http://93.174.130.82/news/shownews.aspx?id=21fb0a0d-662d-4d3b-9eb2-b5295aa2f087&print=1
© 2024 Российская академия наук

Измерение скоростей столкновений между атмосферными ионами и многозарядными аэрозольными частицами

Аэрозольные частицы играют важную роль в радиационном балансе и формировании климата Земли как непосредственно, так и опосредованно через взаимодействие аэрозоля с облаками. К таким выводам привело исследование на установке CLOUD/CERN, в котором принял　участие сотрудник ФИАН.

Зависимость скорости столкновений ионов и аэрозольных частиц (10 нм) от величины заряда аэрозоля (от 1 до 9 элементарных зарядов). Данные измерений в эксперименте CLOUD/CERN обозначены закрашенными кружками. Результаты теоретических расчетов показаны открытыми символами.

Большинство аэрозольных частиц в атмосфере слабо заряжены, что влияет как на скорость их столкновения с ионами и нейтральными молекулами, так и на скорость, с которой они поглощаются другими аэрозольными частицами и облачными каплями. Величины скоростей столкновения между ионами и аэрозольными частицами определяют скорость роста, время жизни ионов и заряженных аэрозольных частиц в атмосфере, что в свою очередь влияет на физику облаков, динамику и распределение аэрозолей. Однако, несмотря на их важность, существует очень мало измерений указанных скоростей особенно в условиях тропосферы, где галактические космические лучи образуют ионные пары с концентрацией ~ 10³　см^-3. В статье представлены результаты измерений в камере CLOUD /CERN коэффициентов столкновений между отрицательными ионами и аэрозольными частицами (< 10 нм), содержащими до 9 элементарных зарядов (e). Экспериментально установлено, что скорость столкновения однозарядного иона с противоположно заряженной частицей увеличивается с 2,0•10^-6　см³/с до 30,6•10^-6　см³/с для частиц с зарядами от 1 до 9е, соответственно. Результаты измерений согласуются с теоретической моделью взаимодействия частиц Гатти и Кортсхагена (2008).

Подробнее: J. Pfeifer, Naser G.A. Mahfouz, B.C. Schulze, S. Mathot,…, V. Makhmutov, …, M. Philippov, et al. Atmos. Chem. Phys., 23, 6703–6718, 2023. Doi:10.5194/acp-23-6703-2023 (Q1)

Источник: ФИАН