Núcleo de hielo

Mecanismos de nucleación del hielo. ^{[ aclaración necesaria ]}

Un núcleo de hielo , también conocido como partícula nucleadora de hielo (INP), es una partícula que actúa como núcleo para la formación de un cristal de hielo en la atmósfera .

Mecanismos

Hay varios mecanismos de nucleación del hielo en la atmósfera a través de los cuales los núcleos de hielo pueden catalizar la formación de partículas de hielo. En la troposfera superior , el vapor de agua puede depositarse directamente sobre partículas sólidas. En nubes más cálidas que aproximadamente -37 ° C, donde el agua líquida puede persistir en un estado sobreenfriado , los núcleos de hielo pueden provocar que las gotas se congelen. ^[1]

La nucleación por contacto puede ocurrir si un núcleo de hielo choca con una gota superenfriada, pero el mecanismo más importante de congelación es cuando un núcleo de hielo se sumerge en una gota de agua superenfriada y luego desencadena la congelación.

En ausencia de una partícula nucleante de hielo, las gotas de agua pura pueden persistir en un estado superenfriador a temperaturas cercanas a los -37 ° C, donde se congelan de manera homogénea. ^{[2] [3] [4]}

Dinámica de la nube

Las partículas de hielo pueden tener un efecto significativo en la dinámica de las nubes . Se sabe que son importantes en los procesos mediante los cuales las nubes pueden electrificarse, lo que provoca rayos . También se sabe que pueden formar las semillas de las gotas de lluvia . Ha quedado claro que la concentración de partículas nucleantes de hielo en las nubes poco profundas es un factor clave en la retroalimentación del clima nuboso. ^{[5] [6]}

Materia particulada atmosférica

Muchos tipos diferentes de partículas atmosféricas pueden actuar como núcleos de hielo, tanto naturales como antropogénicos, incluidos los compuestos de polvo del desierto, hollín, materia orgánica, bacterias (p. Ej. Pseudomonas syringae ), polen, esporas de hongos y cenizas volcánicas, entre otros. ^{[1] [7]} Sin embargo, el potencial de nucleación exacto de cada tipo varía mucho, dependiendo de las condiciones atmosféricas exactas. Se sabe muy poco sobre la distribución espacial de estas partículas, su importancia general para el clima global a través de la formación de nubes de hielo y si la actividad humana ha jugado un papel importante en cambiar estos efectos.

Ver también

• Proceso Bergeron
• Núcleos de condensación de nubes
• Nucleación
• Nieve
• Sobreenfriamiento

Referencias

1. Murray; et al. (2012). "Nucleación de hielo por partículas sumergidas en gotitas de nubes superenfriadas" . Chem Soc Rev . 41 (19): 6519–6554. doi : 10.1039 / c2cs35200a . PMID  22932664 .
2. Kulkarni G (2014). "Nucleación de hielo de partículas de polvo mineral desnudas y recubiertas de ácido sulfúrico e implicación para las propiedades de las nubes" . Revista de Investigación Geofísica . 119 (16): 9993–10011. Código bibliográfico : 2014JGRD..119.9993K . doi : 10.1002 / 2014JD021567 .
3. Koop, T. (25 de marzo de 2004). "Nucleación de hielo homogénea en agua y soluciones acuosas" . Zeitschrift für Physikalische Chemie . 218 (11): 1231-1258. doi : 10.1524 / zpch.218.11.1231.50812 . S2CID 46915879 . Consultado el 7 de abril de 2008 . 
4. Murray B (2010). "Nucleación de hielo homogénea en agua y soluciones acuosas". Física Química Física Química . 12 (35): 10380–10387. Código bibliográfico : 2010PCCP ... 1210380M . doi : 10.1039 / c003297b . PMID 20577704 . 
5. Murray, Benjamin J .; Carslaw, Kenneth S .; Field, Paul R. (21 de agosto de 2020). "Opinión: retroalimentación del clima en la fase de nubes y la importancia de las partículas nucleantes del hielo" . doi : 10.5194 / acp-2020-852 .
6. Vergara-Temprado, Jesús; Miltenberger, Annette K .; Furtado, Kalli; Grosvenor, Daniel P .; Shipway, Ben J .; Hill, Adrian A .; Wilkinson, Jonathan M .; Field, Paul R .; Murray, Benjamin J .; Carslaw, Ken S. (13 de marzo de 2018). "Fuerte control de la reflectividad de las nubes del Océano Austral por partículas nucleantes de hielo" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 115 (11): 2687–2692. Código Bib : 2018PNAS..115.2687V . doi : 10.1073 / pnas.1721627115 . PMC 5856555 . PMID 29490918 .  
7. Christner BC, Morris CE, Foreman CM, Cai R, Sands DC (2008). "Ubicuidad de nucleadores de hielo biológicos en nevadas". Ciencia . 319 (5867): 1214. Bibcode : 2008Sci ... 319.1214C . CiteSeerX 10.1.1.395.4918 . doi : 10.1126 / science.1149757 . PMID 18309078 . S2CID 39398426 .