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1、3 凝结与凝华凝结与凝华核化过程：核化过程： 新相态初始胚胎的产生是物质状态的一种实变，称新相态初始胚胎的产生是物质状态的一种实变，称 为核化为核化过程过程同同质核质核化：化： 没有其他物质参加，仅由单一相态分子相结合产生新胚胎没有其他物质参加，仅由单一相态分子相结合产生新胚胎在无杂质的过饱和大气中,水汽以某几个水汽集合体为中心而团集成液体或固体,或者以某几个液水集合体为中心而团集成固体,称为同质核化同质核化或自发核化.在自然条件下,同质核化同质核化形成云的可能性微乎其微,目前尚未发现这种情况.异质核化：异质核化： 有其他物质参与的新相态形成过程有其他物质参与的新相态形成过程自然界中由水汽形成
2、水滴,冰晶,或由过冷却水形成冰晶,主要依靠凝结凝结核,凝华核和冻结核.大气中一般情况下充当凝结凝结核的有SO42-,Ca2+,Na+,Cl-,Mg2+.大气中的水汽能在其上凝结而成小水滴的悬浮微粒，通常称凝大气中的水汽能在其上凝结而成小水滴的悬浮微粒，通常称凝结核结核。由于悬浮在大气中的微粒都能在不同程度上起凝结核的作用，所以大气凝结核大气凝结核和大气气溶胶大气气溶胶微粒实际上是同义词。大气凝结核由固态物质、溶液滴或两者的混合物组成，其化学成分很复杂，最常见的是氯，氮、碳、镁、钠、钙等化合物。在纯净的大气中，水汽必须达到百分之几百的过饱和度，才能凝结成水滴。但有大气凝结核存在的条件下，水汽凝结
3、所需的过饱和度显著降低。水汽在不同性质、不同尺度的凝结核上凝结所需的过饱和度，差别很大。一般说来，吸湿性核（在相对湿度小于100的情况下，就能使水汽凝结的微粒）所需的过饱和度，比非吸湿性核小得多，而且凝结核的尺度越大，凝结所需的过饱和度越小。 凝结核主要有两种:(1)可溶性核可溶性核，这是一些可溶性盐类质点,如源自海洋和土壤的NaCl、MgCl2和Mg(SO4)2。燃煤过程产生的Na2SO4等都是性质活跃的凝结核(2)不溶于水但表面能为水所湿润的凝结核不溶于水但表面能为水所湿润的凝结核,如CaCO3,但凝结时所需相对湿度都要超过100%,即要达到饱和条件才能凝结。大气中的凝结核多少因地而异,如
4、远离大陆的海洋上凝结核密度数量级为102个/cm3,在农村为104/cm3，在严重污染的工业城市上空可达106个/cm3。在同一地区,凝结核密度随高度增加而减少。凝结核多少影响到雨量,故在城市上空及其盛行风下风向,常多云雾,降水量增多。尤其在燃煤量大的工业区上空,由于凝结核含量大,且吸水性很强,常形成局部地区的暴雨。 大气气溶胶的浓度大气气溶胶的浓度 数浓度、质量浓度：/cm3，mg/m3，g/m3表表 大气气溶胶浓度大气气溶胶浓度 地区 埃尘核 体积浓度 总体积浓度 cm3 (D1m)g3/cm3 g3/cm3背景值背景值海 洋 1001400 14 遥远大陆501000 0.52.5 21
5、0大陆平均20005000 2.58 1040受城市影响51031.5104 830 060城市污染城市污染11054106 0150 100300大气凝结核的尺度范围展宽，通常按尺度大小分为三类：爱根核爱根核，半径0.0050.1（0.2）微米，需用爱根核计数器检测；大核大核，半径0.1（0.2）1微米；巨核巨核，半径大于1微米。大大气气气气溶溶胶胶粒粒子子尺尺度度特特征征云凝结核来源 云凝结核的主要来源有三种：燃烧时排放到空气中的各种无机盐烟尘；燃烧过程中或工业生产中排放的硫氧化物和氮氧化物气体，与大气中其他物质化合而成的可溶性微粒；尘土和海水溅沫进入大气的海盐微粒。一般说来，大气中并不缺
6、乏云凝结核，只要水汽超过饱和状态，就可以形成云（雾）滴。因为云凝结核的浓度，对形成的云滴的大小和浓度有重要作用，所以它对云中的微物理过程有重要影响。 海水飞沫海水飞沫大气气溶胶影响能见度大气气溶胶影响能见度大气能见度是大气质量大气能见度是大气质量最直接指标之一最直接指标之一名古屋名古屋汉城汉城北京北京气溶胶照片含硝酸盐的沙尘粒子。2002年3月丹后半岛采样。花粉花粉花粉花粉硫酸粒子。硫酸粒子。1994年年8月月29日日11时时57分分12时时03分气球分气球于平流层（于平流层（17.2-19.4km）采样。）采样。燃煤发电厂排烟燃煤发电厂排烟金属溶解炉排烟金属溶解炉排烟Ultrafine Particles - Microscopy Lab. GeneratedDiesel Exhaust
