氷核
氷核は、氷核形成粒子( INP )とも呼ばれ、大気中の氷結晶の形成の核として機能する粒子です。
氷核形成メカニズム
大気中には、氷核が触媒となって氷粒子を形成する、様々な氷核形成メカニズムが存在する。上層対流圏では、水蒸気が固体粒子に直接付着する。約-37℃以上の雲では、液体の水が過冷却状態のまま存在し、氷核が水滴の凍結を引き起こす。[ 1 ]
接触核形成は氷核が過冷却液滴と衝突した場合に発生しますが、凍結のより重要なメカニズムは、氷核が過冷却水滴に浸され、凍結が引き起こされることです。
氷核粒子が存在しない場合は、純粋な水滴は-37℃に近い温度まで過冷却状態を維持し、均一に凍結します。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]
大気エアロゾルの氷核形成特性を研究する研究グループはいくつかあります（例えば、DeMottらによるFIN-02研究論文（2018年）またはFIN-02 INP測定相互比較研究[ 5 ]を参照）。氷核形成研究能力は、PNNLのEMSLにおけるユーザー施設呼び出しを通じても利用可能です。[ 6 ]
クラウドダイナミクス
氷粒子は雲の力学に大きな影響を与える可能性があります。雲が帯電し、雷を引き起こす過程において、氷粒子が重要な役割を果たしていることが知られています。また、氷粒子は雨滴の核となることも知られています。浅い雲における氷核粒子の濃度は、雲と気候のフィードバックにおける重要な要因であることが明らかになっています。[ 7 ] [ 8 ]
大気粒子状物質
大気中の粒子状物質には、砂漠の塵、すす、有機物、細菌（例：シュードモナス・シリンガエ）、花粉、真菌の胞子、火山灰など、自然起源と人為起源の両方を含む様々な種類が氷核として作用する可能性があります。 [ 1 ] [ 9 ]しかし、それぞれの種類の正確な核形成能は、大気の正確な条件によって大きく異なります。これらの粒子の空間分布、氷雲の形成を通じた地球の気候への全体的な重要性、そして人間活動がこれらの影響の変化に大きな役割を果たしたかどうかについては、ほとんど分かっていません。
参照
参考文献
- ^ a b Murray; et al. (2012). 「過冷却雲滴に浸漬された粒子による氷核形成」 . Chem Soc Rev. 41 ( 19): 6519– 6554. doi : 10.1039/c2cs35200a . PMID 22932664 .
- ^ Kulkarni G (2014). 「裸の鉱物ダスト粒子と硫酸でコーティングされた鉱物ダスト粒子の氷核形成と雲特性への影響」 . Journal of Geophysical Research . 119 (16): 9993– 10011. Bibcode : 2014JGRD..119.9993K . doi : 10.1002/2014JD021567 . S2CID 133885221 .
- ^ Koop、T. (2004 年 3 月 25 日)。「水および水溶液中での均一な氷核生成」。物理化学の時代。218 (11): 1231–1258 .土井: 10.1524/zpch.218.11.1231.50812。S2CID 46915879。2012 年 8 月 11 日にオリジナルからアーカイブされました。2008 年 4 月 7 日に取得。
- ^ Murray B (2010). 「水および水溶液中における均質氷核形成」.物理化学. 化学物理学. 12 (35): 10380– 10387. Bibcode : 2010PCCP...1210380M . doi : 10.1039/c003297b . PMID 20577704 .
- ^ DeMott, Paul J. (2018-11-19). 「第5回氷核形成国際ワークショップ フェーズ2 (FIN-02): 氷核形成測定の実験室間相互比較」 .大気測定技術. 11 (11). Copernicus GmbH: 6231– 6257. Bibcode : 2018AMT....11.6231D . doi : 10.5194/amt-11-6231-2018 . hdl : 20.500.11850/306690 . ISSN 1867-8548 .
- ^ 「環境分子科学研究所：米国エネルギー省科学局ユーザー施設」環境分子科学研究所. 2023年7月13日閲覧。
- ^ Murray, Benjamin J.; Carslaw, Kenneth S.; Field, Paul R. (2020年8月21日). 「オピニオン：雲相気候フィードバックと氷核粒子の重要性」 . doi : 10.5194/acp-2020-852 .
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）が必要です - ^ Vergara-Temprado, Jesús; Miltenberger, Annette K.; Furtado, Kalli; Grosvenor, Daniel P.; Shipway, Ben J.; Hill, Adrian A.; Wilkinson, Jonathan M.; Field, Paul R.; Murray, Benjamin J.; Carslaw, Ken S. (2018年3月13日). 「氷核形成粒子による南極海の雲反射率の強い制御」 . Proceedings of the National Academy of Sciences . 115 (11): 2687– 2692. Bibcode : 2018PNAS..115.2687V . doi : 10.1073/ pnas.1721627115 . PMC 5856555. PMID 29490918 .
- ^ Christner BC, Morris CE, Foreman CM, Cai R, Sands DC (2008). 「降雪における生物学的氷核形成因子の普遍性」. Science . 319 ( 5867): 1214. Bibcode : 2008Sci...319.1214C . CiteSeerX 10.1.1.395.4918 . doi : 10.1126/science.11 49757. PMID 18309078. S2CID 39398426 .
