摩根·雷恩伯格,美国地球物理联合会 密歇根理工大学皮室(左)中绿色激光片照亮的湍流中的云滴和地球大气中的云滴(右)
Shawon等人
使用受控的实验室条件来研究湍流的影响,这在现场很难隔离
信用:阿布赛义德Md沙文 当潮湿空气包中的水蒸气凝结成大气气溶胶(如灰尘颗粒)时,云就形成了
从干颗粒到液态水滴的转变称为活化
激活阈值是气溶胶大小和化学成分以及当地空气相对湿度的函数
由于给定颗粒的大小和组成是固定的,活化主要发生在一包空气越过水饱和水平时,这种水饱和水平被称为临界过饱和
典型的情况是,当一团潮湿的空气上升时,它会冷却,降低空气容纳水蒸气的能力,并促使这团空气达到临界过饱和状态
传统理论和实验室模拟忽略了包裹内的动力学过程,如湍流,并假设包裹可以用单一温度和相对湿度很好地描述
然而,最近的现场观测表明,湍流可以产生0
1%–0
宗地饱和比率值的3%
Shawon等人
在实验室中使用新的最先进的云室来研究湍流对云形成的影响
为了进行研究,他们在室内创造了一个过饱和的环境,最初没有气溶胶
通过将腔室的顶部和底部设置为不同的温度,它们引起了湍流空气运动
然后,他们将亚微米大小的干燥氯化钠颗粒注入室内,作为云滴形成的成核点,并观察稳态结果
通过固定气溶胶的大小和成分,以及温度和初始饱和水平的室,作者隔离湍流的影响
他们发现,在这些条件下,同一包空气中具有相同物理特性的气溶胶粒子可能会活化,也可能不会活化,因为湍流会导致局部过饱和发生变化
因为当达到临界过饱和阈值时会发生活化,湍流可能会短暂地将更多的粒子推过该极限,导致更大的总活化分数
作者认为,湍流效应可能在云类型之间的转换中起着重要作用
对于从陆基环境移动到海基环境的云来说,情况可能尤其如此,在此期间,可用气溶胶的数量也发生了变化
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