پديد آورندگان :
باقري مصلح آبادي امير دانشگاه تهران - موسسه ژئوفيزيك - گروه فيزيك فضا , قرايلو مريم دانشگاه تهران - موسسه ژئوفيزيك - گروه فيزيك فضا , علي اكبري بيدختي عباسعلي دانشگاه تهران - موسسه ژئوفيزيك - گروه فيزيك فضا
كليدواژه :
بلورهاي يخ , هواويزها و خودروها , ابر سرد و قطرك‌ها , گشتاور الكترواستاتيكي
چكيده فارسي :
ذرات آلاينده در هواي شهرها بر سلامت، محيط زيست، اقليم و ديگر جنبه‌ها اثرگذار هستند. منابع متحرك علت اصلي انتشار هواويزهاي اوليه در شهرهاي بزرگ نظير تهران هستند. هواويزهايي كه خودروها (بنزيني و ديزلي) توليد مي‌كنند، مي‌توانند به‌عنوان هسته‌هاي ميعان ابر و هسته‌هاي يخ بر بارش تاثيرگذار باشند. بارش مي‌تواند علاوه بر تامين منابع آبي به بهبود كيفيت هواي شهرها نيز كمك كند. در ايران اكثر ابرها از نوع ابرهاي سرد هستند و مطالعه اين ابرها اهميت ويژه‌اي دارد. در اين مقاله با استفاده از روش‌هاي آزمايشگاهي، نقش اين‌گونه هواويزها در توزيع اندازه قطركهاي اَبَرسرد و بلورهاي يخ و رشد گويچه‌هاي برف با به‌كارگيري سازوكار ميله چرخان و گشتاور الكترواستاتيكي بلورها بررسي مي‌شود. نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهند هواويزهاي ناشي از خودروها اغلب دوده و خاكستر هستند و با وجود اين ذرات، قطر ميانگين قطركهاي اَبَرسرد و بلورهاي يخ كاهش مي‌يابد. با كاهش قطر قطركهاي اَبَرسرد، رشد گويچه‌هاي برف نيز كاهش مي‌يابد كه مي‌تواند بر برخي پديده‌ها نظير آذرخش اثرگذار باشد. براساس اين نتايج، ذرات آلاينده تاثير چنداني بر گشتاور الكترواستاتيكي بلورهاي يخ ندارند. شكل بلورهاي مشاهده شده در آزمايش‌ها شامل صفحه‌هاي شش‌ضلعي، ستاره‌اي، قطاعي، ستون‌هاي توپر و كلاهكي، منشورها، مثلثي شكل‌ها، سوزنك‌‌ها و دندريت شكل‌ها است. هنگامي‌كه بلورهاي يخ در معرض نور قرار مي‌گيرند، به رنگ‌هاي متفاوتي ديده مي‌شوند (همانند حباب صابون در معرض نور). با توجه به ضخامت قسمت‌هاي مختلف بلورهاي يخ و طول موج‌هاي نور مرئي، رنگ‌هاي متفاوتي در ميدان حركت اين بلورها ظاهر مي‌شود.
چكيده لاتين :
Particulate pollutants in urban areas affect human health, environment clouds and climate.
With rapid growth of the population and increase in the number of vehicles, in urban areas, air
pollution also in large cities has increased substantially. Mobile sources of air pollution have a
major contribution to the pollutant levels in urban areas. For example, motor vehicles (gasoline
and diesel) play a major role in air pollution in large cities such as Tehran and in fact, they are
the main sources of primary aerosols emissions. Aerosols can act as cloud condensation nuclei
(CCN) and ice nuclei (IN) and impact on precipitation of different regions. Precipitation can
also supply water resources and help to improve the air quality of cities. In Iran, most clouds
are cold clouds and ice crystals play a major role in cold precipitation. Using field emission
scanning electron microscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (FESEM/EDX)
methods, morphology and elements composition of aerosols from the vehicle exhaust pipes
were investigated. In this study, we injected such aerosols into a cold cloud chamber in
laboratory to get a better understanding of microphysics processes on interaction of urban
aerosols and clouds. The experimental simulations include growth of graupels through rotating
rods mechanism in the presence of vehicles produced aerosols and supercooled droplets. In
order to obtain size distribution of supercooled droplets we used replicas method. Also we
focused on ice crystals and the impact of pollutant particles on the ice crystals in cloud
microphysics. The size distribution of ice crystals was evaluated from images of fallen crystals
on a lamella under a microscope. By creating an electric field inside the cloud, the effect of
these particles on the electrostatic torque of the ice crystals has been tested. It can provide a
better view of predicting the short term lightning. The results show that vehicles produced
aerosols are mainly soot and ash and in the presence of these particles, the average diameter of
supercooled droplets decreases. By decreasing diameter of supercooled droplets, the growth of
the graupel also decreases. Besides, the average diameter of the ice crystals in the presence of
vehicles produced aerosols was reduced. However, pollutant particles do not have much effect
on the electrostatic torque of ice crystals. The shape of the observed crystals in the experiments
included hexagonal, stellar and sectored plates, solid and capped columns, prisms, triangular
shapes, needles and dendrites. Because of the different thickness of various parts of the ice
crystal exposed to light, different wavelengths of dispersed visible light with different colors
appear and then, it can be seen in different colors (like a soap bubble exposed to light). When
the crystals are grown large enough, they appear white. With more sophisticated mentoring
system, one may distinguish between the formed crystals in different aerosol types.
