Источники аэрозолей в атмосфере

РЕФЕРАТ

по теме:

“Источники аэрозолей в атмосфере”

Выполнила: Чуланова Елена

гр.9402

Проверил:

Введение

Увеличение общей загрязненности атмосферы и связанные с этим глобальные изменения ноосферы и биосферы, в частности изменения климата Земли, вызвали повышенный интерес к физико-химическим свойствам и структуре атмосферных аэрозолей. Аэрозоли, существенно влияя на изменения радиационного режима атмосферы и фазовых переходов в ней, являются важнейшей компонентой загрязненной атмосферы. Количественные оценки роли аэрозолей в процессах, вызывающих изменения энергетического баланса в системе атмосфера ‒ Земля, затруднены как в силу сложности корректного решения подобной задачи, так и в связи с большой неопределенностью таких сведений об атмосферных аэрозолях и чрезвычайно высокой изменчивостью их структуры.

Определенные сведения о структуре атмосферных аэрозолей требуются для решения теоретических и прикладных задач физики атмосферы и других областей науки и техники. В большинстве случаев при этом необходимо знание только отдельных характеристик аэрозолей: счетной или массовой концентрации, индикатрисы рассеяния, коэффициентов ослабления или поглощения света и т.д. Непосредственные измерения этих характеристик не всегда возможны, да и сами характеристики сильно варьируют по величине в зависимости от различных внешних условий. Поэтому в расчетах часто используются модельные представления об атмосферных аэрозолях или их характеристиках, которые позволяет по имеющимся у исследователя исходным данным получить требуемые параметры и характеристики.

Процессы генерации аэрозольных частиц в основном определяют их физико-химические свойства и концентрацию в атмосфере. Эти процессы очень мало исследованы даже для наземных источников, а точность определения мощности различных источников не превышает порядка измеряемой величины.

В результате длительного существования аэрозольных частиц, их переноса, перемешивания и взаимодействия особенности физико-химических свойств частиц от различных источников нивелируются, и возникает тип аэрозолей, который называют фоновым. В разных слоях атмосферы характеристики фоновых аэрозолей претерпевают существенные изменения.

Основная часть

Содержание аэрозолей в атмосфере обусловлено не только вкладом источников разной интенсивности, а также такими факторами, как место образования аэрозолей, характеристики воздушных потоков, облаков и осадков, но и скоростью выведения этих аэрозолей из атмосферы, которая, в свою очередь, зависит от спектра размеров и химического состава генерируемых частиц. Кроме того, источники аэрозольных частиц определяют (вблизи от них) концентрацию, дисперсность и химический состав аэрозолей в атмосфере.

Механизмы образования аэрозолей разделяют на четыре главные группы. Первая ‒ это конденсация и сублимация паров и образование дыма как в естественных, так и в искусственных процессах. Вторая ‒ это химические реакции в газовых примесях в атмосфере. Третья ‒ это механическое разрушение и рассеяние вещества над поверхностью Земли: либо в виде морской соли над океаном, либо в виде различного рода пыли, преимущественно минеральной, над континентами. Четвертая группа ‒ это коагуляция мелких частиц с образованием более крупных, которые могут иметь очень сложный состав. К этому можно добавить еще и пятую группу ‒ приток частиц внеземного происхождения. Очевидно, что могут осуществляться, и осуществляются в действительности,  различные комбинации этих механизмов.

По оценкам С.Дэвиса мощность природных источников аэрозолей составляет 2,31·10⁹т/год, из которых 1,10·10⁹т/год приходится на солевые частицы из океана (последние существуют в атмосфере не более нескольких дней, так как быстро вымываются осадками). Интенсивность антропогенных источников аэрозолей оценена им в 2,96·10⁸т/год, т.е. несколько больше 10% от общей мощности источников. Рассмотрим основные источники аэрозолей.

1. Морская соль

Один из наиболее важных индивидуальных типов мелких твердых частиц в атмосфере ‒ это морская соль, в основном представляющая собой хлористый натрий. Эти частицы очень важны, потому что они очень многочисленны, широко распространены как над океанами, так и над континентами и играют важную роль в образовании облаков. Однако область их распространения не так велика. В частности, по вертикали они распространяются только до высоты 1-2км, так как активно участвуют в образовании облачных капель. Концентрация солевых частиц над океанами может достигать 100 частиц/см³, но более обычна концентрация порядка 1 частиц/см³. По некоторым оценкам, общее количество соли, поступающей в атмосферу, более чем в 10⁹т/год. Большинство частиц быстро возвращается в океан, и только 10⁸т оседает на суше. Даже над океаном в атмосфере находится много частиц различных типов, и солевые частицы составляют лишь небольшой процент полного их числа. Это вызвано тем, что, ветры могут переносить континентальные аэрозоли на большие расстояния, даже через океаны. Кроме того, между частицами соли и примесными газами происходят химические реакции; имеет место также непрерывный приток внеземных частиц.