Features of the mechanism of aerosol fractionation in solid hydrometeors

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The object of the study is the dispersed fractions of an aerosol substance in the snow cover. At the sampling sites located in the middle taiga zone within the Mezen-Vychegoda Plain on a high terrace in the Sysola river valley, 3 km west of the city of Syktyvkar, fresh snow and surface frost were sampled. The analysis of the ratios in the surface hoarfrost of subdispersed fractions of the aerosol substance was carried out in conjunction with the granulometric analysis of freshly fallen snow. Studies using the method of dynamic light scattering of the granulometric composition of an aerosol substance in freshly fallen snow and surface hoarfrost formed between snowfalls showed that a bimodal distribution of particles is recorded in all snow samples. At the same time, the distribution of submicron aerosol particles in frost samples is already characterized by the presence of three modes. Also, with an increase in the duration of the period between snowfalls in hoarfrost samples, a redistribution of particles between fine and medium fractions is observed in the direction of a significant increase in particles in the fine fraction, but the volume concentration of particles of the large fraction changes slightly. It is assumed that the identified circumstance is associated with the action of capillary forces and the adhesion of dry precipitation during the crystal formation of hoarfrost (it is proposed to call this phenomenon "frosty condensation"). A similar effect was also observed in the West Siberian southern taiga and the coastal tundra of the Lower Pechora region.

