Читать онлайн «Нелинейная оптика атмосферного аэрозоля»

НЕЛИНЕЙНАЯ ОПТИКА АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ Глава 1 МИКРОФИЗИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АТМОСФЕРНОГО АЭРОЗОЛЯ 1. 1. Аэрозольное состояние атмосферы в различных метеоусловиях По установившемуся в литературе определению, аэрозоль - взвесь твердых или жидких микрочастиц в газе, перемещающихся в основном вместе с потоками содержащего их газа. Известно, что аэрозоль земной атмосферы может быть классифицирован в зависимости как от высоты (аэрозоль приземный, тропосферный, стратосферный и т. п. ), так и от географического района (континентальный, морской, аридный и т. д. ). Подобная классификация позволяет выделить характерные источники атмосферного аэрозоля, а также основные процессы трансформации аэрозоля под воздействием различных геофизических факторов. Поскольку нас в последующих разделах будет интересовать влияние на характеристики аэрозольных частиц конкретной метеорологической ситуации, остановимся на результатах, полученных в пограничном слое атмосферы. Именно в пограничном слое атмосферы проявляется влияние подстилающей поверхности, сезона года, времени суток, метеорологической ситуации (в первую очередь, влажности воздуха и ветрового режима). Достаточно напомнить такие атмосферные ситуации, как дымки, туманы, различные типы облаков (жидкокапельные, кристаллические, смешанные), дымы пожаров, выбросы промышленных предприятий, пылевые бури, извержения вулканов, осадки в виде дождя и снега, в которых визуально обнаруживается присутствие частиц, чтобы представить многообразие физико-химических свойств, форм и диапазон размеров частиц, находящихся в атмосфере. Согласно [1] основными источниками частиц аэрозоля приняты следующие: 1) почва - кварц и другие соединения кремния, глиноземы, карбонаты, кальциты, окислы железа, марганца и т. д. , органические вещества; 2) океан - NaCl (78%), MgCl2 (11%), CaS04, Na2S04, K2S04; 3) вулканы - соединения кремния (60-80%), сульфаты (10 - 30%), кальциты (3-10%), соединения алюминия (до 20%), железа (до 10%); 4) метеориты - Fe, Si, Mg, S, Ni, Ca, Al, Na, Cr, Mn, К, Р, Ti, Co; 5) растения и фотохимические реакции в атмосфере - серосодержащие соединения (сернистый газ, сероводород и др. ), аммониевые соединения, окислы азота и т. д. ; 6) антропогенные источники - сажа, зола, окислы свинца, сернистый газ, окислы азота и другие вещества. Вопросы химического состава атмосферных аэрозолей кроме [1] детально рассматривались в [2-5]. В качестве иллюстративного материала (табл. 1. 1) приведем часть модели химического состава частиц тропосферного континентального аэрозоля [2]. Таблица 1. 1 Модель химического состава сухого остатка тропосферного аэрозоля континента Химическое соединение Пылевая фракция, % Химическое соединение Пылевая фракция, % sof 16 „ 2+ Са 9 nhJ 4 А1Э+ 5 NOi 1 SiCb 35 СОэ 8 Fe203 6 СГ 3 н2о 5 4- Na 2 Органика 1 К+ i С 1 Mg 1 Прочие 1 Атмосферный аэрозоль во многих случаях определяет протекание физических, химических и биологических процессов на планете.