Физика атмосферных аэрозольных систем. Довгалюк Ю.А - 24 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

достаточно часто встречаются частицы типазвездочки”, образующиеся из промышленных газов при
фотохимических процессах. Исследование морфологической структуры атмосферных аэрозолей в
разных климатических регионах Земли, проведенные в лаборатории аэрозолей НИИ Физики СПбГУ
за последние годы подтвердили сделанный ранее вывод о влиянии относительной влажности на
морфологию частиц, как факторе, определяющем оптические свойства аэрозолей.
Особый интерес представляет морфологическая структура аэрозолей вулканического
происхождения, частиц тонко измельченной лавы, продукта истирания стенок кратера и капель
серной кислоты с растворенным кристаллическим веществом, часть которого, возможно, является
продуктом сублимации магмы.
Продукты истирания стенок кратера и тонко измельченной лавы очень сходны и
представляют, в основном, частицы неправильной, но достаточно простой формы с острыми краями.
Частицы измельченной лавы могут содержать микропустоты и иметь сколы закругленной формы.
Микрокапли серной кислоты с кристаллическими вкраплениями наи-, более характерны для
стратосферных аэрозолей. В тропосфере они наблюдаются значительно реже.
Таблица 1.9. Морфологическая структура атмосферных аэрозолей
Типы форм, %Место, время Уровень
над
поверхност
ью, м
плотные
сферы
неплотные
сферы
частицы с
оболоч.
плотные не
сферы
рыхлые не
сферы
цепочки
0 10 16 10,3 46 152,7
500 4,7 10,8 17,7 43,7 17,2 5,8
Рыльск, июль-
август 1975
2800 9,1 8,0 14,1 350 26,8 7,1
Камчатка фумарола
Стеллера, август
1974
1,5 3,3 15,7 7,9 16 35,6 21,5
Вулкан
Мутновский, август
1980
1,5 8,0 12,0 5,5 21,5 40,0 13
Мексика, вулкан
Попокатепетль,
январь 1995
1,5 5,0 32 3,0 41 020
Вулкан Колима, май
1995
1,5 3,5 36 4,5 43 2,5 10,5
Примечание. Результаты электронно-микроскопического анализа одиночных импакторных проб аэрозолей в диапазоне
размеров 0,02-0,8 мкм.
Электронно-микроскопический анализ проводился для отдельных импакторных проб вблизи
вулканов Камчатки и Мексики, а также в Долине Гейзеров на Камчатке. Для сравнения в табл 1.9
приведены также данные по морфологической структуре частиц континентального происхождения в
г. Рыльске. Для большинства случаев количество наблюдаемых микрокапель серной кислоты
ничтожно мало. Однако их доля резко возрастает для проб, взятых в Долине Гейзеров и вблизи слабо
эмитируюпщх вулканическое вещество фумарол. Причем с увеличением размеров частиц до d > 0,2
мкм их доля становится практически пренебрежимо малой. Это свидетельствует о малой скорости
окисления сернистого газа в нижних слоях атмосферы даже в присутствии металлов-катализаторов
(Fe, Mn, Ti, Zn, Cr и др.).
Существенно различается доля частиц-цепочек (фракталов) для измерений на Камчатке и в
Мексике. Заметное уменьшение частиц этого типа в Мексике, вероятно, связано с низкой
относительной влажностью воздуха во время забора аэрозольных проб импактором и, следовательно,
меньшей механической устойчивостью агрегатов.
В периоды сильных выбрасовпуфов» вулкана Попокатепетль визуально наблюдались
рыхлые гигантские сферы серого цвета диаметром 0,5-2 мм. При электронно-микроскопическом
анализе эти сферы дезагрегировались на мелкие частицы неправильной формы. Очевидно, эти агре-
гаты-сферы образовались на выходе вулканического вещества из кратера в пересыщенной теплым
водяным паром среде при очень высокой концентрации мелких пылевых частиц. Выпадающий в
окрестности вулкана Попокатепетль пепел состоял, в основном, из этих сфер. Была проведена