ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тропосферный аэрозоль газохимического происхождения, промышленный аэрозоль и водные растворы из "Атмосферный аэрозоль" Измерения поля распределения концентрации солевых частиц морского аэрозоля, предпринятые в [210], продемонстрировали удовлетворительное согласие с ранее выполненными теоретическими оценками [282]. Были зарегистрированы значения счетной концентрации о=1,5... 1,2 см на пути от Токио до экваториальной части Тихого океана. В Индийском океане величина 0о не превышала 0,9 см в экваториальной части и заметно снижалась (до 0,4 см ) в широтах 20 с. ш.— 20° ю. ш. у австралийского побережья. При приближении к границе льдов Антарктики был отмечен рост о до 2,1 см , однако у паковых льдов величина 00 вновь резко уменьш алась до 0,2 см . По данным [27], на высоте 10—15 м над поверхностью моря массовая концентрация солевого морского аэрозоля для различных районов мира варьировала от 0,6 до 15,4 мкг/м (для частиц с с1 2 мкм). Измерения в Северной Атлантике для частиц с 0,2 мкм дали значения массовой концентрации в диапазоне 8,6—28,0 мкг/м (табл. 1.10). [c.44] Исследование массовых концентраций солевых частиц морского аэрозоля, которое проводилось в северных районах тропической Атлантики во время АТЭП [265], показало, что распределение частот повторяемости значений массовой концентрации для островов Сал и Барбадос хорошо описывается суперпозицией двух логарифмически-нормальных распределений. Одно из распределений обычно является доминирующим (рис. 1.11) и соответствует нормальным погодным условиям, в то время как второе, второстепенное, оказывается обусловленным метеорологическими возмущениями. Доминирующие моды характеризуются следующими параметрами средней геометрической концентрацией солевого аэрозоля (для побережий островов Сал и Барбадос она составила 21,3 и 17,3мкг/м соответственно) и стандартным геометрическим отклонением (1,24 и 1,31 соответственно). [c.45] Более низкое значение средней геометрической концентрации на о. Барбадос авторы объясняют влиянием более слабых ветров 265]. Вторая мода морского компонента аэрозоля на о. Барбадос характеризуется очень высоким значением средней геометрической концентрации (51,3 мкг/м ) (при стандартном геометрическом отклонении 1,23) и, по-видимому, обязана дистанционному влиянию двух тропических штормов и урагана. Последние, проследовав значительно восточнее и севернее острова, не вызвали усиления ветра на самом острове, но обусловили образование крупных солевых частиц, которые достигли острова. [c.45] Значительная изменчивость ветра и характеристик воздушных масс на побережье Майами (штат Флорида, США) явилась причиной формирования мономодального распределения при значительно меньшей средней геометрической концентрации (6,15 мкг/м ) и более высоком стандартном геометрическом отклонении (1,77). [c.45] Таким образом, если считать данные для островов Сал и Барбадос репрезентативными для северных районов тропической Атлантики, то в качестве типичного можно было бы принять геометрическое среднее значение массовой концентрации — 20,0 мкг/м . Однако сравнения с вышеприведенными данными ([304], табл. 1.10), а также с результатами судовых измерений (которые дали для зоны расположения судна на одной трети пути от о. Сал до о. Барбадос среднее значение 11,8 мкг/м ) показали, что концентрация солевого аэрозоля в центральных районах Атлантического океана существенно ниже, чем вблизи континентов. Этот вывод в общем и целом подтверждается в работе [252], где исследуется поле массовой концентрации солевого аэрозоля над акваториями Атлантического и Тихого океанов (для обоих полушарий), тропической зоны Индийского океана, Южно-Китайского и Филиппинского морей (табл. 1.11 и 1.12). [c.46] Как видно из приведенных данных, наибольшее значение массовой концентрации солевого аэрозоля зарегистрировано у м. Доброй Надежды, района, метеорологические условия которого характеризуются, как известно, сильными и устойчивыми ветрами. Хотя едва ли можно считать данные, полученные для м. Доброй Надежды, в строгом смысле репрезентативными для средних и высоких широт Южной Атлантики. Тем не менее они могут указывать на то, что этот район характеризуется повышенной концентрацией солевого аэрозоля. В известной мере это подтверждают ранее упоминавшиеся данные [210]. [c.46] Значения массовых концентраций солевых частиц над различными акваториями мира (за исключением данных по Индийскому океану, слишком малочисленных, чтобы делать окончательные заключения, и м. Доброй Надежды) и соответствующие им значения стандартных геометрических отклонений свидетельствуют о том, что глобальное поле концентрации этого вида аэрозоля в значительной мере равномерно. [c.46] В связи с этим следует отметить, что некоторая разноречивость данных, сообщаемых различными авторами, для определенных районов Мирового океана, по-видимому, может быть в большинстве случаев объяснена особенностями метеорологических условий в этих точках (например, подверженностью сильным устойчивым пассатным ветрам в определенные сезоны года, или, напротив, значительной изменчивостью ветра и характеристик воздушных масс, влиянием циклонической деятельности, близостью нли удаленностью от береговой черты и, наконец, некоторыми методическими особенностями проведения эксперимента и его длительностью). Основным фактором, от которого зависит концентрация солевых частиц, является скорость ветра. Заметим, что