Chmury i aerozole

Dowiedz się więcej!

Przemiany i usuwanie 

Cząstki stałe i ciekłe przebywają w atmosferze około tygodnia od momentu emisji. Prędzej czy później, muszą jednak zostać stamtąd usunięte. Dzieje sie to w wyniku suchej lub mokrej depozycji.

Zanim jednak powrócą na ziemię wskutek naturalnych procesów, ich rozmiar, koncentracja i skład chemiczny mogą ulec zmianie poprzez działanie wielu procesów i mechanizmów.

Przemiany cząstek w atmosferze

Parametry fizyczne i chemiczne cząstki mogą ulec zmianie wskutek działania kilku różnych mechanizmów.

Cząsteczki mogą zderzać się ze sobą nawzajem gdyż są w ciągłym ruchu. Czasami takie zderzenie powoduje, że cząsteczki łączą się i tworzą nową, dużą cząstke. Koagulacja prowadzi zatem do ciągłego usuwania małych cząstek i zastepowania ich dużymi.

Para wodna może skraplać się na cząstkach i w ten sposób powiększają się one w procesie aglomeracji.

Chmura: wielkie laboratorium

Aerozole odgrywają ważną rolę w tworzeniu sie chmur. Wiesz jak powstają chmury: para wodna skrapla się (kondensuje) na jądrach kondensacji. W ten sposób, w czasie tworzenia się chmury, niektóre cząstki stałe przekształcają się przy pomocy wody w krople chmury. W kropli zachodzą reakcje chemiczne z udziałem wody, podobnie jak w naczyniach laboratoryjnych na lekcjach chemii. 

Zapewne zauważyłeś, że nie każda chmura daje opad atmosferyczny. Krople chmury mogą wyparować zamiast powiększać się aż do osiągnięcia rozmiarów kropli deszczowych. Powstała po wyparowaniu nowa cząstka może mieć inne właściwości chemiczne i fizyczne niż cząstka pierwotna (rozmiar cząstki może ulec zmianie). Każda cząstka może zatem wielokrotnie uczestniczyć w łańcuchu procesów kondensacji i parowania zanim zostanie usunięta z atmosfery.
Takie przemiany aerozoli w chmurach nazywamy reakcjami chemicznymi zachodzącymi w chmurach (ang. cloud processing).

Usuwanie cząstek stałych i ciekłych z atmosfery: depozycja

Kiedy cząstki są usuwane z atmosfery poprzez opadanie na ziemię bez udziału wody to taki mechanizm nazywamy suchą depozycją. Kiedy natomiast cząstki są wymywane z atmosfery przez wodę w postaci deszczu lub śniegu to nazywamy to mokrą depozycją.

Najprostszym sposobem suchej depozycji jest opadanie grawitacyjne, nazywane sedymentacją. Podlegają jej przede wszystkim cząstki najcięższe, dlatego zazwyczaj największe cząstki znajdujemy blisko źródła emisji. W powietrzu suchym, przy braku wiatru, o maksymalnych rozmiarach cząstek aerozolu decyduje właśnie sedymentacja.

Sucha depozycja zależy jednak w znacznym stopniu od ruchów atmosfery, np. wiatru, który może przenosić cząstki na duże odległości od źródła emisji.

Mokra depozycja zachodzi przy udziale wody atmosferycznej, w chmurach lub poniżej.

W chmurach część aerozoli pełni rolę jąder kondesacji, na których skrapla się woda aby utworzyć krople chmurowe. Podczas deszczu te cząstki stanowiące część kropli są usuwane z atmosfery. Ponadto krople deszczu lub płatki śniegu mogą "złapać po drodze" inne cząstki z otaczającego powietrza i także je usunąć z atmosfery.  

Mokra depozycja bardzo dobrze oczyszcza atmosferę: przyjrzyj się szybom samochodu po deszczu aby zobaczyć co zostało wypłukane z powietrza! Przypomnij sobie także uczucie oddychania czystszym powietrzem gdy spacerujemy zaraz po ustaniu deszczu.

O tej stronie:

Autor: J. Gourdeau, LAMP Clermont-Ferrand, Francja
Recenzent: Dr Maud Leriche, CNRS LaMP, Francja
Ostatnia aktualizacja: 2003-12-03
Tłumaczenie na język polski: Dr Anita Bokwa, Uniwersytet Jagielloński, Kraków