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1簡介

大氣冰核是能使大氣中的過冷水滴在其上凍結,或能使大氣中的水汽在其上凝華而成冰晶的懸浮微粒。根據冰晶生長的方式不同,分別稱為凍結核和凝華核。純凈的小水滴,甚至在-40℃條件下,仍然不能凍結。大氣冰核的存在,可以大大提高成冰的溫度,使雲中成冰的機會增多(見雲和降水微物理學)。

2冰核濃度

在給定溫度下,單位體積空氣所含的微粒中,能起成冰作用的冰核數目,稱為冰核濃度,它隨溫度的降低而按指數規律增加。在-20℃時,每升空氣中約有一個冰核。溫度每下降 4℃,其濃度約增大10倍。這是因為原來不起冰核作用的許多微粒,在降溫之後也能起冰核作用的緣故。這種現象,稱為冰核活化。所化,冰核濃度又稱為冰核活化濃度或成冰核濃度。大氣中的冰核濃度,不僅有很大的日際變化,而且隨氣團性質不同或地域不同而異,但不隨高度而顯著減小。因為冰核的成冰作用有隨機性,加上測量中存在的困難,所以冰核濃度的測定值,比較粗略。

3冰核來源

利用電子顯微鏡,可直接辨別出雪晶中有含硅物質的固體核心。實驗證明,土壤和砂子的微粒有較高的成冰能力。這說明大氣冰核的主要成分是土壤和灰塵。由北半球冰核濃度高於南半球的事實及日本觀測到大氣中冰核濃度提高同中國北部的塵暴有聯繫的現象,都說明大氣冰核的主要來源是大陸地面的塵土。在燃燒和工業生產過程中,也排出成冰能力較高的微粒,這些微粒造成局地大氣中大量的冰核。此外,有人提出流星的灰燼,可能是大氣冰核的另一種來源。
20世紀70年代以來,還發現一些有機物質,例如植物的腐殖質、微生物以及海洋表面的一些浮游生物等,它們有較高的成冰能力,稱為生物冰核。
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