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云内清除

/in-cloud scavenging/
条目作者沈传扬

沈传扬

最后更新 2022-12-23
浏览 136
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云内云滴对大气痕量气体气溶胶颗粒物的清除过程。

英文名称
in-cloud scavenging
所属学科
大气科学

云内清除分为气体和气溶胶两类。

气体物质,如硝酸、氨气、二氧化硫等气体可以通过溶解在云滴中被清除。对于谱分布为的液滴来说,不可逆溶解物如硝酸等气体的本地清除速率为:

式中为清除系数。对于溶解性很强的气体,可以假设云滴对气体的吸收极快,所需的时间远远低于气体在云中的移动特征时间。对于那些溶解性稍弱的气体(如二氧化硫),液体对气体的吸收是个较为复杂的过程,不仅取决于气体本身的性质,还与云滴谱分布、其他可参与液相反应的物质成分(如过氧化氢)以及可控制液滴的pH值的成分(比如氨气)有关。

气溶胶颗粒物的云内清除主要包括两个过程。一是核化清除,即气溶胶颗粒物作为云凝结核,通过长大成云滴和雨滴形成降雨被带到地表。核化清除是一种比较有效的清除方式,可以大大地减少气溶胶质量浓度。二是气溶胶颗粒物和云滴的碰并,即气溶胶粒子通过布朗运动和湍流运动与云滴碰并。粒径小于0.01微米的气溶胶颗粒物均难以核化,几乎都经该碰并机制进入云滴。这种清除过程相对而言比较慢,通常只能清除很小的一部分气溶胶颗粒物。

云内清除过程对酸雨的形成有重要作用。根据对云内清除过程中的数值模拟计算,云内清除过程是雨水中氢离子的重要来源之一。测量也表明,受污染大气中云滴的酸度通常已经很高。

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