МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГЕТЕРОГЕННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ПЕРЕОХЛАЖДЕННЫХ КАПЕЛЬ В ОБЛАКАХ

Авторы
Файлы

Чукин В.В. Платонова А.С. Статья в формате PDF 126 KB Известно, что атмосферные аэрозоли оказывают значительное влияние на образование облаков и развитие осадков, а также распространение электромагнитного излучения. Таким образом, изучение свойств аэрозолей и их влияния на фазовое состояние облаков позволят создавать более реалистичные модели облаков и более надежно оценивать их влияние на формирование климата Земли.

Кристаллизация переохлажденных капель в облаках может происходить посредством двух механизмов: гомогенного и гетерогенного образование ледяных ядер. В нижней и средней тропосфере кристаллы льда появляются в основном за счет гетерогенного механизма в результате образования ледяных ядер на поверхности инородных частиц, находящихся в объеме переохлажденных капель. Не многие атмосферные аэрозоли могут служить ядрами кристаллизации. Наиболее благоприятные условия образования ледяных ядер складываются на поверхностях частиц с низким значе
нием удельной поверхностной энергии, которая служит мерой энергетических затрат на образования частицы новой фазы.

Для расчета скорости гетерогенного льдообразования нами предложена формула, которая одновременно учитывает влияние температуры и активности раствора воды на процесс образования кристаллов льда на поверхности инородных частиц внутри капли. Данная формула основана на классической теории ядрообразования и предположении о подобии зависимостей температуры кристаллизации и температуры плавления от активности водного раствора.

По данным о повторяемости смешанных облаков на европейской территорией России было определено наиболее вероятное значение удельной поверхностной энергии ледяных ядер, которое оказалось равным 7.7·10-12 Дж/м. Полученное значение было использовано при моделировании температуры гетерогенной кристаллизации переохлажденных капель растворов в слоистообразных облаках.

Результаты численного моделирования показали хорошее согласование с данными экспериментов по кристаллизации переохлажденных капель растворов, содержащих инородные частицы, что дает возможность использования предлагаемой формулы для расчета скорости гетерогенного ядрообразования при численном моделировании процесса кристаллизации в облаках.

ИНТЕГРАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ УРАВНЕНИЯ БЛЕКА-ШОУЛЗА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЕВРОПЕЙСКОГО ОПЦИОНА И ЕГО ЧИСЛЕННОЕ РЕШЕНИЕ

Статья в формате PDF 97 KB...