云凝結核

云凝結核 ()，也稱為云種子，是通常為 0.2 μm 或云滴大小的百分之一的小顆粒。 ccn 是大氣中氣溶膠的一個獨特子集，水蒸氣在其上凝結。 這會影響云的輻射特性和整體大氣。 水需要非氣態表面才能從蒸汽轉變為液體。 這個過程稱為冷凝。

在地球大氣層中，這個表面呈現為稱為 CCN 的微小固體或液體顆粒。 當不存在 CCN 時，水蒸氣可以在約 -13°C（9°F）下過冷 5-6 小時，然后液滴自發形成。 這是探測亞原子粒子的云室的基礎。

CCN 的概念用于云播種，它試圖通過在空氣中播種凝結核來促進降雨。 進一步有人建議，創建這樣的原子核可用于海洋云增亮，這是一種氣候工程技術。 一些自然環境現象，例如 CLAW 假說中提出的現象，也源于自然產生的 CCN 與云形成之間的相互作用。

典型的雨滴直徑約為 2 毫米，典型的云滴直徑約為 0.02 毫米，典型的云凝結核（氣溶膠）的直徑約為 0.0001 毫米或 0.1 微米或更大。 空氣中云凝結核的數量可以在每立方厘米 100 到 1000 個左右的范圍內測量。 一年內注入大氣的 CCN 總質量估計為 2×1012 千克。

有許多不同類型的大氣顆粒物可以充當 CCN。 這些顆粒可能由草地或森林火災產生的灰塵或粘土、煙灰或黑碳、海浪噴霧產生的海鹽、工廠煙囪或內燃機產生的煙灰、火山活動產生的硫酸鹽、浮游植物或二氧化硫的氧化和二次 由揮發性有機化合物氧化形成的有機物。 這些不同類型的粒子形成云滴的能力根據它們的大小和它們的確切成分而變化，因為這些不同成分的吸濕特性非常不同。 例如，硫酸鹽和海鹽很容易吸水，而煤煙、有機碳和礦物顆粒則不會。 由于許多化學物質可能混合在顆粒中（特別是硫酸鹽和有機碳），這變得更加復雜。 此外，雖然一些顆粒（如煤煙和礦物質）不能形成很好的 CCN，但它們確實在大氣較冷的部分充當冰核。

CCN 的數量和類型會影響云的降水量、壽命和輻射特性及其壽命。 最終，這會對氣候變化產生影響。 由 Marcia Baker 領導的建模研究表明，源和匯通過凝結和聚結達到平衡，從而導致大氣中的 CCN 水平穩定。 還有人猜測，太陽變化可能會通過 CCN 影響云的特性，從而影響氣候。

播云是將小顆粒添加到大氣中以誘導云形成和降水的過程。 這可以使用各種方法來完成，例如使用空中或地面方法散布鹽分，使用無人機發射電荷，或使用激光脈沖來增強大氣中的現有分子。 這些方法的有效性并不一致。 許多研究沒有注意到降水的統計顯著差異，而其他研究則注意到了。 云播種也可能發生在自然過程中，例如森林火災，它會將小顆粒釋放到大氣中，這些顆粒可以充當 CCN。

海洋云層增亮是一種氣候工程技術，涉及將小顆粒注入云層以增強其反射率或反照率。 這項技術背后的動機是控制允許到達海洋表面的陽光量，以期通過輻射強迫降低表面溫度。 許多方法涉及產生小的海水液滴，將海鹽顆粒輸送到上覆的云層中。

當海鹽中的活性氯和溴與大氣中的現有分子發生反應時，可能會出現并發癥。 它們已被證明可以減少大氣中的臭氧； 同樣的效果會減少氫氧化物，這與甲烷（一種溫室氣體）的壽命延長有關。