대기에서 약 4 킬로미터 위로, 구름은 액체 액 적과 얼음 결정을 모두 함유하기 시작합니다. 물의 두 단계가 공존하기 때문에 클라우드에서 다양한 흥미로운 소규모 공정이 발생할 수 있습니다. 액 적을 통합 할 수 있으며 얼음 결정은 집계 할 수 있거나 드롭이 얼음 결정과 충돌 할 수 있으며 얼음 또는 얼음 결정이 구름에서 퇴적 할 때 녹을 수 있습니다. 이러한 프로세스는 공동으로 클라우드 미세 물리학이라고하며 모델링하기가 매우 어려울 수 있습니다.
얼음 결정은 수지상에서 플레이트 또는 바늘에 이르기까지 다양한 형상이 있기 때문에 특히 도전적입니다. 고도가 높은 경우, 공기가 수증기와 전염병 될 때 핵 생성에 의해 열역학적으로 형성됩니다. 일반적으로, 먼지 또는 그을음 또는 박테리아의 미립자 표면이있어 위상 변화를위한 자유 에너지 장벽을 낮 춥니 다. 우리는 따뜻한 온도에서 발생하는 다른 기계적 얼음 형성 경로 세트를 모델링하는 데 관심이있었습니다. 복잡한 클라우드 미세 물리학 세계에서 이러한 경로는 2 차 얼음 생산이라고합니다.
2 차 얼음 생산은 충돌에 의존하여 산산이 부서지는 것입니다. 예를 들어, 액적과 얼음 수정이 충돌하면, 액적이 얼어서 잠복 열을 방출하고 결국 얼어 붙은 액적을 산산조각내는 압력 축적을 유발할 수 있습니다. 또는 두 개의 큰 얼음 결정 또는 그라우 펠 입자가 충돌하면, Bill Watterson의 piff! 과 비슷한 것들이 많은 더 작은 조각으로 쪼개기에 충분할 수 있습니다. 그 위에는 눈덩이가 튀어 나옵니다.
이러한 공정에서 얼마나 많은 얼음 결정이 형성 될 수 있는지 근사하기 위해, 우리는 대기를 통해 상승 할 때 공기 소포를 추적하는 모델을 만들었습니다. 우리의 시뮬레이션에는 액적 형성 및 얼음 핵 생성과 2 차 얼음 생산이 포함됩니다. 이 모델을 사용하면, 우리는 소포의 상향 속도와 초기 온도가 옳은 일종의 골디 락 영역에서, 2 차 얼음은 핵 생성만으로 1000 배의 결정을 생성 할 수 있음을 발견했다.
.얼음 결정 형상의 표현도 중요합니다. 우리가 얼음 결정이 구체라고 가정하면, 그 1000 배 향상은 극적으로 떨어집니다. 그러나 대기에서 실제로 볼 수있는 다양한 수상 돌기 및 바늘과 같은 길쭉한 형상으로 얼음 결정을보다 현실적으로 모델링하면 얼음 결정 수 향상이 다시 나타납니다.
이러한 대기 얼음 결정의 큰 공급원은 기후에 수 문학적 및 복사에 영향을 미칩니다. 얼음 단계에서 지형에 대한 강수량 :얼음 결정은 추운 온도에서 자라서 구름에서 빠져 나와 비를 녹여 비를 형성합니다. 따라서 모델에서 2 차 얼음 생산을 나타내는 것은 특정 조건에서 강수량 시뮬레이션을 더 잘 산출 할 수 있습니다. 또는 구름의 점점 더 작은 얼음 결정은 결정이 대부분 들어오는 태양 복사에 투명하고 대부분 발신 지상 방사선에 불투명하기 때문에 온난화 효과를 산출 할 수 있습니다.
이러한 종류의 대규모 영향은 클라우드 미세 물리학의 인상적인 부분입니다. 방울과 얼음 결정 4km 킬로미터가 실제로 지구 표면에서 볼 수있는 온도와 비를 바꿀 수 있습니다.
이 연구는 클라우드 얼음 결정 수에 대한 2 차 얼음 생산의 기여를 조사하는 것을 조사하는이 연구는 최근 Journal of Geophysical Research :Atments 에 발표되었습니다. .
