экспериментальные данные, но она не может описать динамические процессы: смещение r
0i
в
течение суток для разных сезонов, разных высот. В то же время есть экспериментальные данные,
позволяющие ввести эти зависимости: смещение r
0i
, в результате старения аэрозолей и
конденсационных процессов.
Общее распределение частиц по размерам в конкретном регионе и для конкретного времени
будет определяться как суперпозиция перечисленных в табл.7.2 распределений.
Вертикальная структура аэрозолей тропосферы имеет следующие закономерности: резкое
отличие структуры аэрозолей над морем и континентом, широтная зависимость, сильные суточные и
сезонные изменения вертикальной структуры, особенно над континентом. Наблюдается большое
разнообразие вертикальных профилей счетной концентрации коэффициентов аэрозольного
рассеяния и существование суточного хода вертикальной структуры аэрозолей. Мелкодисперсные
аэрозоли (нуклеационная мода) наиболее заметно убывают по счетной концентрации с удалением от
источника (экспоненциально с величиной однородной атмосферы Н = 1,5 км). При этом ну-
клеационная мода сильно деформируется с удалением от источника из-за коагуляционных
процессов. Концентрация грубодисперсных аэрозолей в значительной степени зависит от ветровых
характеристик. У этих частиц велика скорость седиментации, особенно для частиц с r 20 мкм, и
мало время жизни. Форма грубодисперсных частиц наиболее часто заметно отличается от
сферической.
Деформация спектра размеров обусловлена, в первую очередь, разными скоростями
седиментации частиц. Слоистость вертикальной структуры тропосферных аэрозолей определяется
грубодисперсной фракцией. Среднедисперсная фракция (аккумулятивная мода) – наиболее
долгоживущий компонент тропосферных аэрозолей и наиболее стабильный по функции рас-
пределения (дисперсности). Изменение дисперсности наблюдается, в основном, из-за
конденсационных процессов, а слоистость структуры этой фракции связана с вертикальными пере-
носами воздушных масс (накопление частиц в подынверсионных слоях).
Таким образом, поведение разных мод при формировании вертикальной структуры аэрозолей
подчиняется разным закономерностям. Более того, разные физико-химические свойства частиц
(конденсационная активность, фотокаталитические свойства, вымываемость облачными элементами
и осадками) также будут сказываться на их вертикальной структуре.
Предполагается, что наземные локальные источники быстро влияют на вертикальную
структуру аэрозолей до высоты z 5 км. С этой высоты аэрозольные характеристики глобальны и не
зависят от места привязки модели. Конечно, это упрощенный подход. В частности, не учитывается
высота местности над уровнем моря. Из физических соображений, и некоторых экспериментальных
данных следует, что отсчет высоты для вертикального распределения аэрозолей необходимо вести от
высоты подстилающей поверхности. Это приводит к тому, что над возвышенностями концентрация
частиц на тех же высотах, что и над низменностями (при отсчете высоты от уровня моря),
оказывается значительно больше. Крупномасштабный перенос воздушных масс в сторону более
низких мест будет вызывать появление слоистой структуры аэрозолей.
Вертикальные движения воздушных масс, приводящие к появлению аэрозольных слоев,
обусловлены неоднородностями альбедо подстилающей поверхности, ее разными теплоемкостью и
теплоотдачей (вода, почвы, лес, снежный и ледниковый покровы). Наиболее стабильными должны
быть вертикальные профили морских аэрозолей.
Состав аэрозольных компонентов. Комплексный показатель преломления. Практически
все типы аэрозолей содержат несколько компонентов химических веществ, которые, в свою очередь,
представляют собой смесь нескольких химических соединений. Чистые соединения могут вызывать
интерес в тех случаях, когда ими определяются оптические свойства аэрозолей: частицы, покрытые
сплошным слоем сажи, сильно обводненные частицы, сульфатные и сернокислотные частицы в
стратосфере, сажа от пожаров, ледяные частицы, облачные капли и т.п. Состав компонентов по