Kjemiske reaksjoner i skyer

Kjemiske reaksjoner og oppbygging i skyer

Skyer er ikke bare en blanding av vanndråper (eller iskrystaller) og partikler. Partiklene som gjør skydannelse mulig, kalles kondensasjonskjerner. Disse partiklene har forskjellige kjemisk sammensetning, avhengig av hva slags opphav de har. De kan ha naturlige kilder og stamme fra ørkener, havet, vulkaner eller levende organismer, eller de kan stamme fra menneskeskapte kilder. Skyene kan også inneholde gasser som kan forandre den kjemiske sammensetningen til dråpene.

Fire hovedprosesser foregår inni skydråpene. Disse er vist på figur 1.
1. sammensetningen og størrelsen til kondensasjonspartiklene kan forandre seg etter at vanndråpen har fordampet.
2. den oppløselige delen av partikkelen oppløses.
3. kjemiske reaksjoner finner sted inni vanndråpen.
4. utveksling av stoffer mellom atmosfæriske gasser og væskefasen finner sted.

1. Forskjellige kjemiske prosesser i skyer. Forfatter: J. Gourdeau.

Partiklene inni dråpene

Den vannoppløselige delen av en partikkel i lufta bestemmer hvorvidt den kan ta opp vann og vokse til en dråpe. Den kjemiske sammensetningen av kondensasjonskjernen bestemmer utgangspunktet for den kjemiske sammensetningen av skydråpen, ettersom den oppløselige delen av partikkelen løses opp i vannet. De mindre vannoppløselige partiklene, for eksempel støv fra jorda, pollen og partikler fra forbrenningen av biomasse, forblir i lufta.

De fleste skyer avgir ikke regn, men bare fordamper. Som et resultat av de kjemiske reaksjonene inni skyene har partiklene som er igjen etter at vannet fordamper, en annen kjemisk sammensetning enn de som gikk inn i skyen til å begynne med.

exemple of particle formation

2. Et svoveldioksidmolekyl (1) reagerer med ammoniakk i lufta og danner ammoniumsulfat (2). Dette vokser og blir til en ammoniumsulfatpartikkel (3). Disse partiklene er hygroskopiske, som betyr at de vokser fort når det er vann tilstede (4). Forfatter: J. Gourdeau.

Atmosfæriske gasser rundt dråpene

Om en kjemisk forbindelse forblir i gassform eller absorberes av vanndråpen, bestemmes av Henrys likevektslov::
A(aq) = HA PA,
hvor :
A(aq) er konsentrasjonen av forbindelsen som er oppløst i vannet (mol L-1),
PA er partialtrykket fra A i gassform (atm),
HA er Henry-konstanten for denne gassen.

Noen forbindelser går tilbake til gassform og forlater dråpen. Andre fortsetter å være oppløst i vannfasen, inntil vannet er fordampet..

Reaksjoner inni dråpene

Minst hundre kjemiske reaksjoner finner sted inne i dråpene. Disse reaksjonene kan forandre regnets surhetsgrad (pH-verdi) og føre til sur nedbør. Sur nedbør er skadelig for planter og dyr i innsjøer, elver og bekker og kan bidra til forringelse av bygninger. De viktigste kjemiske forbindelsene som er involvert i sur nedbør er svovelsyre (H2SO4) og salpetersyre (HNO3).

a scientist collecting acid rain

3. En forsker som tar prøver for å analysere sur nedbør. Legg merke til skadene på skogen! Kilde: NOAA

Alle disse kjemiske reaksjonene fører ikke bare til forandringer i skyen selv, men også i atmosfæren rundt skyen. Bare omlag en av tre skyer avgir regn, og en partikkel som fungerer som kondensasjonskjerne går derfor gjennom mellom 10 og 25 fordampnings- og kondensasjonssykluser før den når bakken.…




Om denne siden:
Forfatter: Dr. Justine Gourdeau. - LaMP, Clermont-Ferrand, France
Vitenskapelig kvalitetssikring: Dr. M. Leriche - CNRS LaMP, Clermont-Ferrand, France
Sist oppdatert: 2003-12-04
Oversatt og bearbeidet av Nicolai Steineger og Erik Steineger

Ostatnia modyfikacja: poniedziałek, 1 październik 2018, 14:37