|
|
 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
Chmury i aerozole
Dowiedz się więcej |
Procesy chemiczne wewnątrz chmury
Chmura nie jest obojętną chemicznie mieszaniną kropelek wody (i/lub kryształków lodu) oraz cząstek stałych. Cząsteczki, które umożliwiają tworzenie się chmur, nazywane jądrami kondensacji, mają różny skład chemiczny w zależności od pochodzenia (antropogenicznego lub naturalnego). Każda chmura jest otoczona powietrzem, które może zawierać różne domieszki, a te mogą wpływać na skład chemiczny kropel chmurowych. Jak widać w chmurze dużo się dzieje…
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
1. Procesy chemiczne zachodzące w chmurze. Objaśnienia w tekście.
Autor: J. Gourdeau.
|
|
|
Wewnątrz kropli chmurowej zachodzą cztery główne procesy:
- skład chemiczny jąder kondensacji oraz ich rozmiar mogą ulec zmianie po wyparowaniu kropli (proces nr 1 na ryc. 1);
- część jądra kondensacji może ulec rozpuszczeniu w wodzie (2)
- i wejść w reakcje chemiczne z wodą wewnątrz kropli (3); - między kroplą (faza ciekła) a powietrzem atmosferycznym (faza gazowa) może dojść do wymiany materii (4).
|
Cząstka stała wewnątrz kropli
Ta część aerozolu, która może rozpuścić się w wodzie decyduje o jego zdolności do utworzenia kropli chmurowej. Skład chemiczny jąder kondensacji determinuje początkowy skład chemiczny kropli chmurowej, gdyż rozpuszczalna część jądra kondesacji reaguje z wodą. Mało higroskopijne cząstki (np. cząsteczki gleby, pyłki roślin, cząsteczki wytworzone w czasie spalania biomasy) pozostają w otaczającym powietrzu, nie tworzą kropel.
Cząsteczka, która powstaje wskutek wyparowania kropli chmurowej różni się od początkowego jądra kondensacji z powodu reakcji chemicznych zachodzących w chmurze. |
 |
|
|
2. Cząsteczka dwutlenku siarki (1) przekształca się w siarczan amonowy (2) który rozrasta się i tworzy cząsteczkę (3). Te cząsteczki są higroskopijne, co oznacza, że szybko zwiększają swoje rozmiary przy kontakcie z wodą (4).
Autor: J. Gourdeau
|
Gazy atmosferyczne wokół kropli
To, czy substancje chemiczne pozostają w fazie gazowej czy też są absorbowane przez kroplę wody ocenia się biorąc pod uwagę prawo równowagi Henry’ego:
A(aq) = HA PA
gdzie A(aq) to stężenie fazy ciekłej (mol/L), PA to ciśnienie cząstkowe A w fazie gazowej (atm), a HA to współczynnik prawa Henry’ego dla badanego gazu.
Niektóre substancje powracają do fazy gazowej i wydostają się z kropli; inne, gdy raz tam trafią, pozostają w fazie ciekłej, chyba, że nastąpi całkowite wyparowanie kropli
|
Reakcje chemiczne wewnątrz kropli
W kropli chmurowej może zachodzić około 100 różnych reakcji chemicznych. Często prowadzą one do znaczącej zmiany kwasowości opadów – wywołują kwaśne deszcze, które są niebezpieczne dla roślin i zwierząt, zwłaszcza wodnych, a także powodują zniszczenia budynków. Główne substancje wywołujące kwaśne deszcze to tlenki siarki i azotu
|
|
 |
|
|
3. Badacz pobierający próbki wody do analizy pod kątem występowania kwaśnych deszczów. Zwróć uwagę na zniszczony przez nie las!
Źródło: NOAA.
|
|
|
Wszystkie te skomplikowane procesy chemiczne z udziałem chmur zmieniają tak same chmury, jak też powietrze dookoła nich. Tylko jedna chmura na siedem daje opad atmosferyczny, a każde jądro kondensacji bierze udział w wielu cyklach parowania-kondensacji (około 10-25!) zanim opadnie na ziemię…
|
|
O tej stronie:
Autor: J. Gourdeau, LAMP Clermont-Ferrand, Francja
Recenzent: M. Leriche, CNRS LaMP, LaMP CNRS, Francja
Ostatnia aktualizacja: 2003-12-4
Tłumaczenie na język polski: Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków |
|
|
|
