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冰核

冰核，也称为冰冻结核、冰核颗粒物（INP），是一种在大气中充当冰晶形成核的粒子。

冰成核机制。[需要解释]

机制 编辑

大气中有许多冰核化机制，冰核可以通过这些机制催化冰粒的形成。在对流层上层，水蒸气可以直接沉积在固体颗粒上。在温度高于-37 °C的云中液态水可以在过冷状态下持续存在，冰核可以触发液滴冻结。 [1]

如果冰核与过冷水滴碰撞，就会发生接触成核作用，但更重要的冻结机制是当冰核浸入过冷水滴中然后触发冻结。

在没有冰核粒子的情况下，纯水滴可以在过冷状态下维持到接近−37°C，在此温度之下开始均匀地冻结。 [2] [3] [4]

云动力学 编辑

冰粒会对云的动力学产生重大影响。它们被认为在云带电并导致闪电的过程中很重要。冰粒还能够作为雨滴的种子。研究表明，浅层云中冰核粒子的浓度是云-气候反馈的关键因素。 [5] [6]

大气颗粒物 编辑

许多不同类型的大气颗粒物可以作为冰核，包括天然的和人为的。例如：沙尘、煤烟、有机物、细菌（如丁香假单胞菌）、花粉、真菌孢子和火山灰等。 [1] [7]然而，不同类型的颗粒物确切成核潜力差异很大，具体取决于实际的大气条件。关于这些粒子的空间分布、它们通过冰云形成对全球气候的总体重要性以及人类活动是否在改变这些影响方面发挥了重要作用，我们仍然知之甚少。

参见 编辑

参考文献 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 B. Murray; et al. Ice nucleation by particles immersed in supercooled cloud droplets. Chem Soc Rev. 2012, 41 (19): 6519–6554. PMID 22932664. doi:10.1039/c2cs35200a.  引证错误：带有name属性“Murray2012”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  2. ^ Kulkarni G. Ice nucleation of bare and sulfuric acid-coated mineral dust particles and implication for cloud properties. Journal of Geophysical Research. 2014, 119 (16): 9993–10011 [2022-02-23]. Bibcode:2014JGRD..119.9993K. doi:10.1002/2014JD021567. （原始内容存档于2022-02-23）. 
  3. ^ Koop, T. Homogeneous ice nucleation in water and aqueous solutions. Zeitschrift für Physikalische Chemie. March 25, 2004, 218 (11): 1231–1258 [2008-04-07]. doi:10.1524/zpch.218.11.1231.50812. （原始内容存档于2012-08-11）. 
  4. ^ Murray B. Homogeneous ice nucleation in water and aqueous solutions. Physical Chemistry Chemical Physics. 2010, 12 (35): 10380–10387. Bibcode:2010PCCP...1210380M. PMID 20577704. doi:10.1039/c003297b. 
  5. ^ Benjamin J. Murray; Carslaw, Kenneth S.; Field, Paul R. Opinion: Cloud-phase climate feedback and the importance of ice-nucleating particles. Atmospheric Chemistry and Physics. 21 August 2020. doi:10.5194/acp-2020-852. 
  6. ^ 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. Strong control of Southern Ocean cloud reflectivity by ice-nucleating particles. Proceedings of the National Academy of Sciences. 13 March 2018, 115 (11): 2687–2692. Bibcode:2018PNAS..115.2687V. PMC 5856555  . PMID 29490918. doi:10.1073/pnas.1721627115. 
  7. ^ B.C.Christner. Ubiquity of biological ice nucleators in snowfall. Science. 2008, 319 (5867): 1214. PMID 18309078. doi:10.1126/science.1149757. 
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