Skyer & Partikler

Innføring

Hva blir partiklene til?

Når partiklene først er sluppet ut i atmosfæren, kan de bli transportert langt av gårde, falle ned igjen på bakken eller bli overført til andre stoffer (transformert). Disse prosessene avhenger av flere faktorer, deriblant størrelsen på aerosolene, hvor de befinner seg, meteorologiske forhold, konsentrasjon og kjemisk sammensetning.

Aerosolkonsentrasjon og -sammensetning.

Konsentrasjonen av partikler i atmosfæren betyr mengde partikler per volumenhet. Den kan enten uttrykkes som aerosolenes samlede masse per volum eller antall partikler per volum. Partikkelkonsentrasjonen i lufta kan altså finnes ved å veie alle partiklene i 1 m³ (1000 liter), eller ved å telle antall partikler som finnes i 1 m³ av lufta. Konsentrasjonen varierer sterkt fra sted til sted. I fjerne, marine områder, er aerosolmassekonsentrasjonen på rundt 4.8 µg/m³, en faktor på 3 lavere enn i ikke-urbane kontinentale områder (15 µg/m³). I byer kan partikkelkonsentrasjonen overstige 100 µg/m³, eller 1 million partikler per cm³!

Figuren til venstre viser fordelingen av aerosoler i marine, urbane og landlige miljøer. Aerosolstørrelsefordelingen viser antall partikler som en funksjon av deres radius. På figuren kan du se at det høyeste antallet partikler finnes i byene (den blå linjen),  og at flesteparten av disse partiklene er veldig små, med mindre enn 0,05 µm radius. Størrelsefordelingen av de urbane aerosolene er varierende. Store mengder små partikler finnes i nærheten av kildene, men konsentrasjonen synker raskt når man fjerner seg fra kildene.

Transformeringsmekanismer

Aerosolene forblir ikke i atmosfæren for alltid: vanligvis holder de seg i troposfæren bare et par dager, og i løpet av denne tiden kan transformeringsprosesser finne sted. Disse mekanismene er koagulering (sammensmelting), kondensering og skydannelse.

Aerosolfjerning

Mens aerosolene er i lufta, kan de forandre seg fysisk eller kjemisk. Men aerosolene holder seg ikke i troposfæren i årevis. Etter hvert som det stadig slipper ut nye partikler i atmosfæren, forsvinner de ”gamle” partiklene. Ellers hadde vi ikke verken kunnet puste eller se noe som helst.

En partikkel kan fjernes fra atmosfæren ved å falle ned igjen på jordas overflate (tørravsetning) eller ved at den fanges opp av en regndråpe (våtavsetning). Mekanismen som fjerner aerosolene, kalles derfor avsetning.

Jo større en partikkel er, dess kortere blir den i atmosfæren. De store partiklene blir dratt fortere ned mot jorda av tyngdekraften (som hvis du slipper en liten stein fra et høyt sted). Den faller ned med en fart på flere cm per sekund. Dette er grunnen til at man bare finner større partikler i nærheten av kilden. Vinden spiller en viktig rolle for hvor lenge partiklene kan holde seg i lufta. Akkurat som en fjær kan holde seg lenge i lufta hvis du blåser på den, kan partiklene holdes oppe i lufta ved hjelp av vinden, selv om de er så små at du ikke kan se dem.

Men partikler kan også reise flere tusen kilometer: støv fra Saharaørkenen blåser noen ganger helt til østkysten av Sør-Amerika.

Et spesielt tilfelle: stratosfæriske aerosoler

Vanligvis er aerosolenes oppholdstid (den gjennomsnittlige tiden er partikkel blir i atmosfæren før den blir faller ned igjen) mindre enn en uke. Det er ikke alltid tilfelle med vulkanske partikler, fordi store vulkanutbrudd kan sprøyte aske direkte inn i stratosfæren (den øverste delen av atmosfæren), i form av primære aerosoler, eller SO2-gass (SO2 danner sekundære aerosoler). I stratosfæren er det ingen nedbør slik at partiklene ikke fjernes så lett, de spres omkring hele Jorda. Stratosfæriske aerosoler kan derfor ha en oppholdstid på flere år!

Pinatubo-utbruddet

Etter 600 års stillhet, hadde vulkanen Mount Pinatubo på Filippinene et utbrudd 15 juni 1991. 20 millioner tonn svoveldioksid (SO₂) ble sprøytet inn i stratosfæren. 3 uker senere hadde SO₂–gassen spredd seg rundt hele kloden (se bildet til venstre).

På bildet til høyre kan du se ”Pinatuboeffekten”: Rødt viser de høyeste verdiene, mens mørkeblått viser de laveste verdiene, som observeres i stratosfæren til vanlig.

På det første bildet ser du de stratosfæriske aerosolverdiene før utbruddet;

Andre og tredje bildet: 1 og 3 måneder etter eksplosjonen;

Fjerde bildet: 2 år etter utbruddet, atmosfæren er fremdeles forurenset!

Om denne siden:

Forfatter: Justine Gourdeau LaMP Clermont ferrand/Frankrike.
Vitenskapelig kvalitetssikring: Dr Serge Despiau, LEPI, Toulon, Frankrike.
Sist modifisert: 2003-09-04.