при влажности атмосферы более 80 % солевые частицы набухают и превращаются в капли солевых растворов. Естественно ожидать, что объемная и массовая концентрации аэрозоля в этом случае возрастут, а фракция более крупных частиц увеличится. [c.46] Северная часть Тихого океана 26—28 с. П1. [c.48] Экспериментальные исследования микрофизических свойств морского аэрозоля свидетельствуют о том, что диапазон размеров частиц, находящихся в морском и океаническом воздухе, достаточно широк и простирается от 10 до 10 2 см [191]. Столь значительная протяженность спектра размеров морского аэрозоля объясняется присутствием в его составе помимо собственно солевых частиц, образующихся прежде всего по пузырьковому механизму, также и частиц иного происхождения. [c.50] Как уже отмечалось выше, инжектируемые морской поверхностью солевые частиды в силу особенностей физических процессов, обусловливающих их возникновение, должны характеризоваться двумя диапазонами дисперсности. Однако в настоящее время пока еще не достаточно экспериментальных данных, чтобы можно было определить границы этих диапазонов. [c.50] В нормально-логарифмическом представлении распределение по размерам собственно солевых частиц, инжектированных в атмосферу водной поверхностью Мирового океана, имеет уни-мономодальный характер [303]. В случае же аппроксимации распределения степенным законом Юнге для аэрозольных солевых частиц на уровне моря в [98] значение а = 3,8 (при общей концентрации частиц 30 см , т. е. около 5 % общей концентрации частиц Айткена), что согласуется с более ранними данными [166], по которым величина а лежит в диапазоне 3—4. [c.51] В реальных условиях, как уже отмечалось, на распределение собственно солевых частиц накладываются распределения частиц иной природы. В области г 20 мкм в морском воздухе обнаруживаются нерастворимые частицы, имеющие глобальный характер распределения и являющиеся, возможно, составляющей тропосферного фонового аэрозоля [199]. По своему составу это волокна, скорее всего органического происхождения [123], и агломераты—остатки от испарившихся облачных и дождевых капель. Поскольку идентичные аэрозольные частицы постоянно присутствуют в воздухе также и над центральными районами континентов (например, центральные районы Европы [284]), то есть основание полагать, что эти частицы, по крайней мере частично, континентального происхождения. В отношении агломератных частиц следует добавить, что, согласно [282], наряду с нерастворимыми существует и некоторая часть растворимых частиц этого типа. [c.51] В области г 20 мкм на спектр солевых частиц накладываются в той или иной мере распределения пылевых частиц континентального происхождения. Ранее отмечалось, что многие районы Мирового океана оказываются под сезонным воздействием выносов пыли с гигантских пустынь, а также аридных и некоторых полуаридных зон земного шара. В результате массовая концентрация почвенных частиц, испытывая значительные временные и географические вариации, составляет тем не менее в ряде случаев значительную долю аэрозоля над морскими акваториями (см. табл. 1.10—1.11). Вариации глобального поля массовой концентрации пылевого аэрозоля от 0,007 до 20 мкг/м являются результатом перераспределения для каждого района мира вкладов генерируемого над континентами пылевого аэрозоля. [c.51] Остановимся на вопросах, связанных с химическим составом солевых частиц. Казалось бы, что образующиеся из морской воды солевые частицы должны иметь химический состав сухого остатка морской воды 88,7 % хлоридов, 10,8 % сульфатов, 0,3 7о карбонатов и 0,2 % остальных солей. Реальный химический состав морского аэрозоля значительно отличается от вышеуказанного. Причем отклонения от ожидаемого химического состава морских солей по результатам независимых исследований весьма различны. Если по данным [156, 198, 269] отношения элементов l/Na, K/Na, Mg/Na близки к соответствующим величинам для сухого остатка морской воды, то по результатам [85, 136, 264, 270, 304, 305] наблюдается обогащение солевого аэрозоля микроэлементами. [c.52] Причины столь значительного разнообразия сообщаемых в литературе значений F w Е для одних микроэлементов морского аэрозоля, а также для различных микроэлементов этого аэрозоля, по-видимому, следует искать как в особенностях самого механизма продуцирования и переноса в атмосферу солевого аэрозоля, так и в различиях состояний морской поверхности. [c.53] В связи с этим было предложено несколько механизмов для объяснения наблюдаемого явления. Один из них предполагает наличие на поверхности воды поверхностно-активной пленки толщиной менее 150 мкм. Способность поверхностно-активных веществ собирать на себя ионы с высоким ионным потенциалом из среды, где их концентрация относительна мала, хорошо известна со времен работ Лангмюра. Для океана роль таких молекул-адсорбентов, образующих поверхностно-активные пленки, могут играть как неорганические, так и органические вещества. В силу этого обстоятельства адсорбционный механизм обогащения поверхностного микрослоя ионами микроэлементов усиливается биологическим механизмом, а именно, поверхностные органические пленки на поверхности моря становятся средой об11тания разнообразных бактерий, результатом жизнедеятельности которых является выделение из морской воды определенных микроэлементов. Последнее может стать причиной обогащения микроэлементами пленки пузырьков, а следовательно, и солевого аэрозоля. [c.53] Вернуться к основной статье