References

  1. Mahowald N. M., Kloster S., Engelstaedter S., Moore J. K., Mukhopadhyay S., McConnell J. R., Albani S., Doney S. C., Bhattacharya A., Curran M. A. J., Flanner M. G., Hoffman F. M., Lawrence D. M., Lindsay K., Mayewski P. A., Neff J., Rothenberg D., Thomas E., Thornton P. E., Zender C. S. Observed 20th century desert dust variability: impact on climate and biogeochemistry // Atmos. Chem. Phys. 2010. N 10. P. 10875–10893. https://doi.org/10.5194/acp-10-10875-2010.
  2. Ивлев Л.С. Аэрозольное воздействие на климатические процессы // Оптика атмосферы и океана. 2011. Т. 24. № 5. С. 392–410.
  3. Ермаков А.Н., Ларин И.К., Угаров А.А., Пурмаль А.П. О катализе железа и окисления SO2 в атмосфере // Кинетика и катализ. 2003. Т. 44. № 4. С. 524–537.
  4. Гершензон Ю.М., Пурмаль А.П. Гетерогенные процессы в земной атмосфере и их экологические последствия // Успехи химии. 1990. Т. 59. Вып. 11. C. 1729–1756.
  5. Кондратьев К.Я. Аэрозоль и климат: современное состояние и перспективы разработок. 1. Образование, свойства аэрозоля и их трансформация // Оптика атмосферы и океана. 2006. Т. 19. № 1. С. 5–22.
  6. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П., Смирнова Р.С., Барашкевич И.Л., Онищенко Т.Л., Павлова Л.Н., Трефилова Н.Я., Ачкасов А.И., Саркисян С.Ш. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.
  7. Веремей Н.Е., Довгалюк Ю.А., Егоров А.Д., Ищенко М.А., Пономарев Ю.Ф., Синькевич А.А., Сталевич Д.Д., Степаненко В.Д., Хворостовский К.С. Исследование влажного вымывания аэрозольных частиц облаками и осадками // Метеорология и гидрология. 1999. № 8. С. 5–13.
  8. Berne B.J., Pecora R. Dynamic Light Scattering. John Wiley and Sons Ltd. 1976. 376 p. URL: https://doi.org/10.1002/bbpc.19770810123
  9. Селяев В.П., Неверов В.А. Аппаратура и методы исследования дисперсных систем // Инновационное образование. Изд-во Национальный исследовательский Мордовский гос. ун-т, Саранск. 2013. № 4(7). С. 71–120.
  10. Хархардин А.Н., Сулейманова Л.А., Строкова В.В. Топологические свойства полидисперсных смесей и составляющих их фракций по результатам ситового и лазерного анализа гранулометрии // Известия вузов. Строительство. 2012. № 11–12. С. 114–124.
  11. Кочегаров И.И., Трусов В.А., Юрков Н.К. Методы контроля дисперсных порошков // Тр. Международного симпозиума «Надежность и качество». Изд-во Пензенского гос. ун-та. Пенза. 2010. Т. 2. С. 475–477.
  12. Ешманова С.В. Промышленный контроль формы и размера частиц лекарственных субстанций // Фармацевтические технологии и упаковка. Лекарства по GMP. 2009. http://medbusinesss.ru/365.php (дата обращения 22.01.2023).
  13. Голохваст К.С., Соболева Е.В., Никифоров П.А., Христофорова Н.К., Гульков А.Н. Анализ нано- и микрочастиц в снеге г. Уссурийск // Вода: химия и экология. 2012. № 11(53). С. 108–112.
  14. Голохваст К.С., Ревуцкая К.С., Лонкина Е.С., Никифоров П.А., Гульков А.Н., Христофорова Н.К. Гранулометрический анализ взвешенных частиц в снеге г. Биробиджана и государственного заповедника «Бастак» // Вода: химия и экология. 2013. № 2(56). С. 116–123.
  15. Василевич М.И., Василевич Р.С., Михайлов В.И., Кривошапкин П.В. Оценка свойств атмосферных взвесей в снеге фоновых территорий таежной зоны Европейского северо-востока России // Оптика атмосферы и океана. 2017. Т. 30. № 2. С. 184–190.
  16. Рихтер Г.Д. Снежный покров, его формирование и свойства. М.: Изд-во АН СССР, 1945. 120 с.
  17. Рихтер Г.Д. Роль снежного покрова в физико-географическом процессе // Тр. Института географии АН СССР. Вып. 40. М.-Л.: Изд-во АН СССР, 1948. 171 с.
  18. Юнге, Х. Химический состав и радиоактивность атмосферы. Пер. с англ. под ред. Ю.А. Израэля. М.: Мир, 1965. 424 с.
  19. Cort A., Scot T.M. Atmospheric nanoparticles // Rev. Mineral. Geochem. 2001. V. 44,
  20. Зимон А.Д. Что такое адгезия. М.: Наука, 1983. 176 с.1. P. 293–349. doi: 10.2138/rmg.2001.44.08.
  21. Голубев В.Н. Роль аэрозольных частиц в зарождении атмосферного льда // Метеорология и гидрология. 2015. № 12. С. 19–28.
  22. Юшкин Н.П. Ультра- и микродисперсное состояние минерального вещества и проблемы наноминералогии / Наноминералогия. – СПб.: Наука, 2005. С. 10-61.
  23. Berg N., Dunn P., Fenn M. Spatial and temporal variability of rime ice and snow chemistry at five sites in California // Atmospheric Environment. Part A. General Topics. 1991. V. 25(5-6). P. 915-926. https://doi.org/10.1016/0960-1686(91)90134-S.
  24. Saxena V.K., Yeh R.J.-Y. Temporal variability in cloud water acidity: Physico-chemical characteristics of atmospheric aerosols and windfield // J. Aerosol Science. 1988. V. 19 (1). P. 1207-1210. https://doi.org/10.1016/0021-8502(88)90137-1.
  25. Borys R., Hindman E.E., DeMott P.J. The chemical fractionation of atmospheric aerosol as a result of snow crystal formation and growth // J. Atmospheric Chemistry. 1988. V. 7. P. 213–239. https://doi.org/10.1007/BF00130931.
  26. Hůnová I., Novák M., Kurfürst P., Škáchová H., Přechová E., Komárek A., Čuřík J., Veselovský F., Bohdálková L. Contribution of rime to atmospheric sulphur deposition in Central Europe: A combined empirical and modelling approach. Atmospheric Environment. 2022, 270 (1): 118877. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2021.118877

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».